BaTiO3 PTC 써미스터의 미세구조 및 전기적 특성에 대한 SiO2 영향 (The Effect of SiO2 on the Microstructure and Electrical Properties of BaTiO3 PTC Thermistor)

서지정보

· 발행기관 : 한국전기전자재료학회
· 수록지 정보 : 전기전자재료학회논문지 / 26권 / 1호 / 22 ~ 26페이지
· 저자명 : 전명표

초록

본 연구에서는 (Ba0.998Sm0.002)TiO3 + 0.001MnCO3 + xSiO2 (x= 1, 2, 3, 4, 5, 6 mol%) 조성의 PTC 써미스터를 고상반응법으로 제조하고, 환원 및 재산화를 통해 직경 5 mm, 두께 1 mm 정도의 디스크 샘플을 제조하여 미세구조 및 전기적 특성을 조사하였다. 소결 샘플의 색상은 SiO2 함량에 의존하여, SiO2 함량이 1∼2 mol%에서는 회색이며, SiO2 함량이 4∼6 mol%에서는 회색에서 푸른색으로 변하였다. 이것은 환원분위기 소성 시 생성된 산소공공에 기인한 샘플의 환원과 관련된 것 같다. SiO2 함량은 미세구조 및 전기적 특성에 큰 영향을 미쳤다. SiO2 함량이 증가함에 따라 결정립 크기는 증가하였으며, 저항 및 저항 점프 특성 (R285/Rmin)은 감소하였다. SiO2가 2 mol% 첨가된 샘플은 202 Ωcm의 비저항과 3.28의 저항 점프 특성을 갖는다. SiO2가 첨가된 BaTiO2계 PTC 세라믹은 내환원성을 가지므로 적층PTC 써미스터의 사용될 수 있을 것으로 사료된다.

영어초록

PTCR ceramics of (Ba0.998Sm0.002)TiO3 + 0.001MnCO3 + xSiO2 (x=1, 2, 3, 4, 5, 6 mol%) were fabricated by solid state method. Disk samples of diameter 5 mm and thickness about 1mm were sintered at 1,290℃ for 2 h in reduced atmosphere of 5%H2-95%N2 followed by re-oxidation at 600℃ for 30 min.
in 20%O2-80%N2.and their microstructures and electrical properties were investigated with SEM and Multimeter. The color of sintered samples was strongly dependent on SiO2 content showing that the color of samples with SiO2 of 1∼2 mol% was gray but that of samples with SiO2 of 4∼6 mol% was changed from gray to blue, which seems to be related with the reduction of samples due to the oxygen vacancies created during the sintering in reduced atmosphere. SiO2 content had a great influence on the microstructure and the electrical properties. With increasing SiO2 content, the grain size of samples increased and the resistivity as well as the resistivity jump (R285/Rmin) decreased, which is considered to be attributed to the resistivity change at grain interior and grain boundary due to the fast mass transfer through SiO2 liquide phase during the sintering. Samples with 2 mol% SiO2 has the resistivity of 202 Ωcm and the resistivity jump of 3.28. It is expected that SiO2 doped BaTiO3 based PTC ceramics can be used for multilayered PTC thermistor due to the resistance to the sintering in reduced atmosphere.

참고자료

· 없음