This paper examines the characteristics of ZnO varistor to prevent from thermal explosion. We carry out performance evaluation of electrical characteristics on ZnO varistor. we will develop ZnO varistor Prevented from thermal explosion using test result of this paper.
The nonohmic characteristics of ZnO-$Pr_6O_{11}$-CoO-based ceramic varistor doped with $Dy_2O_3$ in the range $0.0\sim2.0mol%$ sintered at $1300^{\circ}C$ and $1350^{\circ}C$ were investigated. 98.5 ZnO-$0.5Pr_6O_{11}$-1.0CoO varistor sintered at $130^{\circ}C$ exhibited higher nonlinear coefficient of 36 than the established Pr-based varistor. The four-component-system varistor such as 96.5 ZnO-$0.5Pr_6O_{11}$-1.0CoO-$2.0Dy_2O_3$ exhibited very highly nonohmic characteristics, which has nonlinear coefficient of 53.9. 98.5ZnO-$0.5Pr_6O_{11}$-1.0CoO varistor sintered at $1350^{\circ}C$, in contrast with that of $1300^{\circ}C$, exhibited approximately ohmic characteristics but nonlinear coefficient of varistor doped with 0.5mol% $Dy_2O_3$ showed higher nonlinear coefficient of probably 35. Consequently, it can be confirmed that $Dy_2O_3$ acted as additive of improvement on nonlinear coefficient. It is estimated that $Dy_2O_3$ will be used as additive of improvement on nonlinear coefficient to develop a goof ZnO varistor.
Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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2000.11a
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pp.212-216
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2000
ZnO varistors for distribution surge arrester (18kV, 5kA) were developed and tested microstructure and electrical characteristics. Microstructure of ZnO varistor was consisted of ZnO grain, spinel phase and Bi-rich phase. Average grain size of ZnO varistor was $\mu\textrm{m}$ Reference voltage and lightning impulse residual voltage of ZnO varistor exhibited a good haracteristics above 5.5kV and below 11.56kV, respectively. Consequently, discharge capacity which is the most important characteristics of ZnO varistor for surge arrester exhibited excellent properties above 70kA at twice high-current impulse test. Moreover, variation rate of reference voltage and lightning impulse residual voltage showed below 5% and 2% after high-current impulse test, respectively. Leakage current and watt loss of ZnO varistor will not increase during accelerated aging test at stress condition, such as 3.213kV/$115^{\circ}C$/1000h.
Recently, metal cases are widely used in smart phones for their luxurious color and texture. However, when a metal case is used, electric shock may occur during charging. Chip capacitors of various values are used to prevent the electric shock. However, chip capacitors are vulnerable to electrostatic discharge(ESD) generated by the human body, which often causes insulation breakdown during use. This breakdown can be eliminated with a high-voltage chip varistor over 340V, but when the varistor voltage is high, the capacitance is limited to about 2pF. If a chip capacitor with a high dielectric constant and a chip varistor with a high voltage can be combined, it is possible to obtain a new device capable of coping with electric shock and ESD with various capacitive values. Usually, varistors and capacitors differ in composition, which causes different shrinkage during co-firing, and therefore camber, internal crack, delamination and separation may occur after sintering. In addition, varistor characteristics may not be realized due to the diffusion of unwanted elements into the varistor during firing. Various elements are added to control shrinkage. In addition, a buffer layer is inserted in the middle of the varistor-capacitor junction to prevent diffusion during firing, thereby developing a co-fired product with desirable characteristics.
Kim, Seok-Sou;Choi, Ike-Sun;Park, Tae-Gon;Cho, I-Gon;Park, Choon-Hyun
Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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v.17
no.6
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pp.683-689
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2004
The microstructure and electrical characteristics of A ∼ C's ZnO varistors fabricated according to variable sintering condition, which sintering temperature was 1130 $^{\circ}C$ and speeds of pusher were A: 2 mm/min, B: 4 mm/min, C: 6 mm/min, respectively, were investigated. The experimental results obtained from this study were summarized as follows: The sintering density of A ∼C's ZnO varistors sintered at 1130 $^{\circ}C$ were decreased by sintering keep time to shorten, such as A: 9hour, B: 4.5hour and C: 3hour. A's ZnO varistor exhibited good densification nearly 98 % of theory density. In the microstructure, A∼C's ZnO varistors fabricated variable sintering condition was consisted of ZnO grain(ZnO), spinel phase(Z $n_{2.33}$S $b_{0.67}$$O_4$), Bi-rich phasc(B $i_2$$O_3$), wholly. Varistor voltage of A∼C's ZnO varistors sintered at 1130 $^{\circ}C$ increased in order A
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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v.23
no.2
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pp.150-158
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1999
The process of designing protective circuits against damage by transient overvoltages requires much work and expensive equipment. However computer simulation using PSpice can overcome these problems. In this paper a gas tube and a ZnO varistor Pspice-model considering the steepness of the wave-front were presented. The effects of various waveforms on the transient behaviors and firing volt-ages of a gas tube were modeled by controlled voltage source E controlled current source G and TABLE function of PSpice. And the nonlinear characteristics of a ZnO varistor were modeled by controlled voltage source E and H. To estimate the characteristics of the models proposed various waveforms specified in IEC Std. 1000310-4-5 were used in the simulation and the actual tests. The simulation results were compared with test results and showed good agreement.
Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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v.15
no.10
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pp.876-882
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2002
The microstructure and electrical characteristics of ZPCD (ZnO-$Pr_{6}O_{11}$-CoO-$Dy_2O_3$) -based varistor ceramics were investigated with various $Pr_{6}O_{11}$/CoO ratios and sintering temperatures. The density of varistor ceramics with $Pr_{6}O_{11}$=1.0 was almost constant with sintering temperature, whereas it was increased noticeably in $Pr_{6}O_{11}$=0.5. Increasing $Pr_{6}O_{11}$ content enhanced the densification for any CoO content and the density was greatly affected not by CoO content but by $Pr_{6}O_{11}$ content. The varistor ceramics with $Pr_{6}O_{11}$/CoO=0.5/l.0 exhibited a higher nonlinearity than any other composition ratios. In particular, the varistor ceramics sintered at $1350^{\circ}C$ exhibited the best electrical properties, with nonlinear exponent of 37.8, leakage current of 7.6 ${\mu}$A, and tan $\delta$ of 0.059.
Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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v.24
no.11
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pp.876-881
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2011
The sintering, defect and grain boundary characteristics of Bi-based ZnO chip varistor (1,608 mm size) have been investigated to know the possibility of lowering a manufacturing price by using 100 % Ag inner-electrode. The samples were prepared by general multilayer chip varistor process and characterized by shrinkage, SEM, current-voltage (I-V), admittance spectroscopy (AS), impedance and modulus spectroscopy (IS & MS) measurement. There are no problems to make a chip varistor with 100% Ag inner-electrode in the sintering temperature range of 850~900$^{\circ}C$ for 1 h in air. A good varistor characteristics ($V_n$= 9.3~15.4 V, a= 23~24, $I_L$= 1.0~1.6 ${\mu}A$) were revealed but formed $Zn_i^{{\cdot}{\cdot}}$(0.209 eV) as dominant defect, and increased the distributional inhomogeneity and the temperature instability in grain boundary barriers.
Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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2006.11a
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pp.203-204
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2006
Nano-Varistors fabricated with ZnO 30nm and 80nm powders were studied about the electrical characteristics with AC accelerated degradation in this paper Especially, ZnO nano-powder varistors were sintered m air at $1050^{\circ}C$ and analyzed the phenomenons of before and after AC degradation test. The stress conditions of AC degradation test were $1.0V_{1mA}$$115{\pm}2^{\circ}C$ for 24h. 80nm-varistor was exhibited better performance than 30nm-varistor m the electrical stabilities. And then 80nm-varistor resulted m the degradation characteristics that the variation rate of operating voltage, nonlinear coefficient and leakage current was -0 3%, -0 4% and -3 3%, respectively.
Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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2001.07a
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pp.489-494
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2001
In this thesis, the microstructure and electrical properties of ZnO varistors were investigated according to ZnO varistors with various formulation. A∼E's ZnO varistor ceramics were exhibited good density, 95% of theory density and low porosity, 5%, wholly. The average grain size of A-E's ZnO varistor ceramics exhibited 11.89$\mu\textrm{m}$, 13.57$\mu\textrm{m}$, 15.44$\mu\textrm{m}$, 11.92$\mu\textrm{m}$, 12.47$\mu\textrm{m}$, respectively. Grain size of C's ZnO varistor is larger and grain size of A and D's are smaller than other varistors. In the microstructure, A∼E's ZnO varistor ceramics sintered at l130$^{\circ}C$ was consisted of ZnO grain(ZnO), spinel phase(Zn$\sub$2.33/Sb$\sub$0.67/O$_4$), Bi-rich Phase(Bi$_2$O$_3$) and inergranular phase, wholly. Reference voltage of A∼E's ZnO varistor sintered at 1130$^{\circ}C$ decreased in order D, E > A > B > C's ZnO varistors. Nonlinear exponent of varistors exhibited high characteristics, above 30, wholly. Consequently, C's ZnO varistor exhibited good nonlinear exponent, 68. Lightning impulse residual voltage of A, B, C and E's ZnO varistors suited standard characteristics, below 12kV at current of 5kA.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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