Czasopismo | PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY | Rocznik 2024 - zeszyt 4

Effect of Fe2O3 doping on the electrical and microstructural properties of ZnO-( Bi2O3, Sb2O3) varistor ceramics

Wpływ domieszkowania Fe2O3 na właściwości elektryczne i mikrostrukturalne ceramiki warystorowej ZnO-(Bi2O3, Sb2O3

10.15199/48.2024.04.36

nr katalogowy: 148136
10.15199/48.2024.04.36

Streszczenie

This study will allow us to see the effect of Fe2O3 doping on the electrical and microstructural properties of the ceramic varistor based on (Bi2O3, Sb2O3). The study deals with a ZnO-based varistor, containing, 0.5 mol% of (Bi2O3, Sb2O3) doped with 1 mol%, 2 mol%, and 4 mol% of Fe2O3. The ceramics samples were developed using the conventional route of the oxides mixture, sintered all the samples at 1000 °C. The mean grain size increased with the increase of the Fe2O3 amount and the grains were homogeneous, the varistors exhibited the relative density, the dielectric constant (ε′), dielectric dissipation factor (tanδ) and leakage current (IL) was increased with the increase of the Fe2O3 amount, Therefore, the nonlinearity coefficient (α) decreases from 23.58 to 8.61 and the breakdown field (Eb1mA) decreased from 341.41 to 202.01V/mm with an increase in the amount of Fe2O3.

Abstract

Badania te pozwolą nam zobaczyć wpływ domieszkowania Fe2O3 na właściwości elektryczne i mikrostrukturalne warystora ceramicznego na bazie (Bi2O3, Sb2O3). Badania dotyczyły warystora na bazie ZnO, zawierającego 0,5% mol (Bi2O3, Sb2O3) domieszkowanego 1% mol, 2% mol i 4% mol Fe2O3. Próbki ceramiki opracowano konwencjonalną drogą mieszaniny tlenków, wszystkie próbki spiekano w temperaturze 1000°C. Wraz ze wzrostem zawartości Fe2O3 zwiększała się średnia wielkość ziaren i ziarna były jednorodne, warystory wykazywały gęstość względną, wraz ze wzrostem zwiększała się stała dielektryczna (ε′), współczynnik rozproszenia dielektrycznego (tanδ) i prąd upływu (IL). ilości Fe2O3, zatem współczynnik nieliniowości (α) maleje z 23,58 do 8,61, a pole przebicia (Eb1mA) zmniejsza się z 341,41 do 202,01V/mm wraz ze wzrostem ilości Fe2O3.

Słowa kluczowe

Keywords

Bibliografia

1. Tonkoshkur A.S., Glot A.B., Ivanchenko A.V., Percolation effects in dc degradation of ZnO varistors, Adv. J. Dielect, 05 (2015), No. 01, 1550008 2. Kharchouche F., microstructure and electrical properties of CaCo3-doped ZnO– (Bi2O3, Sb2O3) based varistor ceramics. Rev. Roum. Sci. Techn.–Électrotechn. et Énerg.67(2022), No.1, 439–444 3. Etienne S., Sylvain M., Franck G., Yoshiaki K., Julien P., Richard R., Peculiar effects of microwave sintering on ZnO based varistors properties, J. Alloys Compd, 50 (2011) 96163–6169, 4. Kharchouche F., Effect of sintering temperature on microstructure and electrical properties of ZnO-0.5 mol%V2O5-0.5 mol%Cr2O3 varistors, J. Mater. Sci.: Mater. Electron, 29 (2018), 3891–3897 5. Szwagierczak D., Kulawik J., SKkwarek A., Influence of processing on microstructure and electrical characteristics of multilayer varistors, J. Adv. Ceram. 8(2019), No. 3, 408–417 6. Bernik S., Macek S., Bui A., Microstructural and electrical characteristics of Y2O3-doped ZnO–Bi2O3-based varistor ceramics, J. of the European Ceramic Society, 21(2001), No.10, 1875–1878 7. ŁOWK B., ZIAJA J., KRAFT A. A., The influence of the electrode material on the dielectric properties of PET films, Przeglad Elektrotechniczny, 99 (2023), No. 1, 58-61 8. Tominc S., Rečnik A., Bernik S., Mazaj M., Spreitzer M., Daneu N., Microstructure development in (Co,Ta)-doped SnO2-based ceramics with promising varistor and dielectric properties, J. Eur. Ceram. Soc. 40 (2020), No. 15, 5518- 5522 9. Peng P., Deng Y., Niu J., Shi L., Xu D, Fabrication and electrical characteristics of flash-sintered SiO2-doped ZnOBi2O3-MnO2 varistors, J. Adv. Ceram, 9 (2020),683–692. 10. Hu G., Zhu J., Yang H., Wang F., Effect of CuO addition on the microstructure and electrical properties of SnO2-based varistor, J. Mater. Sci: Mater Electron. 24 (2013), 2944–2949 11. Billovits, T., Kaufmann, B., Supancic, P., Measurement of the piezotronic effect on single grain boundaries in zinc oxide Varistors. Open Ceramics, 6 (2021), 100125 12. Matsuoka M., Masuyama T., Iida Y., Voltage nonlinearity of Zinc oxide ceramics doped with alkali earth metal oxide, Japanese, Journal of Applied Physics, 8 (1969), No.10, 1275–1276 13. Ahmed Z.W., Khadim A.I., Alsarraf A.H.R., The effect of doping with some rare earth oxides on electrical features of ZnO varistor, Energy Procedia, 157 (2019) 909–917 14. Mei L.T., Hsiang H.I., Hsi C.S., Yen F.S., Na2CO3 doping effect on ZnO-Pr6O11-Co3O4 ceramic varistor properties, J. of Alloys and Compounds, 558 (2013), 84–90 15. Sendi R.K., Fabrication of high voltage gradient ZnO nanoparticle-Bi2O3-Mn2O3-based thick film varistors at various sintering temperature, Journal of King Saud University-Science. 34 (2022), No. 3, 101820 16. Wang Z., Li W., Chu R.Q. , Hao J.G., Xu Z.J., Li G., Structure and piezoelectric properties of (Ba1−xCax)(Ti0.95Hf0.05)O3 lead−free ceramics, Mater Res Bull, 97 (2018), 334-342

Jeśli masz wykupiony/przyznany dostęp - zaloguj się. Skorzystaj z naszych propozycji zakupu!

Publikacja


PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY- e-publikacja (pdf) z zeszytu 2024-4 , nr katalogowy 148136 licencja: Osobista Produkt cyfrowy Nowość	10.00 zł

Zeszyt


PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY- e-zeszyt (pdf) 2024-4 licencja: Osobista Produkt cyfrowy Nowość	85.00 zł

Prenumerata

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - prenumerata cyfrowa
licencja: Osobista

Produkt cyfrowy
Nowość

762.00 zł

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - PAKIET prenumerata PLUS
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - PAKIET prenumerata PLUS (Prenumerata papierowa + dostęp do portalu sigma-not.pl + e-prenumerata)	1002.00 zł brutto 927.78 zł netto 74.22 zł VAT (stawka VAT 8%)

1002.00 zł

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - papierowa prenumerata roczna + wysyłka
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - papierowa prenumerata roczna	960.00 zł brutto 888.89 zł netto 71.11 zł VAT (stawka VAT 8%)
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - pakowanie i wysyłka	42.00 zł brutto 34.15 zł netto 7.85 zł VAT (stawka VAT 23%)

1002.00 zł

Zeszyt

2024-4

Twój Koszyk

Publikacja

Zeszyt

Prenumerata

Zeszyt

Czasopisma