Entwicklung eines Sauerstoffsensors für niedrige Temperaturen auf Basis von LaGaO 3:
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2001
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INHALTSVERZEICHNIS
1 EINLEITUNG 1
2 OXIDISCHE MATERIALIEN MIT HOHER IONENLEITFAEHIGKEIT 5
2.1 KONVENTIONELLE OXIDIONENLEITER. 6
2.2
LAO.9SRO.1GAO.8MGO.2O2.85.
8
3 LEITFAEHIGKEIT VON FESTKOERPERN 11
3.1 FEHLORDNUNG IN FESTKOERPERN. 12
3.2 BESTIMMUNG DER GESAMTLEITFAEHIGKEIT. 17
3.2.1 GLEICHSTROMMESSUNGEN. 17
3.2.2 WECHSELSTROMMESSUNGEN. 17
3.3 BESTIMMUNG DER TEILLEITFAHIGKEITEN. 19
3.3.1 UBERFUEHRUNGSMESSUNGEN. 19
3.3.2 EMK-MESSUNGEN. 19
3.3.3 POLARISATIONSMESSUNGEN. 23
4 ELEKTROCHEMISCHE GASSENSOREN MIT FESTKOERPERELEKTROLYTEN 28
4.1 POTENTIOMETRISCHE GASSENSOREN. 29
4.1.1 TYP I-SENSOR . 30
4.1.2 TYP IL-SENSOR. 31
4.1.3 TYP III-SENSOR . 32
4.2 GASSENSOREN MIT KINETISCHEM FUNKTIONSPRINZIP . *. 33
4.2.1 NICHT-GLEICHGEWICHTS-SENSOREN. 33
4.2.2 GRENZSTROMSENSOREN . 34
4.2.3 OE-SENSOR. 40
5 EXPERIMENTELLE ASPEKTE 42
5.1 HERSTELLUNG DER KERAMISCHEN PULVER. 43
5.1.1 SOL-GEL METHODE. 43
5.1.2 PECHINI-METHODE. 47
V
BIBLIOGRAFISCHE INFORMATIONEN
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VI
5.2 HERSTELLUNG DUENNER ELEKTROLYTE . 48
5.3 ROENTGENUNTERSUCHUNGEN . 50
5.4 LEITFAEHIGKEITSMESSUNGEN. 51
5.5 POLARISATIONSMESSUNGEN. 52
5.6 HERSTELLUNG VON GRENZSTROMSENSOREN. 52
6 ERGEBNISSE 55
6.1 CHARAKTERISIERUNG DER PROBEN. 56
6.2 LEITFAEHIGKEITSMESSUNGEN. 58
6.2.1 BESTIMMUNG DER GESAMTLEITFAEHIGKEIT. 58
6.2.1.1 MONOLITHISCHE ELEKTROLYTE. 58
6.2.1.2 DUENNE ELEKTROLYTE. 61
6.2.2 BESTIMMUNG DER TEILLEITFAEHIGKEIT . 64
6.2.2.1 MESSUNGEN IN SAUERSTOFFREICHER ATMOSPHAERE . 64
6.2.2.2 MESSUNGEN IN SAUERSTOFFARMER ATMOSPHAERE
. 70
6.2.2.3 ZUSAMMENFASSUNG DER POLARISATIONSMESSERGEBNISSE 72
6.3 CHARAKTERISIERUNG MONOLITHISCHER SENSOREN. 73
6.4 SENSOREN MIT DUENNEN ELEKTROLYTEN. 79
6.5 VERGLEICH MIT EINEM TZP-GRENZSTROMSENSOR. 85
7 DISKUSSION 88
7.1 LEITFAEHIGKEITEN DES
LAO.
9
SRO.XGAO.
8
MGO.
2
O
2
.S
5
. 89
7.1.1 GESAMTLEITFAEHIGKEIT. 89
7.1.2 TEILLEITFAEHIGKEITEN. 90
7.1.2.1 LOECHERLEITFAEHIGKEIT. 90
7.1.2.2 ELEKTRONENLEITFAEHIGKEIT.X YY YY YY 91
7.2 MONOLITHISCHE SENSOREN. 92
7.3 SENSOREN MIT DUENNEN ELEKTROLYTEN. 93
8 ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK 97
LITERATURVERZEICHNIS
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