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      一種基于氧化物流延漿料的車用氧傳感器及其制造方法

      文檔序號(hào):6216147閱讀:224來(lái)源:國(guó)知局
      一種基于氧化物流延漿料的車用氧傳感器及其制造方法
      【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種基于氧化物流延漿料的車用氧傳感器,其中,敏感層基體、空氣通道層、空氣通道支撐體和加熱層基體由流延漿料制成,流延漿料包括以下重量份的物質(zhì):氧化鋯粉體5-7份,有機(jī)溶劑3-5份,助劑0.5-1.5份。該車用氧傳感器的各層基體均采用氧化鋯材料制成,燒結(jié)過(guò)程中,各基體層具有好的燒結(jié)結(jié)合度,尤其是空氣通道層,無(wú)需在空氣通道內(nèi)填充碳粉、淀粉等有機(jī)物,避免因殘留物存在于空氣通道而影響傳感器的靈敏度。
      【專利說(shuō)明】一種基于氧化物流延漿料的車用氧傳感器及其制造方法
      【技術(shù)領(lǐng)域】
      [0001]本發(fā)明涉及傳感器,尤其涉及一種基于氧化物流延漿料的車用氧傳感器及其制造方法。
      【背景技術(shù)】
      [0002]近年來(lái)隨著汽車市場(chǎng)的發(fā)展,汽車進(jìn)入每家每戶已經(jīng)是一種趨勢(shì),但是汽車尾氣已成為主要的大氣污染源之一,尤其是2013年初,北京地區(qū)遭遇的多日的霧靄陰霾天氣,PM2.5超標(biāo)三倍之多,使人民的生活品質(zhì)遭到了很大的威脅,霧靄天氣會(huì)引起鼻炎,支氣管炎,長(zhǎng)久處于這種環(huán)境還會(huì)誘發(fā)肺癌。2013年I月I日,我國(guó)已經(jīng)全面啟動(dòng)國(guó)四排放標(biāo)準(zhǔn)來(lái)控制汽車尾氣對(duì)大氣的污染,而車用氧傳感器是唯一一個(gè)對(duì)廢氣進(jìn)行檢測(cè)的傳感元件?,F(xiàn)有的片式氧傳感器的制備主要采用丁酮,二甲苯體系流延得到流延片,使用碳粉或者淀粉等有機(jī)物填充空氣通道腔,在燒成后得到空氣通道體,但會(huì)有殘留物存在,影響傳感器的靈敏度,同時(shí),傳感器制造過(guò)程中使用的有機(jī)溶劑多數(shù)為丁酮、二甲苯等有毒溶劑,容易污染環(huán)境,并且對(duì)人體健康造成危害。

      【發(fā)明內(nèi)容】

      [0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于,針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足,提供一種基于氧化物流延漿料的車用氧傳感器及其制造方法,該車用氧傳感器的各層基體均采用氧化物材料制成,燒結(jié)過(guò)程中,各基體層具有好的燒結(jié)結(jié)合度,尤其是空氣通道層,無(wú)需在空氣通道內(nèi)填充碳粉、淀粉等有機(jī)物,避免因殘留物存在于空氣通道而影響傳感器的靈敏度。
      [0004]為解決上述技術(shù)問(wèn)題,本發(fā)明采用如下技術(shù)方案。
