DE102015204723A1 - Sensor element for a sensor for detecting at least one property of a sample gas in a sample gas space - Google Patents

Sensor element for a sensor for detecting at least one property of a sample gas in a sample gas space Download PDF

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Matthias Wieler
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Abstract

Es wird ein Sensorelement (12) für einen Sensor (10) zur Erfassung mindestens einer Eigenschaft eines Messgases in einem Messgasraum, insbesondere zur Erfassung eines Anteils einer Gaskomponente in dem Messgas oder einer Temperatur des Messgases, vorgeschlagen. Das Sensorelement (12) umfasst mindestens eine erste Elektrode (14), eine zweite Elektrode (16) und einen Festelektrolyten (18). Die erste Elektrode (14) und die zweite Elektrode (16) sind mittels des Festelektrolyten (18) miteinander verbunden. Der Festelektrolyt (18) ist aus einem Material hergestellt, das mindestens Zirkoniumdioxid und Aluminiumoxid umfasst, wobei ein Anteil des Aluminiumoxids von 50 Gew.- bis 75 Gew.-% ist.A sensor element (12) for a sensor (10) for detecting at least one property of a measurement gas in a measurement gas space, in particular for detecting a proportion of a gas component in the measurement gas or a temperature of the measurement gas, is proposed. The sensor element (12) comprises at least a first electrode (14), a second electrode (16) and a solid electrolyte (18). The first electrode (14) and the second electrode (16) are interconnected by means of the solid electrolyte (18). The solid electrolyte (18) is made of a material comprising at least zirconia and alumina, wherein a proportion of the alumina is from 50% to 75% by weight.

Description

Stand der Technik State of the art

Aus dem Stand der Technik ist eine Vielzahl von Sensoren und Verfahren zur Erfassung mindestens einer Eigenschaft eines Messgases in einem Messgasraum bekannt. Dabei kann es sich grundsätzlich um beliebige physikalische und/oder chemische Eigenschaften des Messgases handeln, wobei eine oder mehrere Eigenschaften erfasst werden können. Die Erfindung wird im Folgenden insbesondere unter Bezugnahme auf eine qualitative und/oder quantitative Erfassung eines Anteils einer Gaskomponente des Messgases beschrieben, insbesondere unter Bezugnahme auf eine Erfassung eines Sauerstoffanteils in dem Messgas. Der Sauerstoffanteil kann beispielsweise in Form eines Partialdrucks und/oder in Form eines Prozentsatzes erfasst werden. Alternativ oder zusätzlich sind jedoch auch andere Eigenschaften des Messgases erfassbar, wie beispielsweise die Temperatur. A large number of sensors and methods for detecting at least one property of a measurement gas in a measurement gas space are known from the prior art. In principle, these can be any physical and / or chemical properties of the measurement gas, one or more properties being able to be detected. The invention will be described below in particular with reference to a qualitative and / or quantitative detection of a portion of a gas component of the measurement gas, in particular with reference to a detection of an oxygen content in the measurement gas. The oxygen content can be detected, for example, in the form of a partial pressure and / or in the form of a percentage. Alternatively or additionally, however, other properties of the measuring gas are detectable, such as the temperature.

Aus dem Stand der Technik sind insbesondere keramische Sensoren bekannt, welche auf der Verwendung von Sensorelementen mit elektrolytischen Eigenschaften bestimmter Festkörper basieren, also auf Ionen leitenden Eigenschaften dieser Festkörper. Insbesondere kann es sich bei diesen Festkörpern um keramische Festelektrolyte handeln, wie beispielsweise Zirkoniumdioxid (ZrO2), insbesondere yttriumstabilisiertes Zirkoniumdioxid (YSZ) und scandiumdotiertes Zirkoniumdioxid (ScSZ), die geringe Zusätze an Aluminiumoxid (Al2O3) und/oder Siliziumoxid (SiO2) enthalten können. In particular ceramic sensors are known from the prior art which are based on the use of sensor elements with electrolytic properties of certain solids, that is, on ion-conducting properties of these solids. In particular, these solids may be ceramic solid electrolytes, such as zirconia (ZrO 2 ), in particular yttrium stabilized zirconia (YSZ) and scandium doped zirconia (ScSZ), the minor additions of alumina (Al 2 O 3 ) and / or silica (SiO 2 ) 2 ).

Beispielsweise können derartige Sensoren als so genannte Lambdasonden ausgestaltet sein, wie sie beispielsweise aus Konrad Reif (Hrsg.): Sensoren im Kraftfahrzeug, 1. Auflage 2010, Seiten 160–165 , bekannt sind. Mit Breitband-Lambdasonden, insbesondere mit planaren Breitband-Lambdasonden, kann beispielsweise die Sauerstoffkonzentration im Abgas in einem großen Bereich bestimmt und damit auf das Luft-Kraftstoff-Verhältnis im Brennraum geschlossen werden. Die Luftzahl λ beschreibt diese Luft-Kraftstoff-Verhältnis. For example, such sensors can be configured as so-called lambda probes, as they are made, for example Konrad Reif (ed.): Sensors in the motor vehicle, 1st edition 2010, pages 160-165 , are known. With broadband lambda probes, in particular with planar broadband lambda probes, it is possible, for example, to determine the oxygen concentration in the exhaust gas over a large range and thus to deduce the air-fuel ratio in the combustion chamber. The air ratio λ describes this air-fuel ratio.

Um zukünftige gesetzliche Regelungen zu erfüllen, müssen Lambdasonden möglichst schnell betriebsbereit sein, d. h. wenige Sekunden nach Motorstart. Da sich zu dieser Zeit noch Kondenswasser im Abgasstrang befindet, müssen die keramischen Sensorelemente eine hohe Thermoschockrobustheit bezüglich Wasserschlag aufweisen. Mehrere Untersuchungen haben gezeigt, dass das Trägermaterial Aluminiumoxid (Al2O3) eine bessere Thermoschockrobustheit erreichen kann als das Trägermaterial yttriumstabilisiertes Zirkoniumdioxid (YSZ). Aluminiumoxid hat jedoch den Nachteil, dass es im Gegensatz zu yttriumstabilisiertem Zirkoniumdioxid keine Sauerstoffionen leitet und daher nicht gleichzeitig als Elektrolyt verwendet werden kann. Zur Funktion der Lambdasonde braucht man somit neben dem aus Aluminiumoxid hergestellten Träger noch ein anderes, ionenleitfähiges Elektrolytmaterial. In order to meet future legal regulations, lambda probes must be ready for operation as quickly as possible, ie a few seconds after the engine starts. Since there is still condensation in the exhaust system at this time, the ceramic sensor elements must have a high thermal shock robustness with respect to water hammer. Several studies have shown that the substrate alumina (Al 2 O 3 ) can achieve better thermal shock robustness than the substrate yttrium-stabilized zirconia (YSZ). However, alumina has the disadvantage that, in contrast to yttrium-stabilized zirconia, it does not conduct oxygen ions and therefore can not be used simultaneously as an electrolyte. For the function of the lambda probe one thus needs, in addition to the carrier made of aluminum oxide, another, ion-conducting electrolyte material.

