JPH01291151A - 酸素センサ - Google Patents
酸素センサInfo
- Publication number
- JPH01291151A JPH01291151A JP63119147A JP11914788A JPH01291151A JP H01291151 A JPH01291151 A JP H01291151A JP 63119147 A JP63119147 A JP 63119147A JP 11914788 A JP11914788 A JP 11914788A JP H01291151 A JPH01291151 A JP H01291151A
- Authority
- JP
- Japan
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- paste
- oxygen sensor
- oxygen
- electrode
- denotes
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- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
本発明は、雰囲気中の酸素濃度の変化に対して電導率が
変化する三重欠陥構造ペロブスカイトの特性を利用し、
気体中の酸素検知あるいは酸素濃度測定を行なう為の酸
素センナに関するものである。
変化する三重欠陥構造ペロブスカイトの特性を利用し、
気体中の酸素検知あるいは酸素濃度測定を行なう為の酸
素センナに関するものである。
酸素センサには、イオン導伝性を利用した安定化ジルコ
ニア等のような固体電解質からなるものと、酸化物の半
導性を利用した酸化チタン等のような酸化物半導体から
なるものとがある。 これらのうち前者の固体電解質酸素センサは、固体電解
質をはさむ両側で酸素分圧に差を生ずると、酸素濃淡電
池を形成し、起電力を生ずることから、この起電力を測
定することによって固体電解質の両側の酸素分圧を知る
ことができるようにしたものである。 又、酸化物半導体型酸素センサは、ガス雰囲気中の酸素
分圧の変化に伴い、その抵抗値の変化す。 ることを利用するようにしたものである。 尚、この酸化物半導体型の酸素センサとして、ペロブス
カイト型酸化物半導体を用いた酸素センサが提案（特開
昭６２−３０９４５号公報、特公昭６２−“３９３８３
号公報）されている。 ところで、固体電解質を用いた酸素センサでは、検知極
と参照極とが必要であり、それらを完全に分離しなけれ
ばならず、ｆｉｌ造が複雑になり、形状も大きくなる欠
点がある。 又、参照極側のＭ案分圧が既知でなければならない問題
点もある。 これに対して、酸化チタンを主な組成とする酸化物半導
体は上記のような問題がないものの、焼成温度が１１０
０℃以上と高温である為！極材料として高価な白金を使
用しなければならず、安価な銀、銅、ニッケル等を使用
した場合には、素子の焼成後に電極の焼付を必要とする
。 又、酸素を酸化チタンに反応させる為の触媒として白金
を担持させる必要があるといった問題点もある。 又、ペロジスカイ１−型酸化物半導体を用いた酸素セン
サにおいては、６００℃以上の高温にならないと電気抵
抗値が高く、それ以下の低温では測定精度が低下し、甚
だしい時には測定不能にさｉなってしまう。
ニア等のような固体電解質からなるものと、酸化物の半
導性を利用した酸化チタン等のような酸化物半導体から
なるものとがある。 これらのうち前者の固体電解質酸素センサは、固体電解
質をはさむ両側で酸素分圧に差を生ずると、酸素濃淡電
池を形成し、起電力を生ずることから、この起電力を測
定することによって固体電解質の両側の酸素分圧を知る
ことができるようにしたものである。 又、酸化物半導体型酸素センサは、ガス雰囲気中の酸素
