平板式致密扩散障型极限电流氧传感器是一种新型的氧传感器，由于其具有响应快、灵敏度高，测氧范围广等特点被广泛应用。其中，固体电解质为氧敏感材料，对氧传感器有着非常关键的影响。本文对平板式致密扩散障型极限电流氧传感器进行了基础研究，主要内容如下：1、采用干压成型，无压烧结的方法制备了氧化钇稳定氧化锆（YSZ）固体电解质瓷体，确定了合理的成型和烧结工艺，其中，成型工艺为：加载压力10MPa，保压时间1min；烧结工艺采用两步烧结工艺：首先，升温至1500℃，然后降温至1450℃，保温4h，升温过程速率为5℃/min。2、研究了不同氧化钇含量对YSZ陶瓷性能的影响。结果显示：3YSZ陶瓷的力学性能较好，相对密度达到96.7%，弯曲强度达到285.711MPa；8YSZ陶瓷的力学性能较差，远低于3YSZ瓷体，相对密度达到90.8%，弯曲强度达到89.189MPa。3、研究了添加不同含量的Al2O3对8YSZ陶瓷的力学性能有影响。结果显示：添加4wt%纳米氧化铝的8YSZ瓷体，具有较好的力学性能，其相对密度为94.0%，抗弯强度为113.86Mpa，但过多的含量，其力学性能反而降低。4、建立平板式致密扩散障型极限电流氧传感器的有限元模型，模拟了氧传感器在冷启时的热应力耦合。通过施加阶跃电压取代恒定电压的方法，解决了响应时间和稳定工作温度的矛盾。电热耦合模拟分析结果显示，设计的传感器响应时间为5s，稳定工作温度为800℃。热力耦合模拟分析显示，在氧传感器实际安装使用时，热应力主要取决于装配应力。采用热膨胀系数与YSZ电解质材料相近的LSCM/3YSZ扩散障材料制备氧传感器，其最大热应力小于各层材料的断裂强度，克服了LSM与YSZ热不匹配的问题。