JPH05157725A - ジルコニア質酸素イオン導電体 - Google Patents
ジルコニア質酸素イオン導電体Info
- Publication number
- JPH05157725A JPH05157725A JP3347713A JP34771391A JPH05157725A JP H05157725 A JPH05157725 A JP H05157725A JP 3347713 A JP3347713 A JP 3347713A JP 34771391 A JP34771391 A JP 34771391A JP H05157725 A JPH05157725 A JP H05157725A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- oxygen ion
- zirconia
- ion conductor
- zirconia material
- electrode
- Prior art date
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- Granted
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- Measuring Oxygen Concentration In Cells (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】安定化剤を含む立方晶ジルコニア成形体と電極
とからなる酸素イオン導電体において、該成形体を構成
する各ジルコニア結晶の結晶方位が実質上同一方向を向
き、該結晶方位の（１００）面もしくはそれと等価な面
または（１１０）面もしくはそれと等価な面に対抗電極
が設けてなる、ジルコニア質酸素イオン導電体。 【効果】酸素イオン伝導性がきわめて高い。
とからなる酸素イオン導電体において、該成形体を構成
する各ジルコニア結晶の結晶方位が実質上同一方向を向
き、該結晶方位の（１００）面もしくはそれと等価な面
または（１１０）面もしくはそれと等価な面に対抗電極
が設けてなる、ジルコニア質酸素イオン導電体。 【効果】酸素イオン伝導性がきわめて高い。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ジルコニア質酸素イオ
ン導電体に関するものである。
ン導電体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、安定化剤を含む立方晶ジルコニア
成形体と電極とからなる酸素イオン導電体が知られてい
るが、いずれもランダムな結晶方位にある結晶集合体か
らなる焼結体であった。
成形体と電極とからなる酸素イオン導電体が知られてい
るが、いずれもランダムな結晶方位にある結晶集合体か
らなる焼結体であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
従来のジルコニア質酸素イオン導電体よりもさらに酸素
イオン伝導性の高い、安定化剤を含む立方晶ジルコニア
成形体と電極とからなる酸素イオン導電体の提供を目的
とするものである。
従来のジルコニア質酸素イオン導電体よりもさらに酸素
イオン伝導性の高い、安定化剤を含む立方晶ジルコニア
成形体と電極とからなる酸素イオン導電体の提供を目的
とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明者は、ジルコニア
などホタル石型結晶構造を有する結晶のイオン伝導メカ
ニズムを研究する中で以下の事実を見出だした。すなわ
ち、安定化ジルコニアなどこの構造を有する結晶では、
酸素イオンは＜１００＞方向もしくはそれと等価な方向
すなわち＜０１０＞や＜００１＞の方向または＜１１０
＞方向もしくはそれと等価な方向すなわち＜１０１＞や
＜０１１＞の方向でもっとも移動しやすくしたがって酸
素イオン伝導度が最大となり、逆に＜１１１＞方向でも
っとも移動しにくくしたがって酸素イオン伝導度が最小
となる。従来使用されたジルコニア質酸素イオン導電体
は、各方位がランダムな結晶からなるので、そのイオン
伝導度はそれらの中間の値ににとどまったのである。本
発明は、このような知見に基づいて達成された。
などホタル石型結晶構造を有する結晶のイオン伝導メカ
ニズムを研究する中で以下の事実を見出だした。すなわ
ち、安定化ジルコニアなどこの構造を有する結晶では、
酸素イオンは＜１００＞方向もしくはそれと等価な方向
すなわち＜０１０＞や＜００１＞の方向または＜１１０
＞方向もしくはそれと等価な方向すなわち＜１０１＞や
＜０１１＞の方向でもっとも移動しやすくしたがって酸
素イオン伝導度が最大となり、逆に＜１１１＞方向でも
っとも移動しにくくしたがって酸素イオン伝導度が最小
となる。従来使用されたジルコニア質酸素イオン導電体
は、各方位がランダムな結晶からなるので、そのイオン
伝導度はそれらの中間の値ににとどまったのである。本
発明は、このような知見に基づいて達成された。
【０００５】すなわち、本発明は、安定化剤を含む立方
晶ジルコニア成形体と電極とからなる酸素イオン導電体
において、該成形体を構成する各ジルコニア結晶の結晶
方位が実質上同一方向を向き、該結晶方位の（１００）
面もしくはそれと等価な面または（１１０）面もしくは
それと等価な面に対抗電極が設けてなるジルコニア質酸
素イオン導電体、を要旨とするものである。
晶ジルコニア成形体と電極とからなる酸素イオン導電体
において、該成形体を構成する各ジルコニア結晶の結晶
方位が実質上同一方向を向き、該結晶方位の（１００）
面もしくはそれと等価な面または（１１０）面もしくは
それと等価な面に対抗電極が設けてなるジルコニア質酸
素イオン導電体、を要旨とするものである。
【０００６】上記安定化剤としては、従来からジルコニ
ア焼結体の安定化剤として知られている酸化イットリウ
ムなどの希土類金属酸化物や酸化カルシウム、酸化マグ
ネシウムなどのアルカリ土金属酸化物などでよい。
ア焼結体の安定化剤として知られている酸化イットリウ
ムなどの希土類金属酸化物や酸化カルシウム、酸化マグ
