بررسی تاثیر پارامترهای فرآوری و تفجوشی قطعات با مقاومت متغییر وابسته به ولتاژ به منظور کنترل ولتاژ و جریان نشتی در ترکیبات پایه ZnO
نویسندگان
1 دانشگاه علوم پزشکی بقیهالله
2 دانشگاه علوم پزشکی بقیهالله
doi
https://doi.org/10.71905/jnm.1403.1192900چکیده
مقدمه : مقاومت های وابسته به ولتاژ موسوم به وریستور به دلیل نقش حفاظتی در برابر اثرات مخرب افزایش ولتاژ ناگهانی کاربردهای گسترده ای در صنعت برق و الکترونیک دارند. این پژوهش به بررسی تأثیر شرایط فرآوری و ترکیب شیمیایی بر خواص الکتریکی وریستورهای اکسید روی ولتاژ پایین می پردازد. روش : نمونه های وریستور با با بکارگیری اکسید روی به عنوان پایه اصلی به همراه مجموعه ای از ترکیبات افزودنی شامل اکسیدهای کروم، منگنز، ایتریم، آنتیموان، بیسموت و کبالت تهیه شدند. تأثیر شرایط آسیاب کاری (نوع آسیاب و زمان)، کم وزیاد کردن برخی از ترکیبات افزودنی بر ریزساختار و خواص الکتریکی نمونه ها مورد بررسی قرار گرفت. همچنین تاثیر پارامترهای مختلف فرآوری نظیر آسیاب کاری و برنامه تفجوشی مورد مطالعه قرار گرفت. ساختار فازی و ریزساختار نمونه ها با استفاده از پراش اشعه ایکس و میکروسکپ الکترونی روبشی مورد مطالعه قرار گرفت. خواص الکتریکی شامل ولتاژ کاری و جریان نشتی نمونه ها نیز با ستاپ ویژه این کار اندازه گیری گردید. یافته ها : نتایج نشان داد که استفاده از آسیاب سیاره ای با زمان کوتاه تر در حدود بیست دقیقه منجر به کاهش چشمگیر آلودگی ناشی از سایش و بهبود جریان نشتی می شود. حذف اکسید ایتریم از ترکیب اولیه باعث کاهش ولتاژ کاری و جریان نشتی گردید. افزایش میزان اکسید منگنز تا دو برابر مقدار اولیه نیز منجر به کاهش ولتاژ کاری شد. افزایش دما و زمان تفجوشی روندی نزولی در ولتاژ کاری و صعودی در جریان نشتی ایجاد کرد. نتیجه گیری : شرایط بهینه فرآوری شامل آسیاب کاری کوتاه مدت با آسیاب سیاره ای، حذف اکسید ایتریم و افزایش اکسید منگنز در ترکیب اولیه، و تفجوشی در دمای 1210 درجه سانتیگراد به مدت 2 ساعت منجر به دستیابی به وریستورهایی با ولتاژ کاری مطلوب (کمتر از 500 ولت بر میلیمتر) و جریان نشتی پایین (کمتر از 15 میکروآمپر) گردید. این نتایج نشان می دهد که با کنترل دقیق پارامترهای فرآیند و ترکیب شیمیایی می توان خواص الکتریکی وریستورهای اکسید روی را به طور قابل توجهی بهبود بخشید. این یافته ها می تواند به طراحی و ساخت وریستورهای اکسید روی با عملکرد بهینه کمک کند.