Nadir Toprak Elementi İlaveli ZnO-Esaslı Varistörlerin Elektriksel Özelliklerinin Karşılaştırılması

Authors : Fatih APAYDIN, Ali ÇELİK, Yasemin ÇELİK

Pages : 415-423

Doi:10.35193/bseufbd.622699

View : 13 | Download : 5

Publication Date : 2019-12-26

Article Type : Research Paper

Abstract :ZnO esaslı varistörler sahip oldukları doğrusal olmayan akım-voltaj (I-V) özelliği ile elektronik devreleri ve devre elemanlarını voltaj dalgalanmalarına karşı korumaktadır. Doğrusal olmayan I-V özelliği sayesinde varistörler farklı voltaj değerlerinde farklı direnç gösterir.  Varistörlerde kırılma voltajı olarak belirtilen kritik voltaj değeri aşıldığı takdirde, varistör daha iletken hale gelerek oluşan yüksek akımı kendi üzerinden geçirerek devreyi koruyan sigorta görevi görür. Bu çalışmada ZnO-Bi 2 O 3 esasla varistörlere çeşitli nadir toprak elementi katkısının (Y 2 O 3 , Er 2 O 3 , Sm 2 O 3 , La 2 O 3 , Yb 2 O 3 ) mikroyapısal ve elektriksel özelliklerine etkileri karşılaştırılmıştır. % 98,5 mol ZnO, % 1 mol Bi 2 O 3 , % 0,5 mol (Y 2 O 3 , Er 2 O 3 , Sm 2 O 3 , La 2 O 3 , Yb 2 O 3 ) 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 ve elektriksel özellikleri incelenmiştir.   Yapılan analiz ve hesaplamalar sonucunda en küçük tane boyutu (4μm)   La 2 O 3 katkılı varistörde, en büyük tane boyutu (6,66 μm) Y 2 O 3 katlı varistörde gerçekleşmiştir. Üretilen varistörlerin kırılma voltajı ( E b ) büyükten küçüğe doğru sırasıyla C, D, B, A ve E kodlu numunelerde 149, 142, 116, 114 ve 28 volt/mm olarak ölçülmüştür. 
Keywords : Varistor, ZnO, SPS, Nadir topraklar