Trotz der Vorteile der aus dem Stand der Technik bekannten Sensoren beinhalten diese noch Verbesserungspotenzial. Stand der Technik ist, als Elektrolyt ein Material zu verwenden, das als Hauptbestandteil Zirkoniumdioxid enthält. Typischerweise ist dieser Elektrolyt als Zirkoniumdioxidfolie mit einer Dicke von mehr als 100 µm ausgeprägt, wobei die beiden Elektroden entweder auf der Oberseite der Folienseite nebeneinander liegen, d.h. koplanar oder jeweils eine Elektrode auf der Ober- und eine auf der Unterseite liegt, d.h. die beiden Elektroden liegen übereinander. Zur elektrischen und ionischen Isolierung enthält das keramische Sensorelement desweiteren noch Al2O3-Komponenten auf der Ober- und Unterseite des Elektrolyten. Dies können entweder mehrere Al2O3-Folien sein oder verschiedene Al2O3-Druckschichtstapel. Dieser Aufbau birgt ein großes mechanisches Risiko, da durch unterschiedliche Sintereigenschaften und Wärmeausdehnungskoeffizienten der beiden Materialien hohe mechanische Spannungen verursacht werden. Eine aufwändige Optimierung der Materialeigenschaften, wie beispielsweise der Korngröße, des Sinterverhaltens, der Dotierung, etc., ist notwendig, wie beispielsweise in der DE 27 54 522 C2 oder DE 28 10 134 C2 beschrieben ist. Despite the advantages of sensors known from the prior art, these still have room for improvement. The prior art is to use as the electrolyte a material containing zirconia as a main component. Typically, this electrolyte is in the form of a zirconia foil with a thickness of more than 100 μm, the two electrodes lying next to one another either on top of the foil side, ie coplanar or one electrode on the top and one on the bottom, ie the two electrodes lie one above the other. For electrical and ionic insulation, the ceramic sensor element further contains Al 2 O 3 components on the top and bottom of the electrolyte. These can either be several Al 2 O 3 films or different Al 2 O 3 printing layer stacks. This structure involves a great mechanical risk, since high mechanical stresses are caused by different sintering properties and thermal expansion coefficients of the two materials. An elaborate optimization of the material properties, such as the grain size, the sintering behavior, the doping, etc., is necessary, such as in the DE 27 54 522 C2 or DE 28 10 134 C2 is described.

Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention

Es wird daher ein Sensorelement für einen Sensor zur Erfassung mindestens einer Eigenschaft eines Messgases in einem Messgasraum vorgeschlagen, welches die Nachteile bekannter Sensorelemente zumindest weitgehend vermeidet und das ein neuartiges Design des Funktionsbereichs, d. h. der elektrochemischen Zelle, erlaubt. Therefore, a sensor element for a sensor for detecting at least one property of a measurement gas in a measurement gas space is proposed which at least largely avoids the disadvantages of known sensor elements and which has a novel design of the functional area, ie. H. the electrochemical cell, allowed.

Ein erfindungsgemäßes Sensorelement für einen Sensor zur Erfassung mindestens einer Eigenschaft eines Messgases in einem Messgasraum, insbesondere zur Erfassung eines Anteils einer Gaskomponente in dem Messgas oder einer Temperatur des Messgases, umfasst mindestens eine erste Elektrode, die bevorzugt direkten Kontakt zum Messgas hat, eine zweite Elektrode, die vom Messgasraum gasdicht getrennt ist und Verbindung zu einem Referenzgasraum hat, und einen Festelektrolyten. Die erste Elektrode und die zweite Elektrode sind dabei mittels des Festelektrolyten miteinander verbunden, wobei der Festelektrolyt aus einem Material hergestellt ist, das mindestens Zirkoniumdioxid und Aluminiumoxid umfasst, wobei ein Anteil des Aluminiumoxids von 50 Gew.- bis 75 Gew.-% ist. A sensor element according to the invention for a sensor for detecting at least one property of a measurement gas in a measurement gas space, in particular for detecting a proportion of a gas component in the measurement gas or a temperature of the measurement gas, comprises at least one first electrode, which preferably has direct contact with the measurement gas, a second electrode , which is gas-tightly separated from the sample gas space and has connection to a reference gas space, and a solid electrolyte. The first electrode and the second electrode are connected to each other by means of the solid electrolyte, wherein the solid electrolyte is made of a material comprising at least zirconia and alumina, wherein a proportion of the alumina of 50 wt .-% to 75 wt .-% is.

