Fabrication of a Zirconia Oxygen Sensor Added with $Al_{2}O_{3}$ and Its Characteristics

$Al_{2}O_{3}$가 첨가된 지르코니아 산소센서의 제조 및 그 특성

Sinterability, mechanical and electrical properties of yttria-stabilized zirconia(92 mole% $ZrO_{2}$+8 mole% $Y_{2}O_{3}$) doped with 0.5 mole% $SiO_{2}$ and $0{\sim}2.0 mole%{\;}Al_{2}O_{3}$ were studied as a function of $Al_{2}O_{3}$ addition. Sintered density increased with increasing $Al_{2}O_{3}$ addition up to 0.5 mole % but leveled off with further addition. Victors hardness is proportional to sintered density. The specimen with 0.5 mole% $Al_{2}O_{3}$ and 0.5 mole% $SiO_{2}$ exhibited the maximum electrical conductivity and revealed a maximum electromotive force for a given oxygen partial pressure. Experimental voltage curve of this oxygen sensor take on a sharper, more steplike transition at the stoichiometric A/F ratio than those of other commercial oxygen sensors.

이트리아 안정화(安定化) 지르코니아(92 mole% $ZrO_{2}$+8 mole% $Y_{2}O_{3}$)에 0.5 mole% $SiO_{2}$와 $0{\sim}2.0{\;}mole%{\;}Al_{2}O_{3}$가 첨가된 소결체의 소결성, 기계적 및 전기적 성질에 대하여 조사하였다. 소결밀도(燒結密度)는 0.5 mole% $Al_{2}O_{3}$가 첨가되었을 때 가장 높게 나타났으며 1.5 mole%이상 $Al_{2}O_{3}$가 첨가됨에 따라 감소하는 경향을 나타내었다. 비커스 경도(硬度)는 소결밀도(燒結密度)에 비례하여 나타났으며, 0.5 mole% $Al_{2}O_{3}$가 첨가되었을 때 가장 높은 전도성을 나타내었다. 일정한 산소분압(酸素分壓)에 따른 기전력 측정에서도 0.5 mole% $Al_{2}O_{3}$가 첨가되었을 매 가장 높았다. 제작된 산소(酸素)센서들의 응답특성(應答特性) 결과에서 $SiO_{2}$와 $Al_{2}O_{3}$가 각각 0.5 mole% 첨가된 센서의 응답특성이 가장 좋았다.