In‐situ‐Sauerstoffmesszellen für den Einsatz im Vakuum. In‐situ oxygen sensors for the use in vacuum

Der Einsatz galvanischer Zellen mit oxidionenleitenden Festelektrolyten als Sensoren im Vakuum gestattet die direkte Messung des Sauerstoffpartialdrucks, der für Redoxprozesse an der Oberfläche von Werkstücken bei Wärmebehandlungen entscheidend ist. Der Sauerstoff liegt entweder als freie molekulare Komponente oder im thermodynamischen Gleichgewicht mit anderen Gasen vor. Auch im Vakuum gelten die Grundlagen der bekannten Gaspotenziometrie. Reduzierende Gase werden in Redoxquotienten wie Q H = p(H 2 O)/p(H 2 ) erfasst. Für die Festelektrolytmesstechnik zu Untersuchungen im Vakuum ergeben sich spezielle Anforderungen. Sonden mit Luftbezugselektrode werden bereits kommerziell angeboten. Erprobt wurde jetzt von 1 bis 10 ‐7 bar das feste Bezugssystem Cu,Cu 2 O, das bei Sensortemperaturen zwischen 400 und 650 °C einsetzbar ist. Wesentliche Störungen durch Sauerstoffpermeabilität des Festelektrolyten wurden in diesem Temperaturbereich nicht beobachtet. Änderungen der Restgaszusammensetzung im Vakuum, die häufig infolge von Wandreaktionen auftreten, werden mit Änderungen von p(O 2 ) bzw. Q H angezeigt. Die Messgenauigkeit verbessert sich, wenn Temperaturunterschiede zwischen den Elektroden berücksichtigt werden.