Effect of $SiO_2$on the Sintering and Electrical Characteristics of Pr-ZnO Varistors

$SiO_2$의 첨가가 Pr-ZnO 바리스터에 미치는 소결 및 전기적인 특성에 대한 영향

  • 문금성 (경상대학교 세라믹공학과) ;
  • 조성걸 (경상대학교 전자재료공학과, 항공기부품기술연구소) ;
  • 심영재 (경상대학교 세라믹공학과)
  • Published : 2000.11.01

Abstract

ZnO-Pr$_{6}$O$_{11}$-Co$_3$O$_4$-CaO 사성분계에 SiO$_2$를 0.4at%까지 첨가하여 1180, 1200 및 125$0^{\circ}C$에서 소성하여 미세구조 및 전기적인 특성을 조사하였다. 소성온도 120$0^{\circ}C$ 이상에서 치밀한 시편을 얻을 수 있었고, Si는 주로 입계에 분포하고 있으며, SiO$_2$첨가는 결정립성장을 억제하였다. 이 현상은 고상소결만이 일어나 120$0^{\circ}C$에서 소결된 시편과 액상소결이 일어난 125$0^{\circ}C$에서 소결된 시편 모두에서 관찰되었으며, SiO$_2$첨가에 의한 기공의 증가에 기인하는 것으로 판단된다. SiO$_2$의 첨가에 의해 바리스터의 비선형계수가 크게 변화하였으며, 시편의 소성과정이 고상소결인 경우 비선형계수가 증가한 반면 액상소결인 경우에는 감소하였다. 적절한 양의 SiO$_2$(약 0.3at%)를 첨가하여 액상이 형성되지 않는 120$0^{\circ}C$에서 소성하여 80 이상의 비선형계수를 갖는 바리스터를 제조할 수 있었다.

Keywords

References

  1. Jpn. J. Appl. Phys. v.10 no.5 Nonohmic Properties of Zinc Oxide Cermics M. Matsuoka
  2. advances in Ceramics;Grain-Boundary Phenomena in Electronics Ceramics Progress in Research and Development of Zinc Oxide Varistors M. Matsuoka;L.M.Levinson(ed.)
  3. Bell Lab. Rec. v.32 Improved Silicon Carbide Varistors C. J. Proch
  4. J. Appl. Phys. v.49 no.4 The Microstructural Location of the Intergranular Metaloxide Phase in a Zinc Oxide Varistor D. R. Clarke
  5. J. Am. Ceram. Soc. v.62 no.3-4 Scanning Transmission Electron Microscopy Investigation of Grain-Boundary Segregation in a ZnO-Bi₂O₃ Varistor W. D. Kingery;J. B. Van Der Sande;T. Matamura
  6. J.Appl.Phys. v.50 no.4 Theory of Conduction in ZnO Varistors G. D. Mahan;L. M. Levinson;H. R. Philipp
  7. Am. Ceram. Soc. Bull. v.65 no.4 Zinc Oxide Varistors with Praseodymium Oxide K. Mukae
  8. Jpn. J. Appl. Phys. v.18 no.8 Effects of Heat Treatment on Crystal Structure of Bismuth Oxide Phase in Zinc Phases in Zinc Oxide Varistor Ceramics M. Inada
  9. J. Am. Ceram. Soc. v.80 no.4 Phase Diagram and Microstructure in the ZnO-Pr₂O₃ System S.-Y. Chun;N. Wakiya;H. Runakubo;K. Shinozaki;N. Mizutani
  10. J. Am. Ceram. Soc. v.82 no.11 Formation of Varistor Characteristics by the Grain-Boundary Penetration of ZnO-$PrO_x$ Liquid into ZnO Ceramics S.-Y. Chun;K. Shinozaki;N. Mizutani
  11. J. Appl. Phys. v.70 no.11 The Effect of Liquid-phase Sintering on the Properties of $Pr_6O_{11}$-based ZnO Varistors A. B. Alles;V. L. Burdick
  12. 한국요업학회지 v.34 no.12 Pr-첨가 ZnO 바리스터의 전기적 특성 곽민환;이상기;조성걸
  13. Kor. J. Ceram. v.5 no.4 Characteristics of ZnO Varistors with Praseodymium Oxide S. K. Lee;S. G. Cho;Y. J. Shim
  14. J. Am. Ceram. Soc. v.73 no.7 Application of Zinc Oxide Varistors T. K. Gupta
  15. J. Mat. Sci. v.23 Effects of SiO₂ and Cr₂O₃ on the Formation Process of Zinc Oxide Varistors H. Kanai;M. Imai
  16. J. Am. Ceram. Soc. v.82 no.3 Varistor Ceramics D. R. Clarke
  17. J. Appl. Phys. v.50 no.6 Capacitance - vs - Voltage Characteristics of ZnO Varistors K. Mukae;K. Tsuda;I. Nagasawa