ارزیابی اثر افزودنی اکسید تالیوم بر ریزساختار و خواص الکتریکی وریستورهای اکسید قلع‌ در کاربرد ولتاژ بالا

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده فنی دانشگاه مراغه

2 گروه مهندسی مواد، دانشکده فنی، دانشگاه شهرکرد

چکیده

در این تحقیق به بررسی اثر افزودن اکسید تالیوم در درصد‌های مولی0 ، 1/0 ،25/0 ، 5/0 و 1 بر ریزساختار و خواص الکتریکی وریستورهای بر پایه اکسید قلع در کاربرد ولتاژ بالا پرداخته شده است. نتایج الگوی پراش اشعه ایکس (XRD) و تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی نشر میدانی (FESEM) نشان می‌دهد که علاوه بر فاز اکسید قلع، فاز ثانویه‌ای اکسید تالیوم در نمونه‌های حاوی اکسید تالیوم با درصد مولی بیشتر از 25/0 وجود دارد. با افزودن اکسید تالیوم به وریستور اکسید قلع اندازه متوسط دانه از µm 4 در نمونه بدون افزودنی اکسید تالیوم تا µm 3/2 در نمونه حاوی 1 درصد مولی کاهش می‌یابد که می تواند ناشی از اثر فاز ثانویه بر کاهش رشد دانه بر اساس سازکار و کار زنر باشد. بهترین خواص الکتریکی غیراهمی در نمونه دوپ شده با 5/0 درصد اکسید تالیوم با جریان نشتی µA/cm2 95 و ضریب غیرخطی (1/15) مشاهده شده است. علاوه براین، میدان الکتریکی شکست در این نمونه در حدود V/mm 532 است. افزودن مقدار بیشتر اکسید تالیوم تاثیر چندانی بر ضریب غیرخطی ندارد اما سبب افزایش ولتاژ شکست بدلیل کاهش اندازه دانه می‌شود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

The study of Tl2O3 addition on microstructure and electrical properties of high-voltage SnO2 varistors

نویسندگان [English]

  • Mohammad Maleki Shahraki 1
  • mehdi Delshad Chermahini 2
  • Mehdi Abdollahi 2
1 Department of Materials Engineering, Faculty of Engineering, University of Maragheh
2 Department of materials science & engineering, University of Shahrekord, Shahrekord, Iran
چکیده [English]

In this research, the effects of various molar amounts of Tl2O3 addition (x= 0, 0.1, 0.25, 0.5, and 1.0) on microstructure and electrical properties of high-voltage SnO2 varistors were investigated. According to XRD and FE-SEM results, the presence of Tl2O3 was detected as secondary phase in samples which their x values are higher than 0.25. By Tl2O3 addition from 0 to 1%, the grain size decreased from 4 µm to 2.3 µm which it is resulted from a grain growth suppression induced by secondary phase based on Zener mechanism. The best non-Ohmic properties with the nonlinear coefficient of 15.1 and the leakage current density of 95 µA/cm2 were observed in samples doped with 0.5% Tl2O3. Furthermore, the breakdown electric field of this sample was 532 V/mm. Further addition of Tl2O3 had no considerable effect on nonlinearity of samples, but it increased the breakdown electric field of samples through the reduction in grain size.

کلیدواژه‌ها [English]

  • "Varistor"
  • "SnO2"
  • "Tl2O3"
  • "Electrical properties"

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از تاریخ 14 اسفند 1398
  • تاریخ دریافت: 10 دی 1398
  • تاریخ بازنگری: 26 بهمن 1398
  • تاریخ پذیرش: 30 بهمن 1398