칼슘첨가 Pr-ZnO 바리스터의 전기적 특성 = Electrical Property of Pr-ZnO varistors with CaO additives
ZnO varistors containing 5.0 at% Co_(3)O_(4). 0.7at% Pr_(6)O_(11) and CaCO_(3) ranging from 0 to 1.0 at%, were sintered at 1200℃ 1250℃ and 1300℃. The densities are 93-98% relative densities of pure ZnO. The liquid phase mainly consisting of praseodymium oxide was observed at the grain boundaries for the specimens sintered at 1250℃ and 1300℃, but second phase isn't found at grain boundaries for those sintered at 1200℃. The reported data for the liquid phase formation temperature of ZnO-Co_(3)O_(4)-Pr_(6)O_(11) ternary composition is higher than 1280℃. Therefore it is concluded that the addition of Ca decreases the liquid phase formation temperature and pronounced increase of grain size for the specimens sintered at 1250℃ and 1300℃ is resulted from liquid phase sintering. The increase of grain size with sintering temperature result in low breakdown field and high leakage current for the specimens sintered at higher temperature. For the samples sitered at 1200℃ and 1250℃ the nonlinear coefficient, the breakdown voltage per grain boundary and the leakage current changed significantly above 0.8at% Ca. However, those measured for the specimens sintered at 13009: did not show the same trend except the leakage current.
The different effect of C a content for the specimens sintered at 1200℃ and 1250℃ and for those fired at 1300℃ is attributable to the liquid phase formed along the grain boundaries. The liquid phase completely surrounds the grains for the specimens sintered at 1300℃, which possibly makes any change in grain boundary property due to excess amount of Ca insignificant. The carrier density and potential barrier heights were obtained using capacitance-voltage plot. For the specimens sintered at 1200℃ and 1250℃ the carrier density increased with Ca content up to 0.6at%. Again the decrease of the carrier density for the samples with excessive Ca content, 0.8at% and 1.0at%, was observed. The barrier heights estimated for the specimens did not show specific relation with Ca content nor sintering temperature.
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