Ein Anteil des Zirkoniumdioxids kann dabei von 25 Gew.-% bis 50 Gew.-% sein. Das Zirkoniumdioxid kann mit Yttriumoxid stabilisiert sein. Das Sensorelement kann weiterhin mindestens eine Zwischenschicht, die zwischen dem Festelektrolyten und der ersten Elektrode und/oder der zweiten Elektrode angeordnet ist, umfassen, wobei die Zwischenschicht aus einem Material hergestellt ist, das mindestens Zirkoniumdioxid und Aluminiumoxid umfasst, wobei ein Anteil des Zirkoniumdioxids der Zwischenschicht höher als ein Anteil des Zirkoniumdioxids des Festelektrolyten ist. Die erste Elektrode, die zweite Elektrode und der Festelektrolyt können einen Schichtaufbau bilden, wobei die erste Elektrode und die zweite Elektrode in einer Richtung des Schichtaufbaus gesehen zumindest teilweise überlappen. Die erste Elektrode und die zweite Elektrode können in einer Richtung des Schichtaufbaus gesehen zueinander versetzt angeordnet sein. Die erste Elektrode und die zweite Elektrode können in einer Richtung des Schichtaufbaus gesehen senkrecht zueinander angeordnet sein. Die erste Elektrode kann größer oder kleiner als die zweite Elektrode sein. Die erste Elektrode und die zweite Elektrode können rechteckig ausgebildet sein. Die erste Elektrode und die zweite Elektrode können quadratisch ausgebildet sein. A proportion of the zirconium dioxide may be from 25% by weight to 50% by weight. The zirconia may be stabilized with yttria. The sensor element may further comprise at least one intermediate layer disposed between the solid electrolyte and the first electrode and / or the second electrode, wherein the intermediate layer is made of a material comprising at least zirconia and alumina, wherein a portion of the zirconia of the intermediate layer is higher than a content of zirconia of the solid electrolyte. The first electrode, the second electrode and the solid electrolyte may form a layered structure, wherein the first electrode and the second electrode at least partially overlap in a direction of the layer structure. The first electrode and the second electrode may be arranged offset to one another in a direction of the layer structure. The first electrode and the second electrode may be arranged perpendicular to one another in a direction of the layer structure. The first electrode may be larger or smaller than the second electrode. The first electrode and the second electrode may be rectangular. The first electrode and the second electrode may be square.

Unter einem Festelektrolyten ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Körper oder Gegenstand mit elektrolytischen Eigenschaften, also mit Ionen leitenden Eigenschaften, zu verstehen. Insbesondere kann es sich um einen keramischen Festelektrolyten handeln. Dies umfasst auch das Rohmaterial eines Festelektrolyten und daher die Ausbildung als so genannter Grünling oder Braunling, der erst nach einem Sintern zu einem Festelektrolyten wird. Insbesondere kann der Festelektrolyt als Festelektrolytschicht oder aus mehreren Festelektrolytschichten ausgebildet sein. Unter einer Schicht ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine einheitliche Masse in flächenhafter Ausdehnung mit einer gewissen Höhe zu verstehen, die über, unter oder zwischen anderen Elementen liegt. In the context of the present invention, a solid electrolyte is to be understood as meaning a body or article having electrolytic properties, that is to say having ion-conducting properties. In particular, it may be a ceramic solid electrolyte. This also includes the raw material of a solid electrolyte and therefore the formation as a so-called green or brownling, which only becomes a solid electrolyte after sintering. In particular, the solid electrolyte may be formed as a solid electrolyte layer or of a plurality of solid electrolyte layers. In the context of the present invention, a layer is to be understood as a uniform mass in areal extent with a certain height that lies above, below or between other elements.

Unter einer Elektrode ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung allgemein ein Element zu verstehen, welches in der Lage ist, den Festelektrolyten derart zu kontaktieren, dass durch den Festelektrolyten und die Elektrode ein Strom aufrechterhalten werden kann. Dementsprechend kann die Elektrode ein Element umfassen, an welchem die Ionen in den Festelektrolyten eingebaut und/oder aus dem Festelektrolyten ausgebaut werden können. Typischerweise umfassen die Elektroden eine Edelmetallelektrode, welche beispielsweise als Metall-Keramik-Elektrode auf dem Festelektrolyten aufgebracht sein kann oder auf andere Weise mit dem Festelektrolyten in Verbindung stehen kann. Typische Elektrodenmaterialien sind Platin-Cermet-Elektroden. Auch andere Edelmetalle, wie beispielsweise Gold oder Palladium, sind jedoch grundsätzlich einsetzbar. An electrode in the context of the present invention is generally understood to mean an element which is capable of contacting the solid electrolyte in such a way that a current can be maintained by the solid electrolyte and the electrode. Accordingly, the electrode may comprise an element to which the ions can be incorporated in the solid electrolyte and / or removed from the solid electrolyte. Typically, the electrodes comprise a noble metal electrode which may, for example, be deposited on the solid electrolyte as a metal-ceramic electrode or otherwise be in communication with the solid electrolyte. Typical electrode materials are platinum cermet electrodes. However, other precious metals, such as gold or palladium, are in principle applicable.

Unter einer Schicht ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine einheitliche Masse in flächenhafter Ausdehnung einer gewissen Höhe zu verstehen, die über, unter oder zwischen anderen Elementen liegt. Entsprechend ist unter einem Schichtaufbau im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Aufbau bestehend aus mehreren Schichten zu verstehen, die übereinander angeordnet sind. Die Richtung des Schichtaufbaus bestimmt sich dabei basierend auf der Richtung, in der die Schichten übereinander angeordnet sind. Die Richtung des Schichtaufbaus ist entsprechend senkrecht zu den jeweiligen Schichten des Schichtaufbaus. In the context of the present invention, a layer is to be understood as a uniform mass in the areal extent of a certain height which lies above, below or between other elements. Accordingly, a layer structure in the context of the present invention is understood to mean a structure consisting of a plurality of layers, which are arranged one above the other. The direction of the layer structure is determined based on the direction in which the layers are arranged one above the other. The direction of the layer structure is correspondingly perpendicular to the respective layers of the layer structure.

Ein Grundgedanke der vorliegenden Erfindung ist ein Elektrolyt, der aus einem Material mit einer Mischung von weniger als 50 Vol.-% Zirkoniumdioxid und mehr als 50 Vol.-% Al2O3 besteht, das auch bekannt ist als ZTA („zirconia toughened alumina“). Der ZTA-Elektrolyt wird typischerweise per keramischer Siebdrucktechnik, oder einer anderen geeigneten Drucktechnologie, mit einer Schichtdicke von weniger als 100 μm aufgebracht. Die O2-Ionenleitfähigkeit wird über den Anteil des yttriumstabilisierten Zirkoniumdioxids eingestellt. Die beiden Funktionselektroden liegen auf der Ober- und Unterseite des Elektrolyten, entweder planparallel direkt übereinander, oder gegeneinander versetzt. Eine koplanare Anordnung ist ebenfalls möglich. A basic idea of the present invention is an electrolyte consisting of a material with a mixture of less than 50% by volume of zirconia and more than 50% by volume of Al 2 O 3 , also known as ZTA ("zirconia toughened alumina "). The ZTA electrolyte is typically applied by ceramic screen printing technique, or other suitable printing technology, with a layer thickness of less than 100 microns. The O 2 ionic conductivity is adjusted via the proportion of the yttrium-stabilized zirconium dioxide. The two function electrodes are located on the top and bottom of the electrolyte, either plane-parallel directly above one another, or offset from one another. A coplanar arrangement is also possible.