      [0005]一種基于氧化物流延漿料的車用氧傳感器,其包括有由上至下層疊設(shè)置的敏感層基體、空氣通道層、空氣通道支撐體和加熱層基體,所述敏感層基體的上表面依次印制有外工作電極和多孔保護(hù)層,該敏感層基體的下表面印制有內(nèi)工作電極,所述空氣通道層上對(duì)應(yīng)所述內(nèi)工作電極開(kāi)設(shè)有空氣通道,所述加熱層基體的上表面依次印制有第一絕緣層、力口熱電極和第二絕緣層,所述加熱層基體的下表面依次印制有第三絕緣層和加熱導(dǎo)電引腳,所述外工作電極與內(nèi)工作電極通過(guò)導(dǎo)電引孔電性連接,所述加熱電極與加熱導(dǎo)電引腳通過(guò)導(dǎo)電引孔電性連接,其中,所述敏感層基體、空氣通道層、空氣通道支撐體和加熱層基體由流延漿料制成,所述流延漿料包括以下重量份的物質(zhì):氧化鋯粉體5-7份,有機(jī)溶劑3-5份,助劑0.5-1.5份。
      [0006]優(yōu)選地,所述流延漿料包括以下重量份的物質(zhì):氧化鋯粉體6份,有機(jī)溶劑4份,助劑I份,所述氧化鋯粉體的粒徑< lum,其中,所述有機(jī)溶劑包括以下重量份的物質(zhì):分析純乙酸已脂和/或乙酸丙脂7份,分析純乙醇和/或異丁醇3份;所述助劑包括以下重量份的物質(zhì):分散劑I份,粘結(jié)劑7份,增塑劑I份。
      [0007]優(yōu)選地,所述敏感層基體的厚度為:0.5-0.7mm,所述空氣通道層的厚度為0.3-0.4mm,所述空氣通道支撐體的厚度為0.2-0.3mm,所述加熱層基體的厚度為0.5-0.7mm。
      [0008]優(yōu)選地,所述加熱電極的厚度為10-15um,所述外工作電極和內(nèi)工作電極的厚度均為10-15um,所述第一絕緣層、第二絕緣層和第三絕緣層的厚度均為30-35um,多孔保護(hù)層厚度為70-80um。
      [0009]一種基于氧化物流延漿料的車用氧傳感器制造方法,其包括如下步驟:步驟SI,制備流延漿料,所述流延漿料包括以下重量份的物質(zhì):氧化鋯粉體5-7份,有機(jī)溶劑3-5份,助劑0.5-1.5份,利用行星球磨機(jī)球磨流延漿料,之后用流延機(jī)進(jìn)行流延,形成氧化鋯流延生坯,用氧化鋯流延生坯制作敏感層基體、空氣通道層、空氣通道支撐體和加熱層基體;步驟S2,利用沖裁模具,將敏感層基體、空氣通道層、空氣通道支撐體和加熱層基體分別按預(yù)設(shè)厚度裁片,再分別沖裁定位孔和導(dǎo)電引孔,之后對(duì)空氣通道層沖裁空氣通道;步驟S3,利用絲網(wǎng)印刷設(shè)備,在加熱層基體的上表面依次印刷第一絕緣層、加熱電極和第二絕緣層,在加熱層基體的下表面依次印刷第三絕緣層和加熱導(dǎo)電引腳,在敏感層基體的上表面依次印刷外工作電極和多孔保護(hù)層,在敏感層基體的下表面印刷內(nèi)工作電極;步驟S4,將敏感層基體、空氣通道層、空氣通道支撐體和加熱層基體依次層疊,利用溫等靜壓機(jī)在真空條件下以預(yù)設(shè)壓力靜壓,之后用沖裁磨具沖裁成預(yù)設(shè)尺寸,得到傳感器生坯;步驟S5,傳感器生坯上覆蓋多孔承燒壓板,用燒結(jié)爐燒結(jié)。
