NİKEL MANGANİT ESASLI NTC TERMİSTÖRLERİN ELEKTRİKSEL ÖZELLİKLERİNE 0.15 VE 0.3 MOL CuO KATKISININ ETKİSİ

Berat YÜKSEL PRICE

NİKEL MANGANİT ESASLI NTC TERMİSTÖRLERİN ELEKTRİKSEL ÖZELLİKLERİNE 0.15 VE 0.3 MOL CuO KATKISININ ETKİSİ

Berat YÜKSEL PRICE

Öz

Endüstriyel uygulamalar için sıcaklık sensörü olarak kullanılan NTC termistörlerin ilgi çeken ana kompozisyonlarından biri nikel manganit’tir. Bu çalışmada nikel manganit esaslı NTC termistörlere bakır oksit katkısının elektriksel ve mikroyapı özelliklerine etkisi araştırılmıştır. Bu amaçla Ni_0.5Co_0.5Cu_xMn_2-xO₄ (x=0.15 ve 0.3) stokiometrisine uygun numuneler klasik seramik üretim yöntemi kullanılarak üretilmiştir. Numuneler 1300 ^oC'de 5 saat sinterlenmiştir. Numunelerin relatif bulk yoğunluklarının yaklaşık % 97 olduğu belirlenmiştir. Ni_0.5Co_0.5Cu_0.15Mn_1.85O₄ numunesi için elektriksel özdirenç ve malzeme sabiti sırasıyla 286 Ω.cm ve 3355 K olarak bulunmuştur. CuO katkı miktarının artırılmasıyla ise elektriksel özdirenç ve malzeme sabiti değerlerinin azaldığı saptanmıştır. Ni_0.5Co_0.5Cu_0.3Mn_1.7O₄kompozisyonuna ait 1300^oC’de sinterlenen numunenin elektriksel özdirenç (ρ) ve malzeme sabiti (B) değerlerinin 61 Ω.cm ve 3124 K olduğu bulunmuştur.

Anahtar Kelimeler

Bakır oksit, elektriksel özellikler, NTC termistör, sinterleme.

Tam Metin:

PDF

Referanslar

Akash, B. A., Mamlook, R., Mohsen, S. M., 1999, “Multi-criteria selection of electric power plants using analytical hierarchy process”, Electric Power Systems Research, Cilt 52, Sayı 1, ss. 29-35.

Bengisu, M. 2001. Engineering Ceramics, Springer-Verlag Berlin Heidelberg, Germany, 629 pp.

Elbadraoui, E., Baudour, JL., Bouree, F., Gillot, B., Fritsch, S., Rousset, A., 1997. Cation distribution and mechanism of electrical conduction in nickel-copper manganite spinels, Solid Stat. Ionics, Vol 93, pp. 219-225.

Fang, D., Chena, C., Winnubst, AJA. 2008. Preparation and electrical properties of FexCu0.10Ni0.66Mn2.24−xO4 (0 ≤ x ≤ 0.90) NTC ceramics, J. Alloys Compd., 454:286-291.

Feteira, A., 2009. Negative Temperature Coefficient Resistance (NTCR) Ceramic Thermistors: An Industrial Perspective. J. Am. Ceram. Soc., Vol 92, pp. 967-983.

Gao, H., Ma, C., Sun, B. 2014. Preparation and characterization of NiMn2O4 negative temperature coefﬁcient ceramics by solid-state coordination reaction, J Mater Sci: Mater Electron, Vol 25, pp. 3990-3995.

Jadhav, RN. ve Puri, V., 2010. Inﬂuence of copper substitution on structural, electrical and dielectric properties of Ni(1−x)CuxMn2O4 (0 ≤ x ≤ 1) ceramics”, J. Alloys Compd., 507:151-156.

Jadhav, RN., Mathad, SN., Puri, V., 2012. Studies on the properties of Ni0.6Cu0.4Mn2O4 NTC ceramic due to Fe doping, Ceram. Int., Vol 38, pp. 5181-5188.

Kong, W., Chen, L., Gao, B., Zhang, B., Zhao, P., Ji, G., Chang, A., Jiang, C., 2014. Fabrication and properties of Mn1.56Co0.96Ni0.48O4 free-standing ultrathin chips, Ceram. Int. Vol 40, pp.8405–8409.

Li, J., Songping, W., Xiaohong, D., Jing, N. 2009. ZnTiO3-based ceramics sintered at low temperature with boron addition for multilayer ceramic capacitor applications, J. Mater. Sci: Mater. Electron., Vol 20, pp. 1186-1192.

Li, D-F., Zhao, S-X., Xiong, K., Bao, H-Q., Nan, C-W., 2014. Aging improvement in Cu-containing NTC ceramics prepared by co-precipitation method, J. Alloys Compd., Vol 582, pp. 283-288.

Ma, C., Liu, Y., Lu, Y., Gao, H., Qian, H., Ding, J. 2013. Preparation and characterization of Ni0.6Mn2.4O4 NTC ceramics by solid-state coordination reaction, J. Mater. Sci: Mater. Electron., Vol 24, pp. 5183-5188.

Macklen, ED. 1979. Thermistors, Electrochemical Publications Limited, Scotland, pp. 236

Muralidharan, MN., Rohini, PR., Sunny, EK., Dayas, KR., Seema, A. 2012. Effect of Cu and Fe addition on electrical properties of Ni–Mn–Co–O NTC thermistor compositions, Ceram. Int., Vol 38, pp. 6481-6486.

Ngamjarurojana, A. 2009. Effect of addition of CuO and Bi2O3 on low temperature sintering of Pb(Zr,Ti)O3-PbZn1/3Nb2/3O3-Pb(Ni1/3Nb2/3)O3 based ceramics, Chiang Mai J. Scien.., Vol 36 (1), pp. 50-58.

Park, K. 2005. Fabrication and Electrical Properties of Mn–Ni–Co–Cu–Si Oxides Negative Temperature Coefficient Thermistors, J. Am. Ceram. Soc., Vol 88, pp. 862–866.

Takao, H., Saito, Y., Aoki, Y., Horibuchi, K., 2006. Microstructural Evolution of Crystalline-Oriented (K0.5Na0.5)NbO3 Piezoelectric Ceramics with a Sintering Aid of CuO, J. Am. Ceram. Soc., Vol 89, pp. 1951-1956.

Tsai, CC., Chu, SY., Lu, CH. 2009. Doping effects of CuO additives on the properties of low-temperature-sintered PMnN-PZT-based piezoelectric ceramics and their applications on surface acoustic wave devices, IEEE Trans. Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control, Vol 56 (3), pp. 660-668.

Wang, L., Mao, C., Wang, G., Du, G., Liang, R., Dong, X. 2013. Effect of CuO Addition on the Microstructure and Electric Properties of Low-Temperature Sintered 0.25PMN-0.40PT-0.35PZ Ceramics, J. Am. Ceram. Soc., Vol 96, pp. 24-27.

Xiong, K., Zhao, S., Li, D., Bao, H., Nan, C., 2014. Structure and electrical performance of Mn1.5-0.5xCo0.9-0.3xNi0.6-0.2xCuxO4 NTC ceramics prepared by heterogeneous precipitation, J. Alloys Compd., Vol 606, pp. 273-277.