Elektrische Leitfähigkeit von MIEC-Materialien

Thema

Leitfähigkeitsmessplatz im Messbetrieb.
Ansicht des Probenhalters im ausgebauten Zustand.
Leitfähigkeit eines p-Halbleitenden Mischleiters unter verschiedenen Sauerstoffkonzentrationen.

Die Sauerstoffpermeation gemischt leitender Membranen (MIEC – Mixed Ionic Electronic Conductor) ist direkt proportional zur ambipolaren Leitfähigkeit. Sowohl ionische als auch elektronische Leitfähigkeitsanteile variieren merklich mit Temperatur und Sauerstoffpartialdruck.

Zur Charakterisierung des Leitfähigkeitsverhaltens wurde ein Hochtemperatur-Leitfähigkeitsmessplatz aufgebaut, der die Untersuchung tablettenförmiger Probekörper nach der van-der-Pauw-Methode ermöglicht. Es sind Messungen bis 1050 °C unter unterschiedlichen Atmosphären (O2, N2, Luft, Gasgemische) möglich, wobei  hochgenaue Sauerstoffmess- und Dosiersysteme die präzise Einstellung der Sauerstoffkonzentration im Prüfgas realisieren.

Durch die Abhängigkeit der Gesamtleitfähigkeit von der Materialzusammensetzung, der Temperatur und der Gaszusammensetzung können wichtige Erkenntnisse über das Leitfähigkeitsverhalten eines Materials gewonnen werden, die für die Modellierung des Transportverhaltens eingesetzt werden können.

 

Leistungsangebot

 

  • Bestimmung der Gesamtleitfähigkeit von tablettenförmigen Probekörpern bei hohen Temperaturen und unterschiedlichen Atmosphären
  • Messungen in einem Temperaturbereich von 20 °C – 1050 °C
  • Messen unter verschiedenen Sauerstoffkonzentrationen (0,1 ppm – 100 % O2) sowie unterschiedlichen Gas-Atmosphären (u.a. O2, N2, Ar, CO2)

 

Technische Ausstattung

 

  • Messplatz zur Bestimmung der Gesamtleitfähigkeit im Hochtemperaturbereich (Sauerstoffmess- und Dosiersysteme, Gasdosierung, Temperaturmesstechnik, Präzisions-Stromquelle)