A durabilidade do varistor de ZnO está relacionada com suas características elétricas, microestruturais, térmicas e com o fenômeno de transporte de massa nos contornos de grão durante o processo de operação do varistor. O estado de polarização nos contornos de grão está relacionado com a difusão do zinco, do oxigênio e dos dopantes durante a aplicação do potencial elétrico e/ou da temperatura. Quando o potencial elétrico é retirado e o estado de polarização não recupera seu estado natural, significa que o dispositivo adquire os piores parâmetros e o varistor sofre degradação, comprometendo sua durabilidade. Neste trabalho, foi simulada a difusão do zinco intersticial e das vacâncias de oxigênio em ZnO. Foi também simulada a durabilidade do varistor, através do planejamento fatorial dos parâmetros elétricos, térmicos e geométricos que caracterizam o dispositivo. Através destes resultados, verificou-se que a difusão do zinco intersticial controla principalmente as propriedades elétricas. Observou-se, também, que quando aumenta a temperatura e a queda de tensão registrada em 0,5 mA/cm², a durabilidade do varistor fica comprometida.
The durability of the ZnO varistor is related with its electric, microstructural and thermal characteristics, and with the phenomenon of mass transport at grain boundaries under varistor operation. The polarization state at grain boundaries is related to the diffusion of zinc, oxygen and dopants during the application of the electric potential and/or of the temperature. When the electric potential is removed and the polarization state doesn't recover its natural state, the device presents the worst parameters and the varistor degrades, decreasing its lifetime. In this work, a simulation of the diffusion of interstitial zinc and of oxygen vacancy in ZnO varistor is done. In addition, the durability of the varistor was simulated, through the factorial design of electric, thermal and geometric parameters that characterize the device. It was found that the diffusion of the interstitial zinc controls mainly the electrical properties of the varistor. It was also observed that when the temperature is increased and the tension drops to 0.5 mA/cm², the lifetime of the varistor decreases.