اثر ترکیب بر پارامترهای فلش سینتر سرامیک وریستور بر پایه zbs

فلش زینتر یکی از جدیدترین فرایندهای زینتر سرامیک ها است که به‌دلیل سرعت بالای زینتر و کاهش قابل توجه انرژی، اخیراً بسیار مورد توجه محققین قرار گرفته است. ویژگی مهم برای انجام موفقیت‌آمیز فلش، داشتن رفتار نیم‌رسانایی با ضریب دمایی منفی (ntc) است. در این پژوهش فرایند فلش زینتر سرامیک وریستور بر پایه zno-bi2o3-sb2o3(zbs) مورد بررسی قرار گرفته و اثر تغییر نسبت مولی ترکیب و افزودن اکسیدکبالت (co3o4) به عنوان عامل افزایش‌دهنده هدایت الکتریکی مطالعه شده است. شرایط بهینه فرایند فلش با اعمال مقادیر مختلف میدان الکتریکی و چگالی جریان تعیین شد که نهایتاً میدان الکتریکی v/cm 300 و چگالی جریان ma/cm2 100 بدست آمد. بررسی ساختاری و شناسایی فازهای تشکیل شده به ترتیب به وسیلۀ میکروسکوپ الکترونی روبشی و پراش پرتوی ایکس انجام شده است. اندازه‌گیری مشخصات الکتریکی وریستور (ضریب غیرخطی، ولتاژ شکست و جریان نشتی) تحت میدان الکتریکیdc صورت گرفت. چگالی نمونه دارای افزودنی اکسیدکبالت 97 درصد چگالی تئوری شد. نتایج sem حاکی از تشکیل ریزساختار وریستور با متوسط اندازه دانه 3 میکرون می‌باشد. با تعیین مشخصات الکتریکی، رفتار وریستوری مشاهده شد که در آن ضریب غیرخطی 22، ولتاژ آستانه v/cm 4500 و چگالی جریان نشتی μa/mm2 50 بود.

Effect of composition on flash sintering parameters on ZBS based varistors

Flash sintering is one of the newest ceramic sintering processes, which has been highly regarded by researchers due to its high sintering speed and significant energy reduction. An important characteristic for successful flash performance is having a negative temperature coefficient (NTC) semiconductor behavior. In this study, the flash sintering process of ZnO-Bi2O3-Sb2O3 (ZBS) based varistors were investigated. The effect of changing the molar ratio of the compound and adding cobalt oxide (Co3O4) as an electrical conductivity enhancer was studied. The optimal conditions of the flash process were determined by applying different values of electric field and current density, which finally obtained an electric field of 300 V/cm and a current density of 100 mA/cm2. Microstructure characterization and crystal phase identification were determined by scanning electron microscopy and X-ray diffraction, respectively. The electrical properties of the varistor (nonlinear coefficient, breakdown voltage and leakage current) were measured under DC electric field. The density of sample with cobalt oxide additive was 97% of the theoretical density. SEM results indicate the formation of a varistor microstructure with an average grain size of 3 microns. By determining the electrical characteristics, the varistor behavior was observed in which the nonlinear coefficient was 22, the threshold voltage was 4500 V/cm and the leakage current density was 50 ?A/mm2.