Der ionische Innenwiderstand des Elektrolyten bei Betriebstemperatur muss in einem Bereich von etwa 100 Ohm bis 1 kOhm liegen. Dies ist notwendig für die Temperaturregelung des Sensorelements. Weiterhin muss der Funktionsbereich hohen mechanischen Belastungen standhalten. The internal ionic resistance of the electrolyte at operating temperature must be in the range of approximately 100 ohms to 1 kilohms. This is necessary for the temperature control of the sensor element. Furthermore, the functional area must withstand high mechanical loads.

Die Erfindung hat drei wesentliche Vorteile: Auf funktioneller Ebene ist die ionische Leitfähigkeit des Elektrolyten durch die Materialzusammensetzung einstellbar und kann im Hinblick auf die gegebenen Randbedingungen, wie beispielsweise die Fläche der Elektroden, den benötigten Innenwiderstand für die Temperaturregelung und Ähnliches, optimiert werden. Erst durch eine deutlich verringerte Ionenleitfähigkeit des Materials gegenüber reinem yttriumstabilisiertem Zirkoniumdioxid ist ein Design mit planparallel übereinanderliegenden Elektroden möglich. The invention has three major advantages: At the functional level, the ionic conductivity of the electrolyte is adjustable by the material composition and can be optimized in view of the given boundary conditions, such as the area of the electrodes, the required internal resistance for the temperature control and the like. Only by a significantly reduced ionic conductivity of the material compared to pure yttrium-stabilized zirconia a design with plane-parallel superimposed electrodes is possible.

Mechanisch gesehen besteht zwischen ZTA und Al2O3 ein geringerer Unterschied in der Wärmeausdehnung als zwischen yttriumstabilisiertem Zirkoniumdioxid und Aluminiumoxid. Dadurch entstehen im Betrieb geringere mechanische Spannungen. Außerdem hat ZTA eine besonders hohe mechanische Festigkeit. Mechanically, there is less difference in thermal expansion between ZTA and Al 2 O 3 than between yttria-stabilized zirconia and alumina. This results in lower mechanical stresses during operation. In addition, ZTA has a particularly high mechanical strength.

Die Erfindung reduziert die Menge an benötigtem yttriumstabilisiertem Zirkoniumdioxid auf ein Minimum. Da yttriumstabilisiertes Zirkoniumdioxid deutlich teurer ist als Aluminiumoxid, ergibt sich daraus ein Potential zur Kostenreduktion. The invention minimizes the amount of yttrium stabilized zirconia needed. Since yttrium-stabilized zirconia is significantly more expensive than alumina, this results in a potential for cost reduction.

Die vorliegende Erfindung verbessert somit den bekannten Ansatz zur Verbesserung der mechanischen Stabilität des YSZ-Elektrolyten durch die Zumischung eines geringen Anteils an Al2O3, d.h. weniger als 50 Vol.-%. Dieses Material ist auch als ATZ bekannt („alumina toughened zirconia“). Die vorliegende Erfindung schlägt vor, den Al2O3-Gehalt so hoch zu wählen, dass die Ionenleitfähigkeit merklich reduziert wird, was sowohl die mechanische Robustheit weiter steigert und die Kosten weiter senkt, als auch einen zusätzlichen Funktionsvorteil mit sich bringt im Hinblick auf eine Optimierung des Innenwiderstands und der Miniaturisierung. The present invention thus improves the known approach for improving the mechanical stability of the YSZ electrolyte by admixing a small amount of Al 2 O 3 , ie less than 50% by volume. This material is also known as ATZ ("alumina toughened zirconia"). The present invention proposes to set the Al 2 O 3 content so high that the ionic conductivity is markedly reduced, which further increases both the mechanical robustness and further reduces the costs, as well as providing an additional functional advantage with regard to Optimization of internal resistance and miniaturization.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen Brief description of the drawings

Weitere optionale Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele, welche in den Figuren schematisch dargestellt sind. Further optional details and features of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments, which are shown schematically in the figures.

Es zeigen: Show it:

1 eine Querschnittsansicht eines Sensors gemäß einer ersten Ausführungsform, 1 a cross-sectional view of a sensor according to a first embodiment,

2 eine Querschnittsansicht eines Sensors gemäß einer zweiten Ausführungsform, 2 a cross-sectional view of a sensor according to a second embodiment,

3 eine Draufsicht auf eine Ausbildung und Anordnung der Elektroden des Sensorelements gemäß einer ersten Variante, 3 a plan view of an embodiment and arrangement of the electrodes of the sensor element according to a first variant,

4 eine Draufsicht auf eine Ausbildung und Anordnung der Elektroden des Sensorelements gemäß einer zweiten Variante, 4 a plan view of an embodiment and arrangement of the electrodes of the sensor element according to a second variant,

5 eine Draufsicht auf eine Ausbildung und Anordnung der Elektroden des Sensorelements gemäß einer dritten Variante und 5 a plan view of an embodiment and arrangement of the electrodes of the sensor element according to a third variant and

6 eine Draufsicht auf eine Ausbildung und Anordnung der Elektroden des Sensorelements gemäß einer vierten Variante. 6 a plan view of a design and arrangement of the electrodes of the sensor element according to a fourth variant.