分圧の変化に伴い、その抵抗値の変化す。 ることを利用するようにしたものである。 尚、この酸化物半導体型の酸素センサとして、ペロブス
カイト型酸化物半導体を用いた酸素センサが提案（特開
昭６２−３０９４５号公報、特公昭６２−“３９３８３
号公報）されている。 ところで、固体電解質を用いた酸素センサでは、検知極
と参照極とが必要であり、それらを完全に分離しなけれ
ばならず、ｆｉｌ造が複雑になり、形状も大きくなる欠
点がある。 又、参照極側のＭ案分圧が既知でなければならない問題
点もある。 これに対して、酸化チタンを主な組成とする酸化物半導
体は上記のような問題がないものの、焼成温度が１１０
０℃以上と高温である為！極材料として高価な白金を使
用しなければならず、安価な銀、銅、ニッケル等を使用
した場合には、素子の焼成後に電極の焼付を必要とする
。 又、酸素を酸化チタンに反応させる為の触媒として白金
を担持させる必要があるといった問題点もある。 又、ペロジスカイ１−型酸化物半導体を用いた酸素セン
サにおいては、６００℃以上の高温にならないと電気抵
抗値が高く、それ以下の低温では測定精度が低下し、甚
だしい時には測定不能にさｉなってしまう。
本発明は、検知極と参照極との両方が必要といったタイ
プではない酸素センサを提供することを目的とする。 又、本発明は、測定精度が高く、かつ４００℃程度の比
較的低温領域においても測定可能な酸素センサを提供す
ることを目的とする。 又、本発明は、電極付与を素子の焼結と同時にでき、し
かも電極材料に卑金属が使用できるようになる酸素セン
サを提供することを目的とする。 又、本発明は、素子に触媒を担持させなくとも良い酸素
センサを提供することを目的とする。 本発明は、上記のような目的を達成する為になされたも
ので、三重欠陥へロブスカイト型構造＾ｚｌ）ＣｕｓＯ
ｔ−δ（但し、Ａは口ａ、Ｓｒ、Ｃａからなる群の。 少なくとも一員の元素を表わし、ＢはＹ、 Ｌａ、 Ｎ
ｃｌ、Ｓｍ、Ｅｕ、 Ｇｄ、 Ｄｙ、ｌｌｏ、 Ｅｒ、
Ｔｉｉ、 Ｙｂからなる群の少なくとも一員の元素を
表わし、δは非化学型論的パラメータを表わす）を有す
る酸素センサを提”供する。 尚、非化学藍論的パラメータδはＯ〜１、より好ましく
は約０．３〜ｌの値であることが望ましいものである。 又、本発明における三重欠陥へロブスカイト型構造＾ｚ
ＢｃｕｉＯｔ−δとは、例えば１ｌａ２Ｙｃｕ＊Ｏｙ−
δのタイプのみではな（、［１ａＳｒＹＣｕ３０ｖ−δ
、あるいはｆｌａｇ−ｙｓｒｙＹｃｕ３０ｙ−δ（但し
ｙは０〜２の数）といったタイプのものも意味している
。 上記三重欠陥へロブスカイト型構造の酸素センサ素子は
次のようにして調整される。 例えば酸化物、炭酸塩等を化学量論組成に基づいて秤Ｉ
、混合粉砕を行ない、８００〜９３０℃、例えば約９０
０℃で約１２時間仮焼する。 次に、これを充分粉砕した後、有機溶剤とバインダを加
えてペースト状にし、基板上にて厚膜を。 作成する。 さらに、この厚膜上に電極ペーストを焼付け、電極を形
成する。 その後、８００〜９３０℃、例えば約９００℃で１〜１
′０時間、例えば約５時間焼成すれば、本発明の三重欠
陥ペロプスカイト型構造＾ＪＣｕ３０ｔ−δ（但し、Ａ
はＤａ、Ｓｒ、Ｃａからなる群の少なくとも一員の元素
を表わし、ＢはＹ、 Ｌａ、Ｎｄ、 Ｓｍ、Ｅｕ、 Ｇ
ｄ、 Ｄｙ、ｌｌｏ、Ｅ「、Ｔ−１ｙｂからなる群の少
なくとも一員の元素を表わし、δは非化学址論的パラメ
ータを表わす）の酸素センサ素子が得られる。 尚、この酸素センサ素子を構成する焼結体は、第１図に
示すようなｘａ回折パターンを示すものであり、第２図
に示すような結晶構造の三重欠陥へロブスカイト型（＾
ｔＢｃｕｌＯｙ−δ）を有するものであり、結晶中の酸
素の量は雰囲気の酸素分圧によって変化する。 そして、この材料を酸素センサとして用いた時の４００
℃と５００℃におけるこの酸素センサ素子の比抵抗率と