      [0010]優(yōu)選地,所述步驟SI中,所述流延漿料包括以下重量份的物質(zhì):氧化鋯粉體6份,有機(jī)溶劑4份,助劑I份,所述氧化鋯粉體的粒徑< lum,其中,所述有機(jī)溶劑包括以下重量份的物質(zhì):分析純乙酸已脂和/或乙酸丙脂7份,分析純乙醇和/或異丁醇3份;所述助劑包括以下重量份的物質(zhì):分散劑I份,粘結(jié)劑7份,增塑劑I份;該步驟中,首先將氧化鋯粉體、有機(jī)溶劑和分散劑按上述重量份配比混合,利用行星球磨機(jī)以轉(zhuǎn)速為250r/min球磨15小時(shí),之后依次添加粘結(jié)劑和增塑劑,以轉(zhuǎn)速為250r/min球磨12小時(shí),球磨后將流延漿料真空除泡,利用流延機(jī)進(jìn)行流延,得到氧化鋯流延生坯。
      [0011]優(yōu)選地,所述步驟S2中,先利用真空包裝機(jī),在每個(gè)氧化鋯流延生坯的上、下兩側(cè)加不銹鋼板,再利用硅膠膜進(jìn)行真空包覆,利用溫等靜壓機(jī)以壓力為8-15MPa、溫度為70°C條件下保壓10分鐘,再分別對(duì)敏感層基體、空氣通道層、空氣通道支撐體和加熱層基體進(jìn)行裁片。
      [0012]優(yōu)選地,所述步驟S2中,所述敏感層基體的厚度為:0.5-0.7mm,所述空氣通道層的厚度為0.3-0.4mm,所述空氣通道支撐體的厚度為0.2-0.3mm,所述加熱層基體的厚度為
      0.5-0.7mm。
      [0013]優(yōu)選地,所述步驟S3中,所述加熱電極的厚度為10-15um,所述外工作電極和內(nèi)工作電極的厚度均為10_15um,所述第一絕緣層、第二絕緣層和第三絕緣層的厚度均為30-35um.多孔保護(hù)層為70-80um。
      [0014]優(yōu)選地,所述步驟S4中,所述敏感層基體、空氣通道層、空氣通道支撐體和加熱層基體依次層疊后,用不銹鋼夾板以0.4-0.6Mpa壓力預(yù)壓,再利用硅膠膜進(jìn)行真空包覆,溫等靜壓機(jī)參數(shù)設(shè)置為壓力8-15Mpa,溫度70°C,保壓時(shí)間為8_15min,之后用沖裁模具沖裁成傳感器生坯,該傳感器生坯的長(zhǎng)度為60mm,寬度為5mm ;所述步驟S5中,所述多孔承燒壓板是厚度為0.5-0.8mm的多孔氧化鋁承燒板,所述燒結(jié)爐是硅鑰棒燒結(jié)爐,以溫度為1450-1550°C燒結(jié) 2 小時(shí)。[0015]本發(fā)明公開(kāi)的基于氧化物流延漿料的車用氧傳感器中,敏感層基體、空氣通道層、空氣通道支撐體和加熱層基體由流延漿料制成,流延漿料包括以下重量份的物質(zhì):氧化鋯粉體5-7份,有機(jī)溶劑3-5份,助劑0.5-1.5份。該車用氧傳感器的各層基體均采用氧化鋯材料制成,燒結(jié)過(guò)程中,各基體層具有好的燒結(jié)結(jié)合度,尤其是空氣通道層,無(wú)需在空氣通道內(nèi)填充碳粉、淀粉等有機(jī)物,避免因殘留物存在于空氣通道而影響傳感器的靈敏度。
      【專利附圖】

      【附圖說(shuō)明】
      [0016]圖1為車用氧傳感器的分解圖。
      【具體實(shí)施方式】
      [0017]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作更加詳細(xì)的描述。
      [0018]本發(fā)明公開(kāi)了一種基于氧化物流延漿料的車用氧傳感器,如圖1所示,其包括有由上至下層疊設(shè)置的敏感層基體3、空氣通道層5、空氣通道支撐體6和加熱層基體9,敏感層基體3的上表面依次印制有外工作電極2和多孔保護(hù)層1,該敏感層基體3的下表面印制有內(nèi)工作電極4,空氣通道層5上對(duì)應(yīng)內(nèi)工作電極4開(kāi)設(shè)有空氣通道,加熱層基體9的上表面依次印制有第一絕緣層12、加熱電極8和第二絕緣層7,加熱層基體9的下表面依次印制有第三絕緣層10和加熱導(dǎo)電引腳11,外工作電極2與內(nèi)工作電極4通過(guò)導(dǎo)電引孔電性連接,加熱電極8與加熱導(dǎo)電引腳11通過(guò)導(dǎo)電引孔電性連接,其中,
      [0019]敏感層基體3、空氣通道層5、空氣通道支撐體6和加熱層基體9由流延漿料制成,流延漿料包括以下重量份的物質(zhì):氧化鋯粉體5-7份,有機(jī)溶劑3-5份,助劑0.5-1.5份;
      [0020]第一絕緣層12、第二絕緣層7和第三絕緣層10由絕緣漿料制成,絕緣漿料包括以下重量份的物質(zhì):無(wú)機(jī)粉體4-6份,有機(jī)載體2-4份,助劑1-3份;
      [0021]多孔保護(hù)層I由保護(hù)漿料制成,保護(hù)漿料包括以下重量份的物質(zhì):氧化物3-5份,造孔劑1-3份,有機(jī)載體1-3份,助劑0.5-1.5份。
      [0022]上述車用氧傳感器的各層基體均采用氧化鋯材料制成,燒結(jié)過(guò)程中,各基體層具有好的燒結(jié)結(jié)合度,尤其是空氣通道層,無(wú)需在空氣通道內(nèi)填充碳粉、淀粉等有機(jī)物,避免因殘留物存在于空氣通道而影響傳感器的靈敏度。上述結(jié)構(gòu)可以保證空氣通道尺寸的同時(shí),減少在加工傳感器生坯時(shí)對(duì)空氣通道腔體異物的填充,避免在燒結(jié)后異物燒余物的殘留,延長(zhǎng)傳感器的使用壽命。該車用氧傳感器的制造方法包括如下步驟:
      [0023]步驟SI,制備流延漿料,流延漿料包括以下重量份的物質(zhì):氧化鋯粉體5-7份,有機(jī)溶劑3-5份,助劑0.5-1.5份,利用行星球磨機(jī)球磨流延漿料,之后用流延機(jī)進(jìn)行流延,形成氧化鋯流延生坯,用于氧化鋯流延生坯制作敏感層基體3、空氣通道層5、空氣通道支撐體6和加熱層基體9 ;
      [0024]制備絕緣楽:料,絕緣衆(zhòng)料包括以下重量份的物質(zhì):無(wú)機(jī)粉體4-6份,有機(jī)載體2-4份,助劑1-3份,將無(wú)機(jī)粉體、有機(jī)載體和助劑混合,并且用行星球磨機(jī)球磨后得到絕緣漿料,其物理性質(zhì)為溫度25°C時(shí)粘度為100±20Pa.s,附著力為12N/mm2,電阻率為
      3.1xlO12 Ω.cm ;
      [0025]制備保護(hù)漿料,保護(hù)漿料包括以下重量份的物質(zhì):氧化物3-5份,造孔劑1-3份,有機(jī)載體1-3份,助劑0.5-1.5份,將氧化物、造孔劑、有機(jī)載體1-3份和助劑混合,并且用行星球磨機(jī)球磨后得到保護(hù)漿料,該保護(hù)漿料在溫度為25°C時(shí)的粘度為300±50Pa.s,附著力為 12N/mm2 ;
      [0026]步驟S2,利用沖裁模具,將敏感層基體3、空氣通道層5、空氣通道支撐體6和加熱層基體9分別按預(yù)設(shè)厚度裁片,再分別沖裁定位孔和導(dǎo)電引孔,之后對(duì)空氣通道層5沖裁空氣通道;
      [0027]步驟S3,利用絲網(wǎng)印刷設(shè)備,在加熱層基體9的上表面依次印刷第一絕緣層12、力口熱電極8和第二絕緣層7,在加熱層基體9的下表面依次印刷第三絕緣層10和加熱導(dǎo)電引腳11,在敏感層基體3的上表面依次印刷外工作電極2和多孔保護(hù)層I,在敏感層基體3的下表面印刷內(nèi)工作電極4 ;
      [0028]步驟S4,將敏感層基體3、空氣通道層5、空氣通道支撐體6和加熱層基體9依次層疊,利用溫等靜壓機(jī)在真空條件下以預(yù)設(shè)壓力靜壓,之后用沖裁磨具沖裁成預(yù)設(shè)尺寸,得到傳感器生坯;
      [0029]步驟S5,傳感器生坯上覆蓋多孔承燒壓板,用燒結(jié)爐燒結(jié)。
      [0030]為了更好地說(shuō)明本發(fā)明的具體技術(shù)方案,本發(fā)明關(guān)于上述流延漿料、絕緣漿料和保護(hù)漿料提出如下實(shí)施例:
      [0031]實(shí)施例1:
      [0032]本實(shí)施例中,流延漿料包括以下重量份的物質(zhì):氧化鋯粉體6份,有機(jī)溶劑4份,助劑I份,氧化錯(cuò)粉體的粒徑< lum,其中,
      [0033]有機(jī)溶劑包括以下重量份的物質(zhì):分析純乙酸已脂和/或乙酸丙脂7份,分析純乙醇和/或異丁醇3份,本發(fā)明中的有機(jī)溶劑,采用了無(wú)毒性的乙酸已脂和/或乙酸丙脂以及乙醇和/或異丁醇,其相比現(xiàn)有技術(shù)中采用丁酮、二甲苯等有毒溶劑的方式而言,避免了對(duì)環(huán)境的污染以及對(duì)人體健康的危害;
      [0034]助劑包括以下重量份的物質(zhì):分散劑I份,粘結(jié)劑7份,增塑劑I份。
      [0035]其中,流延助劑用美國(guó)進(jìn)口 PVB做粘結(jié)劑,其?;瘻囟葹?2_72°C,具有很強(qiáng)的粘結(jié)性,可以降低生坯片等靜壓疊合壓力及疊壓時(shí)間,用三乙醇胺做分散劑,用美國(guó)首諾公司提供的型號(hào)為S2075的試劑做增塑劑。
      [0036]實(shí)施例2:
      [0037]本實(shí)施例中,絕緣楽:料包括以下重量份的物質(zhì):無(wú)機(jī)粉體5份,有機(jī)載體3份,助劑2份,其中,
      [0038]無(wú)機(jī)粉體包括以下重量份的物質(zhì):氧化鋁20份,氧化鋯I份,其中氧化鋁為α相低溫?zé)Y(jié)氧化鋁6份和Y相粒徑< 15nm的氧化鋁14份的混合物;
      [0039]有機(jī)載體為水浴處理后的混合液,該有機(jī)載體包括以下重量份的物質(zhì):松油醇25份,乙基纖維素I份;
      [0040]助劑包括以下重量份的物質(zhì):分散劑6份,粘結(jié)劑3份,流平劑3份,觸變劑I份。
      [0041]實(shí)施例3:
      [0042]本實(shí)施例中,保護(hù)漿料包括以下重量份的物質(zhì):氧化物4份,造孔劑2份,有機(jī)載體2份,助劑I份,其中,
      [0043]氧化物包括以下重量份物質(zhì)的一種或幾種的混合:氧化鋁20份,氧化鋯I份,氧化鎂I份,氧化硅I份;[0044]造孔劑是粒徑范圍為0.1um-1um的納米碳粉;
      [0045]有機(jī)載體包括以下重量份的物質(zhì):松油醇58份,乙基纖維素25份,乙醇2份;
      [0046]助劑包括以下重量份的物質(zhì):粘結(jié)劑6份,分散劑3份,增塑劑3份,流平劑I份。
      [0047]關(guān)于該車用氧傳感器的制造方法,本發(fā)明提出如下實(shí)施例:
      [0048]實(shí)施例4:
      [0049]本實(shí)施例中,步驟SI中,流延漿料包括以下重量份的物質(zhì):氧化鋯粉體6份,有機(jī)溶劑4份,助劑I份,氧化錯(cuò)粉體的粒徑< lum,其中,
      [0050]有機(jī)溶劑包括以下重量份的物質(zhì):分析純乙酸已脂和/或乙酸丙脂7份,分析純乙醇和/或異丁醇3份;
      [0051]助劑包括以下重量份的物質(zhì):分散劑I份,粘結(jié)劑7份,增塑劑I份;
      [0052]該步驟中,首先將氧化鋯粉體、有機(jī)溶劑和分散劑按上述重量份配比混合,利用行星球磨機(jī)以轉(zhuǎn)速為250r/min球磨15小時(shí),之后添加粘結(jié)劑和增塑劑,以轉(zhuǎn)速為250r/min球磨12小時(shí),球磨后將流延漿料真空除泡,利用流延機(jī)進(jìn)行流延,得到氧化鋯流延生坯。
      [0053]實(shí)施例5:
      [0054]本實(shí)施例中,步驟SI中,絕緣楽:料包括以下重量份的物質(zhì):無(wú)機(jī)粉體5份,有機(jī)載體3份,助劑2份,其中,
      [0055]無(wú)機(jī)粉體包括以下重量份的物質(zhì):氧化鋁20份,氧化鋯I份,其中氧化鋁為α相低溫?zé)Y(jié)氧化鋁6份和Y相粒徑< 15nm的氧化鋁14份的混合物;
      [0056]有機(jī)載體為水浴處理后的混合液,該有機(jī)載體包括以下重量份的物質(zhì):松油醇25份,乙基纖維素I份;
      [0057]助劑包括以下重量份的物質(zhì):分散劑6份,粘結(jié)劑3份,流平劑3份,觸變劑I份;
      [0058]該步驟中,首先在水浴為溫度80°C條件下制備松油醇和乙基纖維素的混合溶液,之后加入無(wú)機(jī)粉體和分散劑,利用行星球磨機(jī)以轉(zhuǎn)速為250r/min球磨12小時(shí),之后加入粘結(jié)劑、流平劑、觸變劑,以轉(zhuǎn)速為250r/min球磨24小時(shí),得到絕緣漿料,其物理性質(zhì)為溫度25°C時(shí),粘度為 100±20Pa.s,附著力為 12N/mm2,電阻率為 3.1xlO12Q.cm。
      [0059]實(shí)施例6
      [0060]本實(shí)施例中,步驟SI中,保護(hù)漿料包括以下重量份的物質(zhì):氧化物4份,造孔劑2份,有機(jī)載體2份,助劑I份,其中,
      [0061]氧化物包括以下重量份物質(zhì)的一種或幾種的混合:氧化鋁20份,氧化鋯I份,氧化鎂I份,氧化硅I份;
      [0062]造孔劑是粒徑范圍為0.1um-1um的納米碳粉;
      [0063]有機(jī)載體包括以下重量份的物質(zhì):松油醇58份,乙基纖維素25份,乙醇2份;
      [0064]助劑包括以下重量份的物質(zhì):粘結(jié)劑6份,分散劑3份,增塑劑3份,流平劑I份;