Ausführungsformen der Erfindung Embodiments of the invention

1 zeigt eine Querschnittsansicht eines Sensors 10 gemäß einer ersten Ausführungsform, der zum Nachweis von physikalischen und/oder chemischen Eigenschaften eines Messgases in einem nicht näher gezeigten Messgasraum verwendet werden kann, wobei eine oder mehrere Eigenschaften erfasst werden können. Die Erfindung wird im Folgenden insbesondere unter Bezugnahme auf eine qualitative und/oder quantitative Erfassung einer Gaskomponente des Messgases beschrieben, insbesondere unter Bezugnahme auf eine Erfassung eines Sauerstoffanteils in dem Messgas. Der Sauerstoffanteil kann beispielsweise in Form eines Partialdrucks und/oder in Form eines Prozentsatzes erfasst werden. Grundsätzlich sind jedoch auch andere Arten von Gaskomponenten erfassbar, wie beispielsweise Stickstoffoxid, Kohlenwasserstoffe und/oder Wasserstoff. Alternativ oder zusätzlich sind jedoch auch andere Eigenschaften des Messgases erfassbar. Die Erfindung ist insbesondere im Bereich der Kraftfahrzeugtechnik einsetzbar, so dass es sich bei dem Messgasraum insbesondere um einen Abgastrakt einer Brennkraftmaschine handeln kann und bei dem Messgas insbesondere um ein Abgas. 1 shows a cross-sectional view of a sensor 10 according to a first embodiment, which can be used for the detection of physical and / or chemical properties of a measuring gas in a measuring gas space not shown in detail, wherein one or more properties can be detected. The invention will be described below in particular with reference to a qualitative and / or quantitative detection of a gas component of the measurement gas, in particular with reference to a detection of an oxygen content in the measurement gas. The oxygen content can be detected, for example, in the form of a partial pressure and / or in the form of a percentage. In principle, however, other types of gas components are detectable, such as nitrogen oxide, hydrocarbons and / or hydrogen. Alternatively or additionally, however, other properties of the measuring gas can also be detected. The invention can be used in particular in the field of motor vehicle technology, so that the measuring gas chamber can be, in particular, an exhaust gas tract of an internal combustion engine and, in the case of the measuring gas, in particular an exhaust gas.

Der Sensor 10 weist ein Sensorelement 12 auf. Das Sensorelement 12 weist eine erste Elektrode 14, eine zweite Elektrode 16 und einen Festelektrolyten 18 auf. Die erste Elektrode 14 und die zweite Elektrode 16 sind mittels des Festelektrolyten 18 miteinander verbunden, insbesondere elektrisch verbunden, so dass diese eine elektrochemische Zelle 20 in Form einer Nernstzelle bilden. The sensor 10 has a sensor element 12 on. The sensor element 12 has a first electrode 14 , a second electrode 16 and a solid electrolyte 18 on. The first electrode 14 and the second electrode 16 are by means of the solid electrolyte 18 interconnected, in particular electrically connected, so that these are an electrochemical cell 20 form in the form of a Nernst cell.

Die erste Elektrode 14, die zweite Elektrode 16 und der Festelektrolyt 18 sind insbesondere schichtförmig aufgebaut. Die erste Elektrode 14, die zweite Elektrode 16 und der Festelektrolyt 18 bilden insbesondere einen Schichtaufbau 22. Mit anderen Worten sind die erste Elektrode 14, der Festelektrolyt 18 und die zweite Elektrode 16 in dieser Reihenfolge übereinander angeordnet. Der Schichtaufbau 22 kann auf einem Träger 24 angeordnet sein. Der Träger 24 ist aus einem elektrisch isolierenden Material hergestellt, wie beispielsweise Aluminiumoxid. Dabei ist die erste Elektrode 14 dem Träger 24 abgewandt und die zweite Elektrode 16 ist dem Träger 24 derart zugewandt, dass zwischen der zweiten Elektrode 16 und dem Träger 24 ein poröser Referenzgaskanal 26 ausgebildet ist. In dem Referenzgaskanal 26 befindet sich ein Gas bekannter Zusammensetzung, wie beispielsweise Luft. Der Referenzgaskanal 26 muss nicht als makroskopischer Kanal ausgebildet sein. Beispielsweise ist der Referenzgaskanal 26 durch eine poröse Schicht aus Aluminiumoxid ausgebildet. Entsprechend hat die erste Elektrode 14 unmittelbar Kontakt zu dem Messgas in dem Messgasraum, wohingegen die zweite Elektrode 16 von dem Messgasraumgasdicht getrennt ist, aber Kontakt zu dem Referenzgaskanal 26 hat. In einer Richtung 28 des Schichtaufbaus 22 gesehen überlappen die erste Elektrode 14 und die zweite Elektrode 16 zumindest teilweise, wie nachstehend ausführlicher beschrieben wird. The first electrode 14 , the second electrode 16 and the solid electrolyte 18 are in particular layered structure. The first electrode 14 , the second electrode 16 and the solid electrolyte 18 in particular form a layer structure 22 , In other words, the first electrode 14 , the solid electrolyte 18 and the second electrode 16 arranged one above the other in this order. The layer structure 22 can on a carrier 24 be arranged. The carrier 24 is made of an electrically insulating material, such as alumina. Here is the first electrode 14 the carrier 24 turned away and the second electrode 16 is the carrier 24 facing so that between the second electrode 16 and the carrier 24 a porous reference gas channel 26 is trained. In the reference gas channel 26 There is a gas of known composition, such as air. The reference gas channel 26 does not have to be designed as a macroscopic channel. For example, the reference gas channel 26 formed by a porous layer of alumina. The first electrode has the same effect 14 directly to the sample gas in the sample gas space, whereas the second electrode 16 is gas-tight from the sample gas space, but in contact with the reference gas channel 26 Has. In one direction 28 of the layer structure 22 seen overlap the first electrode 14 and the second electrode 16 at least in part, as described in more detail below.

