Zirkonoxidkeramiken bestehen hauptsächlich aus Sauerstoff- und Zirkoniumoxiden. Zirkonoxidkeramiken enthalten typischerweise eine bestimmte Menge an Sauerstoff, und dieser Sauerstoffgehalt bestimmt direkt ihre Leistungsfähigkeit. Daher ist eine präzise Bestimmung dieses Bestandteils unerlässlich. Wie lässt sich also der Sauerstoffgehalt in Zirkonoxidkeramiken messen? Schauen wir uns das einmal an:

Zu diesem Zweck wurde ein spezieller Sauerstoffgehalt-Analysator entwickelt, der den Sauerstoffgehalt in Zirkonoxidkeramiken schnell und effektiv ermitteln kann. Mit seinem einfachen Aufbau, einer guten qualitativen Analyse, hoher Empfindlichkeit sowie schneller Ansprechzeit hat sich dieser Analysator zu einem idealen Gerät für die Bestimmung des Sauerstoffgehalts in Zirkonoxidkeramiken entwickelt und wird heute weit verbreitet eingesetzt. Er basiert auf dem Konzentrationsgradientenprinzip der Elektrochemie.

Sauerstoffmoleküle gewinnen Elektronen von der Platinelektrode und werden zu Sauerstoffionen; dadurch wird die Platinelektrode zur Kathode der Batterie.

Die Sauerstoffionen wandern durch das zirkonoxidkeramische Dielektrikum zur Seite mit niedrigerer Konzentration, verlieren dort Elektronen und geben sie an die Platinelektrode ab, wodurch sie wieder zu Sauerstoffmolekülen werden und die Platinelektrode zur Anode wird. So entsteht eine Konzentrationszelle, deren Elektrolyt Zirkonoxid ist, und zwischen den beiden Platten bildet sich eine elektromotorische Kraft (EMK). Wird die Zirkonoxidkeramik auf eine bestimmte Temperatur erhitzt, steht der Logarithmus des Verhältnisses der Sauerstoffkonzentration im Messgas zur Sauerstoffkonzentration im Referenzgas in direktem Verhältnis zur EMK zwischen den beiden Platten. Somit lässt sich durch Messung der EMK der Sauerstoffgehalt im gemessenen Gas bestimmen.

Dieses Gerät kann nicht nur die Sauerstoffreinheit in Zirkonoxidkeramiken analysieren, sondern auch Spuren von Sauerstoff in hochreinem Wasserstoff und hochreinem Stickstoff nachweisen. Dies ist ganz einfach möglich, indem man den Analysator entsprechend dem jeweiligen Spurensauerstoffgehalt im Gas auf den passenden Messbereich einstellt.

Zirkonoxidkeramiken weisen aufgrund unterschiedlicher Sauerstoffgehalte verschiedene Eigenschaften auf. Für optimale Leistungsmerkmale ist ein bestimmtes Verhältnis von Sauerstoff zu Zirkonium erforderlich. Zirkonoxidkeramiken werden unter Verwendung eines standardisierten Verhältnisses von hochkonzentrierten Zirkoniumkeramiken verarbeitet, um verschiedene keramische Komponenten wie Keramikstäbe, Keramikplatten und Keramikringe herzustellen.