Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurden keramische Festelektrolytsensoren für die Messung des Sauerstoffpartialdruckes unter Hochvakuumbedingungen entwickelt und für den Einsatz im Weltraum optimiert. Diese Sensoren basieren auf dem amperometrischen Meßprinzip elektrochemischer Zellen, wobei als Elektrolyt 8 mol% Yttriumoxid stabilisiertes Zirkoniumoxid verwendet wurde, das bei erhöhten Temperaturen eine gute Leitfähigkeit für Sauerstoffanionen aufweist. Als Elektrodenmaterialien kamen Platin

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... nd Gold zum Einsatz. Im Rahmen des Optimierungsprozesses wurden außerdem physikalisch-mathematische Modelle entwickelt, die eine tiefere Einsicht in die Funktionsweise der Sensoren und deren Verhalten unter Hochvakuumbedingungen erlauben. Dadurch wurde die Interpretation der durch den Einsatz verschiedener Meßmethoden gefundenen Ergebnisse erleichtert und der Entwicklungsprozeß beschleunigt. Im Laufe der Entwicklungsarbeit ist es gelungen, die anfänglich unzureichende Meßgenauigkeit der Sensoren unter Hochvakuumbedingungen wesentlich zu verbessern, so daß diese nun verläßliche Signale liefern und für den Einsatz im Weltraum geeignet sind. Erreicht wurde dies zum einen durch eine Optimierung der Elektrodenkonfiguration, zum anderen durch den Einsatz von Mischelektroden. Bei diesen wurden dem jeweiligen Metall 10 % (massenbezogen) des als Elektrolyt eingesetzten Zirkoniumoxidpulvers zugemischt. Zusätzlich konnte gezeigt werden, daß es durch den parallelen Einsatz von Sensoren mit Platin- und Gold-Mischelektroden nicht nur möglich ist, zwischen atomarem und molekularem Sauerstoff zu unterscheiden, sondern auch die entsprechenden Partialdrücke zu bestimmen. Außer im Labor wurde das entwickelte Sensorsystem zudem auf einer russischen Wiedereintrittskapsel erfolgreich getestet und die Weltraumtauglichkeit des Gesamtsystems sowie der Sensoren nachgewiesen.