Der Festelektrolyt 18 ist aus einem Material hergestellt, das mindestens Zirkoniumdioxid und Aluminiumoxid umfasst. Ein Anteil des Zirkoniumdioxids kann von 25 Gew.-% bis 50 Gew.-% sein. Ein Anteil des Aluminiumoxids kann von 50 Gew.-% bis 75 Gew.-% sein. Das Zirkoniumdioxid ist insbesondere mit Yttriumoxid stabilisiert. Mit anderen Worten ist das Zirkoniumdioxid mit Yttriumoxid dotiert. Der Dotiergehalt kann dabei 8 Mol-% bzw. 14 Gew.-% sein. Beispielsweise umfasst das Material des Festelektrolyten 18 Zirkoniumdioxid mit einem Anteil von 35 Gew.-% und Aluminiumoxid mit einem Anteil von 65 Gew.-%. Es versteht sich, dass das Zirkoniumdioxid in diesem Fall ebenfalls mit Yttriumoxid in der zuvor beschriebenen Weise stabilisiert sein. Der Festelektrolyt 18 erfüllt zwei Aufgaben, nämlich die Ionenleitung zwischen den beiden Elektroden 14, 16 und die gasdichte Abdeckung der zweiten Elektrode 16, die als Referenzelektrode der elektrochemischen Zelle 20 dient. Die poröse, aus Aluminiumoxid hergestellte Schicht, die den Referenzgaskanal 26 bildet und sich unterhalb der zweiten Elektrode 16 befindet, dient der Zuführung von Referenzluft von einem nicht näher gezeigten hinteren Ende des Sensorelements 12 bis zu der zweiten Elektrode 16. Optional ist es möglich, einen gewissen Anteil yttriumstabilisiertes Zirkoniumdioxid zum Material der Elektroden 14, 16 hinzuzufügen, beispielsweise von 5 Gew.-% bis 30 Gew.-%, wie beispielsweise 15 Gew.-%. The solid electrolyte 18 is made of a material comprising at least zirconia and alumina. A content of the zirconia may be from 25% by weight to 50% by weight. A proportion of the alumina may be from 50% to 75% by weight. The zirconia is particularly stabilized with yttria. In other words, the zirconia is doped with yttria. The doping content may be 8 mol% or 14 wt .-%. For example, the material of the solid electrolyte comprises 18 Zirconia in a proportion of 35% by weight and alumina in a proportion of 65% by weight. It is understood that the zirconia in this case will also be stabilized with yttria in the manner previously described. The solid electrolyte 18 fulfills two tasks, namely the ion conduction between the two electrodes 14 . 16 and the gas-tight cover of the second electrode 16 , which serves as the reference electrode of the electrochemical cell 20 serves. The porous layer made of alumina, which is the reference gas channel 26 forms and extends below the second electrode 16 is used, the supply of reference air from a rear end of the sensor element, not shown in detail 12 to the second electrode 16 , Optionally, it is possible to add a certain amount of yttria-stabilized zirconia to the material of the electrodes 14 . 16 for example, from 5% to 30% by weight, such as 15% by weight.

2 zeigt eine Querschnittsansicht eines Sensors 10 gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Nachstehend werden lediglich die Unterschiede zu der vorhergehenden Ausführungsform beschrieben und gleiche Bauteile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Bei dem Sensor 10 der zweiten Ausführungsform umfasst das Sensorelement 12 mindestens eine Zwischenschicht 30. Die Zwischenschicht 30 ist zwischen dem Festelektrolyten 18 und der ersten Elektrode 14 und/oder der zweiten Elektrode 16 angeordnet. Gemäß der in 2 gezeigten Ausführungsform ist eine Zwischenschicht 30 zwischen dem Festelektrolyten 18 und der ersten Elektrode 14 sowie eine Zwischenschicht 30 zwischen dem Festelektrolyten 18 und der zweiten Elektrode 16 angeordnet. Die Zwischenschicht 30 ist aus einem Material hergestellt ist, das mindestens Zirkoniumdioxid und Aluminiumoxid umfasst. Ein Anteil des Zirkoniumdioxids der Zwischenschicht 30 ist dabei höher als ein Anteil des Zirkoniumdioxids des Festelektrolyten 18. Der Sensor 10 der zweiten Ausführungsform stellt eine Alternative zu dem Sensor 10 der ersten Ausführungsform dar. Der vergleichsweise hohe Anteil an Aluminiumoxid in dem Festelektrolyten 18 kann möglicherweise dazu führen, dass ein Teil der Elektroden 14, 16 inaktiv wird, wenn von dort aus kein elektrischer Leitpfad in das Material des Festelektrolyten 18 hinein existiert. Durch die Zwischenschicht 30 mit einem höheren Anteil an Yttriumoxid stabilisierten Zirkoniumdioxid kann dieses Problem verringert werden. Der Anteil des yttriumstabilisierten Zirkoniumdioxids in dieser Zwischenschicht kann im Bereich von 70 Gew.-% bis 100 Gew.-% liegen, wie beispielsweise 80 Gew.-%. Eine zweite Möglichkeit um dieses Problem zu vermeiden, ist, einen gewissen Anteil yttriumstabilisiertes Zirkoniumdioxid zum Material der Elektroden 14, 16 hinzuzufügen, beispielsweise von 5 Gew.-% bis 30 Gew.-%, wie beispielsweise 15 Gew.-%. 2 shows a cross-sectional view of a sensor 10 according to a second embodiment of the present invention. Hereinafter, only the differences from the previous embodiment will be described and the same components are given the same reference numerals. At the sensor 10 The second embodiment comprises the sensor element 12 at least one intermediate layer 30 , The intermediate layer 30 is between the solid electrolyte 18 and the first electrode 14 and / or the second electrode 16 arranged. According to the in 2 embodiment shown is an intermediate layer 30 between the solid electrolyte 18 and the first electrode 14 as well as an intermediate layer 30 between the solid electrolyte 18 and the second electrode 16 arranged. The intermediate layer 30 is made of a material comprising at least zirconia and alumina. A proportion of the zirconium dioxide of the intermediate layer 30 is higher than a proportion of the zirconium dioxide of the solid electrolyte 18 , The sensor 10 The second embodiment provides an alternative to the sensor 10 of the first embodiment. The comparatively high proportion of alumina in the solid electrolyte 18 may possibly cause some of the electrodes 14 . 16 becomes inactive, if from there no electrical conduction path in the material of the solid electrolyte 18 into it exists. Through the intermediate layer 30 With a higher proportion of yttria stabilized zirconia, this problem can be reduced. The proportion of yttria-stabilized zirconia in this intermediate layer may range from 70% to 100% by weight, such as 80% by weight. A second way to avoid this problem is to add a certain amount of yttria-stabilized zirconia to the material of the electrodes 14 . 16 for example, from 5% to 30% by weight, such as 15% by weight.