酸素分圧の関係を調べると、第３図に示。 ずような関係である。 そして、４００℃程度の比較的低温領域においても測定
可能であり、酸素センサ素子として有効な作用を発揮し
ていることが判る。
プではない酸素センサを提供することを目的とする。 又、本発明は、測定精度が高く、かつ４００℃程度の比
較的低温領域においても測定可能な酸素センサを提供す
ることを目的とする。 又、本発明は、電極付与を素子の焼結と同時にでき、し
かも電極材料に卑金属が使用できるようになる酸素セン
サを提供することを目的とする。 又、本発明は、素子に触媒を担持させなくとも良い酸素
センサを提供することを目的とする。 本発明は、上記のような目的を達成する為になされたも
ので、三重欠陥へロブスカイト型構造＾ｚｌ）ＣｕｓＯ
ｔ−δ（但し、Ａは口ａ、Ｓｒ、Ｃａからなる群の。 少なくとも一員の元素を表わし、ＢはＹ、 Ｌａ、 Ｎ
ｃｌ、Ｓｍ、Ｅｕ、 Ｇｄ、 Ｄｙ、ｌｌｏ、 Ｅｒ、
Ｔｉｉ、 Ｙｂからなる群の少なくとも一員の元素を
表わし、δは非化学型論的パラメータを表わす）を有す
る酸素センサを提”供する。 尚、非化学藍論的パラメータδはＯ〜１、より好ましく
は約０．３〜ｌの値であることが望ましいものである。 又、本発明における三重欠陥へロブスカイト型構造＾ｚ
ＢｃｕｉＯｔ−δとは、例えば１ｌａ２Ｙｃｕ＊Ｏｙ−
δのタイプのみではな（、［１ａＳｒＹＣｕ３０ｖ−δ
、あるいはｆｌａｇ−ｙｓｒｙＹｃｕ３０ｙ−δ（但し
ｙは０〜２の数）といったタイプのものも意味している
。 上記三重欠陥へロブスカイト型構造の酸素センサ素子は
次のようにして調整される。 例えば酸化物、炭酸塩等を化学量論組成に基づいて秤Ｉ
、混合粉砕を行ない、８００〜９３０℃、例えば約９０
０℃で約１２時間仮焼する。 次に、これを充分粉砕した後、有機溶剤とバインダを加
えてペースト状にし、基板上にて厚膜を。 作成する。 さらに、この厚膜上に電極ペーストを焼付け、電極を形
成する。 その後、８００〜９３０℃、例えば約９００℃で１〜１
′０時間、例えば約５時間焼成すれば、本発明の三重欠
陥ペロプスカイト型構造＾ＪＣｕ３０ｔ−δ（但し、Ａ
はＤａ、Ｓｒ、Ｃａからなる群の少なくとも一員の元素
を表わし、ＢはＹ、 Ｌａ、Ｎｄ、 Ｓｍ、Ｅｕ、 Ｇ
ｄ、 Ｄｙ、ｌｌｏ、Ｅ「、Ｔ−１ｙｂからなる群の少
なくとも一員の元素を表わし、δは非化学址論的パラメ
ータを表わす）の酸素センサ素子が得られる。 尚、この酸素センサ素子を構成する焼結体は、第１図に
示すようなｘａ回折パターンを示すものであり、第２図
に示すような結晶構造の三重欠陥へロブスカイト型（＾
ｔＢｃｕｌＯｙ−δ）を有するものであり、結晶中の酸
素の量は雰囲気の酸素分圧によって変化する。 そして、この材料を酸素センサとして用いた時の４００
℃と５００℃におけるこの酸素センサ素子の比抵抗率と
酸素分圧の関係を調べると、第３図に示。 ずような関係である。 そして、４００℃程度の比較的低温領域においても測定
可能であり、酸素センサ素子として有効な作用を発揮し
ていることが判る。
【実施例１】
ＢａＣＯ３、Ｙ、０１、ＣｕＯを原料とし、これを化学
１論組成に秤址、混合、粉砕を行ない、９００℃で１２
時間仮焼した。 これを粉砕した後、有機溶剤とバインダ、を加えベース
１〜状にし、基板上に厚膜として形成する。 この厚膜上に電極とする為銀電極ペーストを塗布し、そ
れを９００℃で５時間焼成した。 これを酸素センサ素子として、種々の酸素分圧を有する
雰囲気中で抵抗率を測定したところ、第３図に示すよう
な結果が得られ、酸素センサとして応用できるものであ
った。 （実施例２〜６］ 原料として炭酸塩、酸化物を用い、実施例１と同様な手
法でｌ１ａＳｒＹＣｕ３０７−δ、ＢａＣａＹＣｕｓＯ
ｙ−δ、Ｂ ａ ｚ Ｌ １１ Ｃｕ ｓ Ｏｔ−δ、
Ｂａ２ＧｄＣｕ、Ｏｙ−δ、 ［１ａｌＹｂＣｕｓＬ−
