Geleneksel ve Spark Plazma Sinterleme (SPS) Yöntemi İle Hazırlanan Zno-Bi2O3 Esaslı Seramiklerin Elektriksel Özelliklerinin Kıyaslanması

Abstract

Bu çalışmada geleneksel ve spark plazma sinterleme (SPS) yöntemi ile hazırlanan ZnO-Bi2O3-CuO esaslı varistölerin mikroyapısal ve elektriksel özellikleri karşılaştırılmıştır. (99-x mol) ZnO, % 1 mol Bi2O3, % x CuO komposizyonunda karışımlar hazırlanmıştır. Bu kompozisyonlarda hazırlanan numuneler geleneksel ve SPS yöntemi ile ayrı ayrı sinterlenmiştir. Bu farklı iki yöntemle hazırlanan varistörlerin mikroyapısal ve elektriksel özellikleri incelenmiştir. Geleneksel yöntemde sinterlenme 5 farklı sıcaklık (900, 950, 1000, 1050 ve 1100 °C) 4 farklı kompozisyon (x = 0, 0.5, 1 ve 2 CuO) ve 3 farklı sürede (1, 2 ve 3 saat) gerçekleştirilmiştir. Geleneksel yöntemde sinterleme sıcaklığı, sinterleme süresi ve % CuO miktarının artışıyla tane boyutunda artış meydana gelmiştir. SPS yöntemi ile sinterleme 800 °C’ sıcaklıkta 5, 10 ve 15 dk. sinterleme sürelerinde gerçekleştirilmiştir. Bu yöntemde sinterlenme süresi ve % CuO miktarının artışıyla tane boyutu artış göstermiştir. Her iki yöntemde de % CuO miktarının artması varistörlerin kırılma voltajını (Vk)artırmıştır. Sinterleme süresi ve sıcaklığının artması Vk değerini düşürmüştür.

In this study, the microstructural and electrical properties of ZnO-Bi2O3-CuO based varistoles prepared by conventional and spark plasma sintering (SPS) method were compared. (99-x mol) ZnO, 1 mole% Bi2O3, x% mixtures were prepared in CuO. The prepared samples were sintered separately by the conventional method and SPS method. The microstructural and electrical properties of varistors prepared by these two different methods were investigated. Sintering in the traditional method 5 different temperatures (900, 950, 1000, 1050 and 1100 ° C) were performed in 4 different compositions (x = 0, 0.5, 1 and 2 CuO) and in 3 different times (1, 2 and 3 hours). Sintering temperature, sintering time and% CuO amount increase in grain size. Sintering by SPS method 5, 10 and 15 min at 800 ° C C. sintering times. In this method, grain size increased with increasing sintering time and% CuO amount. In both methods, the increase in the amount of CuO increased the breaking voltage (Vk) of the varistors. The increase in sintering time and temperature decreased the Vk value.