3 zeigt eine Draufsicht auf das Sensorelement 12 und genauer auf eine Ausbildung und Anordnung der Elektroden 14, 16 des Sensorelements 12 gemäß einer ersten Variante. Zur Vereinfachung der Erläuterungen ist der Festelektrolyt 18 nicht dargestellt. Die Draufsicht ist bei der 3 nicht exakt senkrecht zu den Elektroden 14, 16. Die erste Elektrode 14 und die zweite Elektrode 16 sind jeweils mit einer Zuleitung 32 verbunden. Die Zuleitung 32 kann als elektrische Leiterbahn ausgebildet sein. Die erste Elektrode 14 und die zweite Elektrode 16 sind quadratisch ausgebildet. In der Richtung 28 des Schichtaufbaus 22 gesehen, die der Richtung der Draufsicht entspricht, überlappen die erste Elektrode 14 und die zweite Elektrode 16 vollständig, auch wenn dies in 3 bedingt durch die nicht exakt senkrechte Betrachtungsweise nicht der Fall zu sein scheint. Durch die nicht exakt senkrechte Betrachtungsweise scheint ein kleiner Versatz zwischen der ersten Elektrode 14 und der zweiten Elektrode 16 gegeben zu sein, der jedoch tatsächlich nicht existiert. 3 shows a plan view of the sensor element 12 and more particularly to a design and arrangement of the electrodes 14 . 16 of the sensor element 12 according to a first variant. To simplify the explanation, the solid electrolyte is 18 not shown. The top view is at 3 not exactly perpendicular to the electrodes 14 . 16 , The first electrode 14 and the second electrode 16 are each with a supply line 32 connected. The supply line 32 can be designed as an electrical conductor. The first electrode 14 and the second electrode 16 are square shaped. In that direction 28 of the layer structure 22 As seen in the direction of the plan view, the first electrode overlaps 14 and the second electrode 16 completely, even if this is in 3 due to the not exactly vertical view does not seem to be the case. Due to the not exactly vertical view, a small offset between the first electrode seems 14 and the second electrode 16 to be given, which actually does not exist.

4 zeigt eine Draufsicht auf eine Ausbildung und Anordnung der Elektroden 14, 16 des Sensorelements 12 gemäß einer zweiten Variante. Nachstehend werden lediglich die Unterschiede zu der ersten Variante beschrieben und gleiche Bauteile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Gemäß der zweiten Variante sind die erste Elektrode 14 und zweite Elektrode 16 relativ zueinander in der Richtung 28 des Schichtaufbaus 22 gesehen versetzt. Somit überlappen die erste Elektrode 14 und die zweite Elektrode 16 in der Richtung 28 des Schichtaufbaus 22 gesehen nur teilweise bzw. abschnittsweise. Durch ein derartiges Verschieben der ersten Elektrode 14 und der zweiten Elektrode 16 gegeneinander im Vergleich zu der ersten Variante ist es möglich, den ionischen Widerstand bei gleichbleibender Elektrodenfläche zu erhöhen. 4 shows a plan view of an arrangement and arrangement of the electrodes 14 . 16 of the sensor element 12 according to a second variant. Below, only the differences from the first variant will be described and the same components are provided with the same reference numerals. According to the second variant, the first electrode 14 and second electrode 16 relative to each other in the direction 28 of the layer structure 22 seen offset. Thus, the first electrode overlap 14 and the second electrode 16 in that direction 28 of the layer structure 22 seen only partially or in sections. By such displacement of the first electrode 14 and the second electrode 16 Compared to the first variant, it is possible to increase the ionic resistance with a constant electrode area.

5 zeigt eine Draufsicht auf eine Ausbildung und Anordnung der Elektroden 14, 16 des Sensorelements 12 gemäß einer dritten Variante. Nachstehend werden lediglich die Unterschiede zu den beiden vorherigen Varianten beschrieben und gleiche Bauteile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Bei der dritten Variante sind die erste Elektrode 14 und die zweite Elektrode 16 rechteckig ausgebildet, so dass zwei jeweils parallel gegenüberliegende Seitenkanten länger als die zwei anderen parallel gegenüberliegenden Seitenkanten sind. In der Richtung 28 des Schichtaufbaus 22 gesehen sind die erste Elektrode 14 und die zweite Elektrode 16 senkrecht zueinander angeordnet. Mit anderen Worten sind die erste Elektrode 14 und die zweite Elektrode 16 länglich und liegen über Kreuz. Dies trägt dazu bei, den gewünschten Innenwiderstand reproduzierbar herstellen zu können, denn der Bereich einer der Elektroden 14, 16, der direkt über der anderen der Elektrode 14, 16 liegt, ändert sich nicht, wenn die Elektroden 14, 16 aufgrund von Herstellungstoleranzen leicht gegeneinander verschoben sind. 5 shows a plan view of an arrangement and arrangement of the electrodes 14 . 16 of the sensor element 12 according to a third variant. Below, only the differences from the two previous variants will be described and the same components are provided with the same reference numerals. In the third variant, the first electrode 14 and the second electrode 16 rectangular, so that two parallel opposite side edges longer than the other two are parallel opposite side edges. In that direction 28 of the layer structure 22 seen are the first electrode 14 and the second electrode 16 arranged perpendicular to each other. In other words, the first electrode 14 and the second electrode 16 elongated and lying crosswise. This helps to produce the desired internal resistance reproducibly, because the area of one of the electrodes 14 . 16 which is just above the other of the electrode 14 . 16 lies, does not change when the electrodes 14 . 16 are slightly offset due to manufacturing tolerances.

6 zeigt eine Draufsicht auf eine Ausbildung und Anordnung der Elektroden 14, 16 des Sensorelements 12 gemäß einer vierten Variante. Nachstehend werden lediglich die Unterschiede zu den drei vorhergehenden Varianten beschrieben und gleiche Bauteile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Bei der vierten Variante sind die Elektroden 14, 16 quadratisch. Die erste Elektrode 14 ist kleiner als die zweite Elektrode 16. Alternativ kann die erste Elektrode 14 größer als die zweite Elektrode 16 sein. Diese Größenangabe bezieht sich dabei auf die flächige Erstreckung der Elektroden 14, 16 und nicht auf die Schichtdicken derselben. Durch die vierte Variante wird der gleiche Effekt wie bei der dritten Variante mit allerdings unterschiedlichen Flächen der Elektroden 14, 16 erreicht. 6 shows a plan view of an arrangement and arrangement of the electrodes 14 . 16 of the sensor element 12 according to a fourth variant. Below, only the differences from the three previous variants will be described and the same components are provided with the same reference numerals. In the fourth variant, the electrodes 14 . 16 square. The first electrode 14 is smaller than the second electrode 16 , Alternatively, the first electrode 14 larger than the second electrode 16 be. This size specification refers to the areal extent of the electrodes 14 . 16 and not on the layer thicknesses of the same. By the fourth variant, the same effect as in the third variant but with different surfaces of the electrodes 14 . 16 reached.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 2754522 C2 [0005] DE 2754522 C2 [0005]
  • DE 2810134 C2 [0005] DE 2810134 C2 [0005]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • Konrad Reif (Hrsg.): Sensoren im Kraftfahrzeug, 1. Auflage 2010, Seiten 160–165 [0003] Konrad Reif (ed.): Sensors in the motor vehicle, 1st edition 2010, pages 160-165 [0003]