δ。 の酸素センサ素子を得た。 この酸素センサ素子について、温度が４００℃で、雰囲
気の酸素分圧が１０’Ｐａの時の抵抗値と１０’Ｐａの
抵抗値を測定し、その比を求めたので、その結果を表１
に示した。 表−１ ・Ｐｏ＊”ＩＯ’（Ｐａ）での抵抗／ＰｏｔＪＯ’（Ｐ
ａ）での抵抗・測定温度（４００℃） その結果は、それぞれ４００℃で酸素センサとして使用
り１能な性能を有していることがわかった。
１論組成に秤址、混合、粉砕を行ない、９００℃で１２
時間仮焼した。 これを粉砕した後、有機溶剤とバインダ、を加えベース
１〜状にし、基板上に厚膜として形成する。 この厚膜上に電極とする為銀電極ペーストを塗布し、そ
れを９００℃で５時間焼成した。 これを酸素センサ素子として、種々の酸素分圧を有する
雰囲気中で抵抗率を測定したところ、第３図に示すよう
な結果が得られ、酸素センサとして応用できるものであ
った。 （実施例２〜６］ 原料として炭酸塩、酸化物を用い、実施例１と同様な手
法でｌ１ａＳｒＹＣｕ３０７−δ、ＢａＣａＹＣｕｓＯ
ｙ−δ、Ｂ ａ ｚ Ｌ １１ Ｃｕ ｓ Ｏｔ−δ、
Ｂａ２ＧｄＣｕ、Ｏｙ−δ、 ［１ａｌＹｂＣｕｓＬ−
δ。 の酸素センサ素子を得た。 この酸素センサ素子について、温度が４００℃で、雰囲
気の酸素分圧が１０’Ｐａの時の抵抗値と１０’Ｐａの
抵抗値を測定し、その比を求めたので、その結果を表１
に示した。 表−１ ・Ｐｏ＊”ＩＯ’（Ｐａ）での抵抗／ＰｏｔＪＯ’（Ｐ
ａ）での抵抗・測定温度（４００℃） その結果は、それぞれ４００℃で酸素センサとして使用
り１能な性能を有していることがわかった。
以上に詳細に説明したように、本発明の酸素センサは、
検知極と参照極を必要とせず、測定精度が高（，４００
℃程度の比較的低温領域においてら測定可能で、電極付
与を素子の焼結と同時にでき、電極材料に卑金属で使用
でき、素子中に触媒を担持させなくとも良いという利点
を有している−
検知極と参照極を必要とせず、測定精度が高（，４００
℃程度の比較的低温領域においてら測定可能で、電極付
与を素子の焼結と同時にでき、電極材料に卑金属で使用
でき、素子中に触媒を担持させなくとも良いという利点
を有している−
第１図は９００℃で焼成したＢａｚＹＣｕ３０ｔ−δの
ｘ＆１回折パターン、第２図は三重欠陥へロブスカイト
構造の説明図、第３図はＤａ２ＹＣｕ−Ｏｙ−δの比抵
抗率と酸素分圧の関係を示すグラフである。 特許出願人 秩父セメント株式会社− １面の浄書 ２θ（＆） 第１図 Ｌｏｇ （ＰＯ２／ ＰＯ） 第３図 ○ ０ （ｋＬＪ （占１４２１．ｏｏ）第２図 手 続 補 正 書 昭和６３年９月２日
ｘ＆１回折パターン、第２図は三重欠陥へロブスカイト
構造の説明図、第３図はＤａ２ＹＣｕ−Ｏｙ−δの比抵
抗率と酸素分圧の関係を示すグラフである。 特許出願人 秩父セメント株式会社− １面の浄書 ２θ（＆） 第１図 Ｌｏｇ （ＰＯ２／ ＰＯ） 第３図 ○ ０ （ｋＬＪ （占１４２１．ｏｏ）第２図 手 続 補 正 書 昭和６３年９月２日
Claims (1)
- 三重欠陥ペロブスカイト型構造Ａ＿２ＢＣｕ＿３Ｏ＿
７＿−δ（但し、ＡはＢａ、Ｓｒ、Ｃａからなる群の少
なくとも一員の元素を表わし、ＢはＹ、Ｌａ、Ｎｄ、Ｓ
ｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂからな
る群の少なくとも一員の元素を表わし、δは非化学量論
的パラメータを表わす）を有してなる酸素センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63119147A JPH01291151A (ja) | 1988-05-18 | 1988-05-18 | 酸素センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63119147A JPH01291151A (ja) | 1988-05-18 | 1988-05-18 | 酸素センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01291151A true JPH01291151A (ja) | 1989-11-22 |
