ZnO-ağ o/o 6 Bb2O3 içeren sisteme Mna katkısının mikroyapıya etkisi

Abstract

ÖZET Anahtar Kelimeler: ZnO-Sb203, Mikroyapı, Tane Büyümesi Bu çalışmada, ZnO-Sb203 seramik sisteminin mikroyapısı üzerine MnO'in etkisinin incelenmesi hedeflenmiştir. Bu amaçla; ağ.% 6 Sb'203 sabit tutularak değişik oranlarda MnO içeren kompozisyonların^ homojen olarak karışmalarım sağlamak amacıyla yaş öğütme işlemine tabi tutulmuşlardır. 'Daha sonra elde edilen karışım 100 °Cde etüvlerde kurutularak, preslemek için % 6 oranında saf su' ile granule hale getirilmiştir. Şekillendirme işlemi kuru pres ile 10 MPa (1000 kg/cm2)' lik bir basınç uygulanarak gerçeldeştiriirniştir. Elde edilen numuneler farklı sinterleme sıcaklıklarında (1000-1100-1200 ve 1300°C) ve farklı sinterleme sürelerinde (1-2-3-5 ve 10 saat) 10°C/daklık bir ısıtma hızı ile sinterlenmişlerdir. Sinterlenen numuneler çeşitli testlere tabi tutularak numunelerin özellikleri tespit edilmiştir. Yapılan testler sonucunda; malzemenin yapısında sadece ZnO ve Zn2.33Sbo6704 fazlarının bulunduğu ve katkı olarak ilave edilen miktarlardaki MnO'in ise ZnO içerisinde çözündüğü tespit edilmiştir. Sinterleme sıcaklığı ve sinterleme sürelerinin artışı ile, yapıdaki hacimsel büzülme ve ağırlık kaybı nedeniyle bulk yoğunluk artmıştır. Tane boyutu ise, sinterleme sıcaklığı ve süresinin artışıyla, tane içindeki difüzyonun artması ve büyük tanenin genişleyerek küçük taneleri yutması, tane boyutunun artmasına neden olmuştur. Yapıdaki incelemeler sonucunda, 1200°C'da tane boyutu kinetik üssel katsayısı 3.5 - 4 olarak bulunurken 1300°C'da ise aynı katsayı 4.5 - 6.6 olarak hesaplanmıştır. ?` Sonuçta; ZnO-Sb203 seramik sistemine ilave edilen MnO'in tane boyutunu arttırdığı gözlenmiştir. Ayrıca ağırlıkça % 2 MnO içeren kompozisyonun aktivasyon enerjisi 656.84 kl/mol olarak hesaplanmıştır. IX

TPE EFFECTS OF MnO ON MICROSTRUCTURE OF ZnO- wt %6 Sb2Û3 SYSTEM Keywords: ZnO-Sb203, Microstructure, Grain Growth SUMMARY Zinc oxide varistors are novel, ZnO-based, ceramics semiconductor devices with highly nonlinear current-voltage characteristics similar to back-to-back Zener diodes but with much greater current and energy handling capabilities. ZnO varistors contain ZnO as main ingredient with several kinds of additives. A typical formation is shown in Table 1. Each additive controls one or several parameters, such as voltage breakdown, non-linear coefficient, surge current withstanding, etc. Table 2). Table 1. Typical composition of ZnO varistor. Zinc oxide varistors are produced by conventional ceramic process. The ZnO and other oxide with purity and particle size carefully controlled are mixed by a ball milling method using zircon balls with de ionized water. A slurry is then con-stetted with the powder and an organic binder (VP) which is spray dried, the resulting granulated powder is press to the desired shape ( generally disks ) with diameter range from 4 to 100 mm and tickness in the range from 1 to about 40 mm. After pressing the pellets are sintered in electrical furnaces at high temperature (1 100-1300° C) in air atmosphere. The ceramic is then electroded with a fired silver contact.