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致密扩散障极限电流氧传感器是近年来提出的一种新型的极限电流型氧传感器，以固体电解质为氧敏感材料，具有测试精度高、响应速度快、在使用过程中不需要基准气体等优点。可是在国内外的研究中发现，由于致密扩散障层与固体电解质层之间烧结收缩率、热膨胀系数不一致，还有开裂起翘等一系列问题。本文在国内外研究基础上，采用了一种新型结构的致密扩散障型极限电流氧传感器并且引进了放电等离子烧结技术(SPS)并将其应用于致密扩散障型氧传感器敏感陶瓷体的制备中。
选用8mol％钇稳定氧化锆(8YSZ)粉体与La0.75SrO.25Cr0.5Mn0.5O3(LSCM)、La0.8Sr0.2MnO3(LSM)、Cu基金属陶瓷粉体、Ni基金属陶瓷粉体分别进行多层SPS共烧，对烧结情况进行了分析。将烧结良好的复合陶瓷体制备成致密扩散障型氧传感器，并测试了其测氧性性能。发现仅有LSCM在1150℃下与8YSZ复合可制得结合良好的多层复合陶瓷体，但由其制成的传感器测氧性能不理想。
为了寻求一种与8YSZ匹配更好的致密扩散障材料，通过混合LSCM与3YSZ粉体制备了一系列离子-电子混合导体。使用wagner直流极化法、XRD、SEM等测试方法对离子电子混合导体进行了研究，选取合适的混合导体制备成极限电流氧传感器并测试了其性能。当LSCM质量比分别为60％和70％的混合导体作为致密扩散障时，对应的氧传感器在973K氧浓度分别为6000ppm～2.28％和1.22％～8.01％范围内具有良好的测氧特性，并且极限电流与氧浓度之间存在良好的线性关系;其在不同氧浓度下的响应时间曲线显示传感器重复性好，响应时间约数十秒。
同时制备了以8YSZ固体电解质为致密扩散障和氧泵层的极限电流型氧传感器，在传感器中包含了三个电极。等电位电极和负电极位与致密扩散障层的二侧可保证传感器工作时扩散障层内部无电势差。当给传感器加载一工作电压吸附有三相界面处的氧分子立刻变为氧离子，扩散穿过扩散障层，当电压达到一定值时电流大小决定于氧离子在致密扩散障层中的扩散能力，形成极限电流。传感器为片式结构，测氧范围宽(O.6％～50％)，响应时间快;并且由于致密扩散障层与氧泵层为同一种材料，因此制备工艺简单。
为了更好地开发氧传感器，采用LabVIEW、NI采集卡和质量流量计作为控制平台建立开发了二套氧传感器测试系统。第一套为实验室用氧传感器测试系统，特点是灵活多变适应实验室各种特殊要求。第二套为汽车用氧传感器批量测试系统，特点是快速高效应用于工业生产线上氧传感器性能的检测。
选用8mol％钇稳定氧化锆(8YSZ)粉体与La0.75SrO.25Cr0.5Mn0.5O3(LSCM)、La0.8Sr0.2MnO3(LSM)、Cu基金属陶瓷粉体、Ni基金属陶瓷粉体分别进行多层SPS共烧，对烧结情况进行了分析。将烧结良好的复合陶瓷体制备成致密扩散障型氧传感器，并测试了其测氧性性能。发现仅有LSCM在1150℃下与8YSZ复合可制得结合良好的多层复合陶瓷体，但由其制成的传感器测氧性能不理想。
为了寻求一种与8YSZ匹配更好的致密扩散障材料，通过混合LSCM与3YSZ粉体制备了一系列离子-电子混合导体。使用wagner直流极化法、XRD、SEM等测试方法对离子电子混合导体进行了研究，选取合适的混合导体制备成极限电流氧传感器并测试了其性能。当LSCM质量比分别为60％和70％的混合导体作为致密扩散障时，对应的氧传感器在973K氧浓度分别为6000ppm～2.28％和1.22％～8.01％范围内具有良好的测氧特性，并且极限电流与氧浓度之间存在良好的线性关系;其在不同氧浓度下的响应时间曲线显示传感器重复性好，响应时间约数十秒。
同时制备了以8YSZ固体电解质为致密扩散障和氧泵层的极限电流型氧传感器，在传感器中包含了三个电极。等电位电极和负电极位与致密扩散障层的二侧可保证传感器工作时扩散障层内部无电势差。当给传感器加载一工作电压吸附有三相界面处的氧分子立刻变为氧离子，扩散穿过扩散障层，当电压达到一定值时电流大小决定于氧离子在致密扩散障层中的扩散能力，形成极限电流。传感器为片式结构，测氧范围宽(O.6％～50％)，响应时间快;并且由于致密扩散障层与氧泵层为同一种材料，因此制备工艺简单。
为了更好地开发氧传感器，采用LabVIEW、NI采集卡和质量流量计作为控制平台建立开发了二套氧传感器测试系统。第一套为实验室用氧传感器测试系统，特点是灵活多变适应实验室各种特殊要求。第二套为汽车用氧传感器批量测试系统，特点是快速高效应用于工业生产线上氧传感器性能的检测。