초록 ▼

세라믹고체 전해질의 하나인 안전화지르코니아는 치밀한 소결이 어려워서 일반적으로 M?O?형 산화물을 첨가한다. 이는 소결성 향상과 더불어 산소이온 공격자로 인한 이온 전도도를 증가시켜 준다고 보고 있다.
Bi?O?, 또는 Sb?O?를 첨가한 ZrO?(Y?O?)-M?O?계 세라믹 고체전해질의 여러 물성과 전기적 거동 및 기구 규명으로서 산소센서, 연료전지, 혼합전도체등에 대한 보다 효율적이고 실용적인 응용개발을 목적으로 한다.
본 연구에서는 소결성과 안정성에 대한 것과 전기적 성질에 대한 것을 주요 내용으로 하였으며, 전자

세라믹고체 전해질의 하나인 안전화지르코니아는 치밀한 소결이 어려워서 일반적으로 M?O?형 산화물을 첨가한다. 이는 소결성 향상과 더불어 산소이온 공격자로 인한 이온 전도도를 증가시켜 준다고 보고 있다.
Bi?O?, 또는 Sb?O?를 첨가한 ZrO?(Y?O?)-M?O?계 세라믹 고체전해질의 여러 물성과 전기적 거동 및 기구 규명으로서 산소센서, 연료전지, 혼합전도체등에 대한 보다 효율적이고 실용적인 응용개발을 목적으로 한다.
본 연구에서는 소결성과 안정성에 대한 것과 전기적 성질에 대한 것을 주요 내용으로 하였으며, 전자에 대하여는 안정화율과 이온 밀도 조사, 치밀도 검토, 열분석, 미세구조관찰등을 시행하였으며, 후자에 대하여는 전기전도도에 대한 온도 의존성 및 산소분압 의존성 조사, 산소 이온 수송률 조사등을 시행 하였다.

Abstract ▼

It has been known that the additive of M?O?-type Oxides improved the sinterbility and ion conductivity of the stabilized Zirconia used as ceramic electrolytes, Therefore, ln this study, effects of the addition of Bi?O? and Sb?O? as M?O?-type oxides on the physical and electrical properties of the Zr

It has been known that the additive of M?O?-type Oxides improved the sinterbility and ion conductivity of the stabilized Zirconia used as ceramic electrolytes, Therefore, ln this study, effects of the addition of Bi?O? and Sb?O? as M?O?-type oxides on the physical and electrical properties of the ZrO?(Y?O?)-M?O? electrolytewere investigated to develope the practical application of these materials to oxygen sensors, fuel cells, and mixed conductors etc.
The sinterbility and reliability of the electrolytes for the ZrO?(Y?O?)-M?O? System were studied by measuring the stability ratio, theoretical density, and degree of densification , and by observing the thermal analysis patterns with micro structure photographs.
The electrical behaviors of the electrolytes were also studied by measuring of the temperature and oxygen pressure dependeuces on the electrical conductivity, and oxygen ion transference number.

목차 Contents

• 1. 서 론 ... 10
• 2. 실험방법 ... 13
• 2.1 출발물질 ... 13
• 2.1.1 화학분석 ... 13
• 2.1.2 X - 선 회절분석 ... 14
• 2.1.3 입도분석 ... 14
• 2.2 유리제조 ... 15
• 2.3 시편제작 ... 15
• 2.4 측정 및 관찰 ... 19
• 2.4.1 소결성 및 안정성 ... 19
• 2.4.1.1 밀도 및 기공률 ... 19
• 2.4.1.2 X-선 회절분석 ... 20
• 2.4.1.3 미량분석 ... 21
• 2.4.1.4 꺽임강도 및 경도 ... 21
• 2.4.1.5 열분석 및 열팽창률 ... 21
• 2.4.1.6 미구조 관찰 및 분석 ... 22
• 2.4.1.6.1 SEM(EDS) ... 22
• 2.4.2 전기적 성질 ... 23
• 2.4.2.1 온도의 존성 ... 23
• 2.4.2.2 주파수의 존성 ... 24
• 2.4.2.3 산소이온 수송률 ... 24
• 3. $ZrO_2(Y_2O_3)$-$Bi_2O_3$계 새라믹스 ... 26
• 3.1 서 론 ... 26
• 3.2 결과 및 고찰 ... 27
• 3.2.1 특성 ... 27
• 3.2.2 전기전도도 ... 32
• 3.2.3 산소 이온 수송률 ... 37
• 3.2.4 TEM 및 콤프렉스 임피단스 도형 해석 ... 39
• 3.2.4.1 TEM ... 39
• 3.2.4.2 콤프렉스 임피단스 도형 ... 44
• 3.3 결 론 ... 46
• 4. $ZrO_2(Y_2O_3)$-$Sb_2O_3$계 새라믹스 ... 48
• 4.1 서 론 ... 48
• 4.2 결과 및 고찰 ... 49
• 4.2.1 특성 ... 49
• 4.2.2 전기전도도 ... 52
• 4.2.3 콤프렉스 임피단스 도형해석 ... 55
• 4.2.4 산소이온 수송률 ... 60
• 4.2.5 TEM ... 61
• 4.3 결 론 ... 65