การศึกษาโครงสร้างจุลภาคและสมบัติทางไฟฟ้าของวัสดุวาริสเตอร์ซิงค์ออกไซด์ ที่โดปด้วยโลหะอะลูมิเนียม

บทคัดย่อ

งานวิจัยนี้ศึกษาสมบัติทางไฟฟ้าของวัสดุวาริสเตอร์ซิงค์ออกไซด์ที่ โดปด้วยโลหะอะลูมิเนียมที่ปริมาณ 0.1 0.3 และ 0.5 mol% โดยใช้กระบวนการโซล-เจล แล้วเผาซินเทอร์ที่อุณหภูมิ 1,150ºC เป็นเวลา 2 ชั่วโมง พบว่าวาริสเตอร์ซิงค์ออกไซด์มีสมบัติทางไฟฟ้าดีขึ้นเมื่อโดปด้วยอะลูมิเนียม มีค่าสัมประสิทธิ์ความไม่เป็นเส้นตรง (α) อยู่ในช่วง 6.7 – 37 มีค่าสนามไฟฟ้าล่ม (E_B) อยู่ในช่วง 6,298 – 6,496 V/cm และมีค ่าความหนาแน่นกระแสรั่วไหล (J_L) อยู ่ในช่วง 45.45 – 614.48 μA/cm² จากการทดลองพบว่า เซรามิกวาริสเตอร์ซิงค์ออกไซด์ที่โดปด้วยอะลูมิเนียมปริมาณ 0.1 mol% จะมีสมบัติทางไฟฟ้าดีที่สุด คือ มีค่าสัมประสิทธิ์ความไม่เป็นเส้นตรงสูง (α = 37) โครงสร้างทางจุลภาคประกอบด้วยสามเฟส ได้แก่ เกรนซิงค์ออกไซด์เฟสสปิเนลและเฟสที่มีบิสมัทมาก ซึ่งยืนยันได้จากเทคนิคการเลี้ยวเบนของรังสีเอกซ์ร่วมกับภาพจากกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด