随着汽车保有量的飞速增长，汽车尾气所带来的环境污染越来越严重，汽车尾气氧传感器、氮氧传感器、氨传感器的研究也成为全世界科技工作者研究的热点和重点。这几类传感元件多采用YSZ为固体电解质、Al₂O₃为绝缘层，将他们与其他各功能层共烧结而制得。然而，YSZ与Al₂O₃的烧结收缩性能和热膨胀性能不匹配，通常致使二者在共烧过程中出现各种缺陷，如分层、裂纹和翘曲变形等，从而对传感元件的制备造成了很大困难。因此，本课题的研究重点为YSZ和Al₂O₃的烧结收缩率差异，通过工艺和方法改进降低二者的烧结收缩率失配，以制备宏观无翘曲变形、微观无分层无裂纹的YSZ和Al₂O₃多层异质陶瓷。作者首先研究了商用YSZ和Al₂O₃粉体烧结收缩率的差异性，通过改变生坯装载量和添加烧结助剂的方法，在一定程度上增大了Al₂O₃的收缩率，减小了二者的烧结收缩率失配问题。研究了丝网印刷工艺以制备不同厚度的Al₂O₃绝缘层。研究得出绝缘层厚度随印刷次数的增加而增加，随刮刀压下量的增大而减小，随装载量的增加而增加，并且在YSZ流延生坯两面印刷的差异性可以忽略。作者还研究了叠层方式对YSZ/Al₂O₃/YSZ多层陶瓷变形行为的影响。发现在各种叠层介质中，无水乙醇的叠层效果相对较好；通过对叠层方式的改进——增加丝网印刷YSZ层，利用丝网印刷的排气作用和机械啮合作用，能得到界面结合较好的YSZ/Al₂O₃/YSZ多层陶瓷。最后研究了YSZ和Al₂O₃的共烧结变形行为。通过增加YSZ-20和YSZ-80成分过渡层和压力限制烧结的方法，得到了宏观翘曲变形较小、微观无分层无裂纹的YSZ和Al₂O₃多层异质陶瓷。