산화 칼슘에 의해 안정화된 지르코니아의 고온 전기 전도도

Abstract

본 연구에서는 안정화된 $ZrO_2$의 제조 방법중 석유 증발법과 산화물 습식혼합법에 의해 제조된 $Zr_{0.94} Ca_{0.06} O_{1.94}$고체 전해질의 전기 전도도를 측정 분석하여 제조과정이 전기 전도도에 미치는 영향을 규명하였다. 동시에 전기 전도도를 측정에 있어서 2 - 단자 측정법과 3 - 단자 측정법을 사용하여 교류 및 직류 전기 전도도를 측정하므로써 측정 방법이 측정치에 미치는 영향도 고찰하였다. 본 연구 결과에 의하면 석유 증발법에 의한 시편의 전기 전도도가 산화물 습식 혼합법에 의한 시편의 전기 전도도보다 4배 정도 높았다. 이것은 석유 증발법에 의해 제조된 $Zr_{0.94} Ca_{0.06} O_{1.94}$분말이 산화물 습식 혼합법에 의해 제조된 분말보다 첫째, 입자가 미세하고 둘째, 첨가한 CaO의 분포가 균일하기 때문에 소결후의 밀도가 높고 입방정이 많이 생성되기 때문으로 분석 되었다. 또한 교류 전기 전도도는 직류 전기 전도도보다 석유 증발법은 ~ 1.3배 산화물 습식 혼합법은 ~ 1.6배 정도 높게 측정되었다. 이러한 현상은 교류 전기 전도도는 측정 주파수가 증가할수록 접촉 저항 및 분극 현상이 감소하며 직류 전기 전도도는 3-단 측정법으로 측정된데 비해 교류 전기 전도도는 2-단자 측정법으로 측정되었기 때문에 시편의 표면 전기 전도도가 포함되어 교류전기 전도도가 직류 전기 전도도보다 높은 것으로 분석 되었다.