Ntc Termistör Üretimi Ve Karakterizasyonu

Abstract

Bu çalışmada, NTC termistör bazlı yerli bir ticari buzdolabı sıcaklık sensörü üretimi amaçlanmış olup, ikincil faz oluşumunun sensörün uzun süreli stabilitesine etkileri araştırılmıştır. NTC termistör prototiplerinin kimyasal kompozisyonu, NiO-Mn2O3 faz diyagramı baz alınarak, elektriksel karakteristiği ise geçmiş NTC termistör kompozisyonu üretimi çalışmalarından faydalanılarak belirlenmiştir. “Sol-gel auto combustion” metodu kullanılarak oda sıcaklığında NTC termistör tozu üretimi gerçekleştirilmiştir. NTC tozunun, sinterlenmiş ve tavlanmış tabletlerin kimyasal analizi ve yapısal karakterizasyonları XRD, SEM ve EDS gibi analiz cihazlarıyla yapılmıştır. Farklı sıcaklıklarda sinterlenmiş prototiplerde sinterleme sıcaklığı ve elektriksel özelliklerin ilişkileri elektriksel karakterizasyon vasıtasıyla incelenmiştir. Mevcut NTC prototiplerinin endüstriyel potansiyellerini belirlemek amaçlı bir adet numune grubu, ticari bir buzdolabı sensörüyle kıyaslamak amacıyla seçilmiştir. 1100-1200ºC aralığında sinterlenmiş numune gruplarından 1110 ºC’de sinterlenmiş numuneler, elektriksel özellikleri bakımından referans alınan ticari ürüne en yakın prototipler olarak belirlenmiş ve 7 gün süre ile hızlandırılmış yaşlanma testine tabi tutulmuşlardır. Test sonucunda prototipler üzerindeki direnç değişimi (ΔR) % 0.5’ten küçük olarak bulunmuş olup, mükemmel dayanıklılık anlamına gelmektedir. Mevcut endüstriyel direnç değişim limiti ±1%’dir. Gümüş metalizasyon işlemi uygulanmış numuneler üzerinde yapılan XRD analizlerinde, sinterleme işlemi sonrası çökelen ikinci fazın, 650 ºC’de gerçekleşen metalizasyon işlemi esnasında oluşan tavlama etkisi sonucunda spinel faz içerisinde tamamen çözüldüğü ve yapının saf spinel faza döndüğü gözlenmiştir. Bu tez çalışması sonucunda, mevcut spesifikasyonları ticari ürün olabilecek nitelikte NTC termistör prototipleri üretilmiştir.

In this thesis study, a commercial domestic NTC refrigerator sensor was intended to produce and secondary phase decomposition effect on long term thermal stability of NTC sensor was also aimed to investigate. Chemical composition of NTC thermistor prototypes was decided according to the NiO-Mn2O3 phase diagram and electrical characteristics of prototypes were determined by investigating NTC thermistor composition studies which proposed earlier by researchers. NTC thermistor powder was produced by “Sol-gel auto combustion” method at room temperature. Chemical analysis and structural characterization of NTC powder, sintered and annealed discs were performed by XRD, SEM and EDS. Relationships between sintering temperature and electrical properties of prototypes which sintered at different sintering temperature were investigated by electrical characterization. Samples which sintered at 1110 ºC were selected from the 1110-1200 ºC interval because of showing similar electrical properties with reference commercial product and they were subjected into accelerated thermal aging test for 7 days. After the test, resistance changes of prototypes were found less than 0.5% which indicates excellent reliability of sensors. Common industrial acceptance limit is ±1%. XRD analysis of annealed samples was showed that decomposed secondary phase dissolved in spinel phase and crystal structure turned into pure spinel phase by annealing affect during metallization process at 650 ºC. As a result of this thesis study, industrial candidate NTC thermistor prototypes were produced.