Family
ID=14754079
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63119147A Pending JPH01291151A (ja) | 1988-05-18 | 1988-05-18 | 酸素センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01291151A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0553452A2 (de) * | 1992-01-27 | 1993-08-04 | ROTH-Technik GmbH & Co. Forschung für Automobil- und Umwelttechnik | Sauerstoffsensoren auf der Basis von Cupratmischoxiden |
| JP2003057390A (ja) * | 2001-08-13 | 2003-02-26 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | 液体金属中の溶解酸素濃度制御方法 |
| JP2019132741A (ja) * | 2018-01-31 | 2019-08-08 | Koa株式会社 | 酸素センサ素子 |
| JP2019132843A (ja) * | 2018-01-31 | 2019-08-08 | Koa株式会社 | 酸素センサ素子 |
| JP2019174440A (ja) * | 2018-01-31 | 2019-10-10 | Koa株式会社 | 酸素センサ素子 |
-
1988
- 1988-05-18 JP JP63119147A patent/JPH01291151A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0553452A2 (de) * | 1992-01-27 | 1993-08-04 | ROTH-Technik GmbH & Co. Forschung für Automobil- und Umwelttechnik | Sauerstoffsensoren auf der Basis von Cupratmischoxiden |
| JP2003057390A (ja) * | 2001-08-13 | 2003-02-26 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | 液体金属中の溶解酸素濃度制御方法 |
| JP4488658B2 (ja) * | 2001-08-13 | 2010-06-23 | 三井造船株式会社 | 液体金属中の溶解酸素濃度制御方法 |
| JP2019132741A (ja) * | 2018-01-31 | 2019-08-08 | Koa株式会社 | 酸素センサ素子 |
| JP2019132843A (ja) * | 2018-01-31 | 2019-08-08 | Koa株式会社 | 酸素センサ素子 |
| JP2019174440A (ja) * | 2018-01-31 | 2019-10-10 | Koa株式会社 | 酸素センサ素子 |
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