ネシウムなどのアルカリ土金属酸化物などでよい。
【０００７】上記立方晶ジルコニア成形体の材料として
は、単結晶または配向性を有する多結晶の焼結体を使用
すればよい。それら単結晶または焼結体から（１０
０）、（１１０）などの面に平行にブロックを切り出
し、その両側のそれぞれの面に電極を取り付けることに
よって、本発明の酸素イオン導電体を製作することがで
きる。
は、単結晶または配向性を有する多結晶の焼結体を使用
すればよい。それら単結晶または焼結体から（１０
０）、（１１０）などの面に平行にブロックを切り出
し、その両側のそれぞれの面に電極を取り付けることに
よって、本発明の酸素イオン導電体を製作することがで
きる。
【０００８】
【発明の効果】以上説明したとおり、本発明の酸素イオ
ン導電体は、酸素イオン伝導性が高く、したがって、感
度や応答性に優れた酸素センサー、湿度センサー、ＣＯ
センサーなどの各種センサーのセンサー部に利用するこ
とができる。
ン導電体は、酸素イオン伝導性が高く、したがって、感
度や応答性に優れた酸素センサー、湿度センサー、ＣＯ
センサーなどの各種センサーのセンサー部に利用するこ
とができる。
【０００９】
【実施例】スカルメルト法によって得られたＹ２Ｏ３１
０モル％の立方晶系のジルコニア単結晶を、その方位を
Ｘ線回折によって決定し、（１００）、（１１０）およ
び（１１１）の面が出るように切断して縦１０ｍｍ×横
１０ｍｍ×厚さ１ｍｍのブロックを得た。各試料にＰｔ
ペーストで対抗電極を取り付け、複素インピーダンス法
によって、各方位での酸素イオン伝導度を温度を上昇さ
せながら測定した。比較のため同組成の粉末を配向性を
高める処置をとることなく焼結してえられた試料につい
ても同じ寸法にして同様の測定をした。
０モル％の立方晶系のジルコニア単結晶を、その方位を
Ｘ線回折によって決定し、（１００）、（１１０）およ
び（１１１）の面が出るように切断して縦１０ｍｍ×横
１０ｍｍ×厚さ１ｍｍのブロックを得た。各試料にＰｔ
ペーストで対抗電極を取り付け、複素インピーダンス法
によって、各方位での酸素イオン伝導度を温度を上昇さ
せながら測定した。比較のため同組成の粉末を配向性を
高める処置をとることなく焼結してえられた試料につい
ても同じ寸法にして同様の測定をした。
【００１０】得られた結果を図１に示す。図中、Ｅａは
活性化エネルギーを意味する。縦軸は酸素イオン伝導度
×測定温度の対数値、横軸は測定温度の逆数を表す。
活性化エネルギーを意味する。縦軸は酸素イオン伝導度
×測定温度の対数値、横軸は測定温度の逆数を表す。
【００１１】この図から明らかなように、本発明による
＜１００＞および＜１１０＞の方向の伝導度は＜１１１
＞方向のそれと比較して約２ケタ高く、従来の方位のラ
ンダムなものと比較して１ケタ高いことが分かる。
＜１００＞および＜１１０＞の方向の伝導度は＜１１１
＞方向のそれと比較して約２ケタ高く、従来の方位のラ
ンダムなものと比較して１ケタ高いことが分かる。
【図１】実施例で得られた各試料の、各温度における酸
素イオン伝導度を示すグラフである。
素イオン伝導度を示すグラフである。
Claims (1)
- 【請求項１】安定化剤を含む立方晶ジルコニア成形体と
電極とからなる酸素イオン導電体において、該成形体を
構成する各ジルコニア結晶の結晶方位が実質上同一方向
を向き、該結晶方位の（１００）面もしくはそれと等価
な面または（１１０）面もしくはそれと等価な面に対抗
電極が設けてなる、ジルコニア質酸素イオン導電体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34771391A JP3265507B2 (ja) | 1991-12-04 | 1991-12-04 | ジルコニア質酸素イオン導電体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34771391A JP3265507B2 (ja) | 1991-12-04 | 1991-12-04 | ジルコニア質酸素イオン導電体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05157725A true JPH05157725A (ja) | 1993-06-25 |
| JP3265507B2 JP3265507B2 (ja) | 2002-03-11 |
Family
ID=18392085
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34771391A Expired - Fee Related JP3265507B2 (ja) | 1991-12-04 | 1991-12-04 | ジルコニア質酸素イオン導電体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3265507B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004244282A (ja) * | 2003-02-14 | 2004-09-02 | Honda Motor Co Ltd | 酸化物イオン伝導体およびその製造方法 |
-
1991
- 1991-12-04 JP JP34771391A patent/JP3265507B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004244282A (ja) * | 2003-02-14 | 2004-09-02 | Honda Motor Co Ltd | 酸化物イオン伝導体およびその製造方法 |
| US7682528B2 (en) | 2003-02-14 | 2010-03-23 | Honda Motor Co., Ltd. | Oxide ion conductor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3265507B2 (ja) | 2002-03-11 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |