The effect of Cr2O3 addition on the physical characteristics, microstructure, and current-voltage properties of (Co-Sb)-doped SnO2 varistors was investigated. SnO2-Co3O4-Sb2O5 ceramics with additions of 0.0, 0.03, 0.05 and 0.07 mol % Cr2O3 were sintered at 1350 ºC under ambient atmosphere and characterized microstructurally and electrically. The characterization by XRD and SEM show that the microstructure remains as a single phase material with multimodal size distribution of SnO2 grains. The greatest effect of Cr2O3additions is manifested in the electric breakdown field. Additions of high levels (0.07 and 0.05 %) of this oxide promote an increase of approximately 55% in this parameter compared to the Cr2O3-free sample. Another physical property is affected: the measured density values decreases as the Cr2O3 content increases. A change in the nonlinearity coefficient value is produced only at the highest Cr2O3 content while at intermediate levels there is not change at all. Consequently, when seeking high nonlinearity coefficients, intermediate levels of Cr2O3 are not recommended.

Se investigó el efecto de adición de Cr2O3 sobre las características físicas, la microestructura y las propiedades corriente-voltaje de varistores de SnO2 dopados con Co y Sb. Los cerámicos SnO2-Co3O4-Sb2O5 dopados con 0.0, 0.03, 0.05 y 0.07 % molar de Cr2O3 fueron sinterizados a 1350° C a medio ambiente y caracterizados microestructuralmente y eléctricamente. Los resultados de la caracterización por DRX y MEB muestran que la microestructura del material permanece como una sola fase con una distribución multimodal de tamaño de grano del SnO2. El mayor efecto de la adición de Cr2O3 se manifiesta en el campo eléctrico de ruptura. A altos niveles (0.07 y 0.05%) de adición de éste óxido se promueve un incremento de aproximadamente 55% de este parámetro comparado con el de la muestra libre de Cr2O3. Otra propiedad física que es afectada son los valores de la densidad medida ya que disminuye cuando se incrementa el contenido de Cr2O3. Un cambio en el valor del coeficiente de no-linealidad se produce solamente en el mayor contenido de Cr2O3 mientras que en los niveles intermedios no existe cambio alguno. Por lo tanto, cuando se busquen altos coeficientes de no-linealidad, los niveles intermedios de adición no son recomendables.

The effect of particle size distribution of SiC particulate reinforcements coated with colloidal SiO2 on Young´s modulus of Al/SiCp/MgAl2O4 composites fabricated by reactive infiltration was investigated. Composites were prepared from porous preforms of silica-coated α- SiC powders of 10, 54, 86, and 146 μm, 0.6 volume fraction of reinforcements and particle size distribution from monomodal to cuatrimodal. Infiltration tests with the alloy Al-13.3Mg-1.8Si (wt. %) were carried out in Ar→N2 atmosphere at 1100ºC for 60 min. The composites were characterized by X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM). In addition to density and residual porosity measurements, Young´s modulus was evaluated by ultrasonic techniques. Results show that with increase in particles size distribution, residual porosity decreases and density and Young´s modulus of the composites are improved, the latter from 185.39 ±3.6 to 201.93 ±2.3 GPa. This is attributed to the increased metal-ceramic interfaces and to an enhanced matrix-reinforcement load transmission.

The effect of the following processing parameters, namely SiC particle size (20 and 75 µm) and Mg content (3 and 6 wt.%), on residual porosity and on the degree of infiltration for SiCp preforms by Al-Si-Mg alloys were investigated and quantified (here the subscript p means particles). The contribution of each of these parameters to the infiltration mechanism was determined employing an analysis of variance (ANOVA), and the effect of the levels of each parameter was examined using a surface response analysis. ANOVA results show that particle size is the parameter that most significantly affects the degree of infiltration and residual porosity. A surface response analysis shows that the degree of infiltration increases with an increase in magnesium content. The increasing rate in the degree of infiltration is higher for 20 µm than for 75 µm of SiC, whereas residual porosity diminishes with decreasing particle size; these two effects occur for both Mg concentrations in the alloy. Accordingly, the optimum parameters for a maximum degree of infiltration as well as for a minimum residual porosity are 20 µm SiC powders and 6 wt.% Mg in the alloy.

Se investigaron y cuantificaron los efectos de los siguientes parámetros de procesamiento, es decir el tamaño de partícula de SiC (20 y 75 µm) y el contenido de Mg (3 y 6% en peso), sobre el grado de infiltración para preformas de SiCp con aleaciones de Al-Si-Mg y sobre la porosidad residual (aquí el subíndice p significa partículas). La contribución de cada uno de estos parámetros al mecanismo de infiltración se determinó empleando análisis de varianza (ANOVA), y el efecto de los niveles de cada parámetro se estudió usando análisis de respuesta de superficie. Los resultados de ANOVA muestran que el tamaño de partícula es el parámetro que más significativamente repercute sobre el grado de infiltración y la porosidad residual. Los análisis de respuesta de superficie muestran que el grado de infiltración aumenta al incrementar el contenido de magnesio. La razón de aumento en el grado de infiltración es mayor para 20 µm que para 75 µm de SiC, mientras que la porosidad residual decrece con la disminución del tamaño de partícula; estos dos efectos ocurren para ambas concentraciones de Mg en la aleación. Por consiguiente, los parámetros óptimos para el grado máximo de infiltración así como para la porosidad residual mínima son 20 µm para el tamaño de partícula de SiC y 6% en peso de Mg en la aleación.