Claims (10)

Sensorelement (12) für einen Sensor (10) zur Erfassung mindestens einer Eigenschaft eines Messgases in einem Messgasraum, insbesondere zur Erfassung eines Anteils einer Gaskomponente in dem Messgas oder einer Temperatur des Messgases, umfassend mindestens eine erste Elektrode (14), eine zweite Elektrode (16) und einen Festelektrolyten (18), wobei die erste Elektrode (14) und die zweite Elektrode (16) mittels des Festelektrolyten (18) miteinander verbunden sind, wobei der Festelektrolyt (18) aus einem Material hergestellt ist, das mindestens Zirkoniumdioxid und Aluminiumoxid umfasst, wobei ein Anteil des Aluminiumoxids von 50 Gew.- bis 75 Gew.-% ist. Sensor element ( 12 ) for a sensor ( 10 ) for detecting at least one property of a measurement gas in a measurement gas space, in particular for detecting a proportion of a gas component in the measurement gas or a temperature of the measurement gas, comprising at least one first electrode ( 14 ), a second electrode ( 16 ) and a solid electrolyte ( 18 ), the first electrode ( 14 ) and the second electrode ( 16 ) by means of the solid electrolyte ( 18 ), wherein the solid electrolyte ( 18 ) is made of a material comprising at least zirconia and alumina, wherein a proportion of the alumina is from 50% to 75% by weight. Sensorelement (12) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei ein Anteil des Zirkoniumdioxids von 25 Gew.-% bis 50 Gew.-% ist. Sensor element ( 12 ) according to the preceding claim, wherein a content of the zirconia is from 25% by weight to 50% by weight. Sensorelement (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Zirkoniumdioxid mit Yttriumoxid stabilisiert ist. Sensor element ( 12 ) according to any one of the preceding claims, wherein the zirconia is stabilized with yttria. Sensorelement (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin umfassend mindestens eine Zwischenschicht (30), die zwischen dem Festelektrolyten (18) und der ersten Elektrode (14) und/oder der zweiten Elektrode (16) angeordnet ist, wobei die Zwischenschicht (30) aus einem Material hergestellt ist, das mindestens Zirkoniumdioxid und Aluminiumoxid umfasst, wobei ein Anteil des Zirkoniumdioxids der Zwischenschicht (30) höher als ein Anteil des Zirkoniumdioxids des Festelektrolyten (18) ist. Sensor element ( 12 ) according to any one of the preceding claims, further comprising at least one intermediate layer ( 30 ) between the solid electrolyte ( 18 ) and the first electrode ( 14 ) and / or the second electrode ( 16 ), wherein the intermediate layer ( 30 ) is made of a material comprising at least zirconia and alumina, a proportion of the zirconia of the intermediate layer ( 30 ) higher than a proportion of the zirconium dioxide of the solid electrolyte ( 18 ). Sensorelement (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Elektrode (14), die zweite Elektrode (16) und der Festelektrolyt (18) einen Schichtaufbau (22) bilden, wobei die erste Elektrode (14) und die zweite Elektrode (16) in einer Richtung (28) des Schichtaufbaus (22) gesehen zumindest teilweise überlappen. Sensor element ( 12 ) according to one of the preceding claims, wherein the first electrode ( 14 ), the second electrode ( 16 ) and the solid electrolyte ( 18 ) a layer structure ( 22 ), wherein the first electrode ( 14 ) and the second electrode ( 16 ) in one direction ( 28 ) of the layer structure ( 22 ) overlap at least partially. Sensorelement (12) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die erste Elektrode (14) und die zweite Elektrode (16) in einer Richtung (28) des Schichtaufbaus (22) gesehen zueinander versetzt angeordnet sind. Sensor element ( 12 ) according to the preceding claim, wherein the first electrode ( 14 ) and the second electrode ( 16 ) in one direction ( 28 ) of the layer structure ( 22 ) are arranged offset to each other seen. Sensorelement (12) nach einem der beiden vorhergehende Ansprüche, wobei die erste Elektrode (14) und die zweite Elektrode (16) in einer Richtung (28) des Schichtaufbaus (22) gesehen senkrecht zueinander angeordnet sind. Sensor element ( 12 ) according to one of the two preceding claims, wherein the first electrode ( 14 ) and the second electrode ( 16 ) in one direction ( 28 ) of the layer structure ( 22 ) are arranged perpendicular to each other. Sensorelement (12) nach einem der drei vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Elektrode (14) größer oder kleiner als die zweite Elektrode (16) ist. Sensor element ( 12 ) according to one of the three preceding claims, wherein the first electrode ( 14 ) larger or smaller than the second electrode ( 16 ). Sensorelement (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Elektrode (14) und die zweite Elektrode (16) rechteckig ausgebildet sind. Sensor element ( 12 ) according to one of the preceding claims, wherein the first electrode ( 14 ) and the second electrode ( 16 ) are rectangular. Sensorelement (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Elektrode (14) und/oder die zweite Elektrode (16) aus einem Material hergestellt sind, das yttriumstabilisiertes Zirkoniumdioxid aufweist, wobei ein Anteil des yttriumstabilisierten Zirkoniumdioxids an dem Material der ersten Elektrode (14) und/oder der zweiten Elektrode (16) von 5 Gew.-% bis 30 Gew.-% ist. Sensor element ( 12 ) according to one of the preceding claims, wherein the first electrode ( 14 ) and / or the second electrode ( 16 ) are made of a material comprising yttria-stabilized zirconia, wherein a portion of the yttria-stabilized zirconia is supported on the material of the first electrode ( 14 ) and / or the second electrode ( 16 ) from 5% to 30% by weight.
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DE2754522C2 (en) 1976-12-07 1988-04-14 Commonwealth Scientific And Industrial Research Organization, Campbell, Au
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Title
Konrad Reif (Hrsg.): Sensoren im Kraftfahrzeug, 1. Auflage 2010, Seiten 160–165

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