Nadir Toprak Elementi İlaveli ZnO-Esaslı Varistörlerin Elektriksel Özelliklerinin Karşılaştırılması

Abstract

ZnO esaslı varistörler sahip oldukları doğrusal olmayan akım-voltaj (I-V) özelliği ile elektronik devreleri vedevre elemanlarını voltaj dalgalanmalarına karşı korumaktadır. Doğrusal olmayan I-V özelliği sayesindevaristörler farklı voltaj değerlerinde farklı direnç gösterir. Varistörlerde kırılma voltajı olarak belirtilen kritikvoltaj değeri aşıldığı takdirde, varistör daha iletken hale gelerek oluşan yüksek akımı kendi üzerinden geçirerekdevreyi koruyan sigorta görevi görür. Bu çalışmada ZnO-Bi2O3 esasla varistörlere çeşitli nadir toprak elementikatkısının (Y2O3, Er2O3, Sm2O3, La2O3, Yb2O3) mikroyapısal ve elektriksel özelliklerine etkilerikarşılaştırılmıştır. % 98,5 mol ZnO, % 1 mol Bi2O3, % 0,5 mol (Y2O3, Er2O3, Sm2O3, La2O3, Yb2O3)komposizyonunda beş farklı varistör hazırlanmıştır. Bu kompozisyonlarda hazırlanan numuneler 1100°C’de 10°C/dk ısıtma/soğutma hızında 1 saat sinterlenmiştir. Sonrasında hazırlanan varistörlerin mikroyapısal veelektriksel özellikleri incelenmiştir. Yapılan analiz ve hesaplamalar sonucunda en küçük tane boyutu (4μm)La2O3 katkılı varistörde, en büyük tane boyutu (6,66 μm) Y2O3 katkılı varistörde gerçekleşmiştir. Üretilenvaristörlerin kırılma voltajı ( Eb) büyükten küçüğe doğru sırasıyla Sm2O3, La2O3, Er2O3, Y2O3 ve Yb2O3 katkılınumunelerde 149, 142, 116, 114 ve 28 volt/mm olarak ölçülmüştür.