      [0065]該步驟中,將氧化物、有機(jī)載體和分散劑混合,利用行星球磨機(jī)以轉(zhuǎn)速為250r/min球磨12小時(shí),之后然后加入粘結(jié)劑、增塑劑和流平劑,以轉(zhuǎn)速為250r/min球磨12小時(shí),得到保護(hù)漿料,該保護(hù)漿料在溫度為25°C時(shí)的粘度為300±50Pa-s,附著力為12N/mm2。本實(shí)施例中,多孔保護(hù)層I孔隙孔徑達(dá)到0.5-10um,孔隙度達(dá)到5-50%,是一種單層結(jié)構(gòu),與電極具有較強(qiáng)的結(jié)合力,其優(yōu)點(diǎn)是能夠有效的防護(hù)汽油中的有害物質(zhì)對(duì)電極表面的腐蝕而影響其催化作用,并且抗震性好,壽命長(zhǎng),成本抵,制作工藝簡(jiǎn)單。[0066]實(shí)施例7:
      [0067]本實(shí)施例中,步驟S2中,先利用真空包裝機(jī),在每個(gè)氧化鋯流延生坯的上、下兩側(cè)加不銹鋼板,再利用硅膠膜進(jìn)行真空包覆,利用溫等靜壓機(jī)以壓力為8-15MPa、溫度為70°C條件下保壓10分鐘,再分別對(duì)敏感層基體3、空氣通道層5、空氣通道支撐體6和加熱層基體9進(jìn)行裁片,敏感層基體3的厚度為:0.5-0.7_,空氣通道層5的厚度為0.3-0.4_,空氣通道支撐體6的厚度為0.2-0.3_,加熱層基體9的厚度為0.5-0.7_。
      [0068]實(shí)施例8:
      [0069]本實(shí)施例中,步驟S3中,加熱電極8的厚度為10-15um,外工作電極2和內(nèi)工作電極4的厚度均為10-15um,第一絕緣層12、第二絕緣層7和第三絕緣層10的厚度均為30-35um,多孔保護(hù)層厚度為70-80um,其中的印刷電極使保證連接完整,無(wú)開(kāi)路,短路,漿料印刷無(wú)暈染現(xiàn)象,印刷印刷絕緣層、保護(hù)層、電極層時(shí)保持表面光潔平整,無(wú)裂紋,顆粒雜質(zhì);
      [0070]步驟S4中,敏感層基體3、空氣通道層5、空氣通道支撐體6和加熱層基體9依次層疊后,用不銹鋼夾板以0.4-0.6Mpa壓力預(yù)壓,再利用硅膠膜進(jìn)行真空包覆,溫等靜壓機(jī)參數(shù)設(shè)置為壓力8-15Mpa,溫度70°C,保壓時(shí)間為8_15min,之后用沖裁模具沖裁成傳感器生還,該傳感器生還的長(zhǎng)度為60mm,寬度為5_ ;本實(shí)施例中,在包裝時(shí)使用不銹鋼板加娃膠膜上下?lián)螇|基片,可以有效保證空氣通道尺寸完整,而無(wú)需填充碳粉、淀粉等異物。
      [0071]步驟S5中,多孔承燒壓板是厚度為0.5-0.8mm的多孔氧化鋁承燒板,燒結(jié)爐是硅鑰棒燒結(jié)爐,以溫度為1450-1550°C燒結(jié)2小時(shí)。
      [0072]本發(fā)明公開(kāi)的基于氧化物流延漿料的車用氧傳感器中,敏感層基體3、空氣通道層
      5、空氣通道支撐體6和加熱層基體9由流延漿料制成,流延漿料包括以下重量份的物質(zhì):氧化鋯粉體5-7份,有機(jī)溶劑3-5份,助劑0.5-1.5份;第一絕緣層12、第二絕緣層7和第三絕緣層10由絕緣衆(zhòng)料制成,絕緣衆(zhòng)料包括以下重量份的物質(zhì):無(wú)機(jī)粉體4-6份,有機(jī)載體2-4份,助劑1-3份;多孔保護(hù)層I由保護(hù)漿料制成,保護(hù)漿料包括以下重量份的物質(zhì):氧化物3-5份,造孔劑1-3份,有機(jī)載體1-3份,助劑0.5-1.5份。該車用氧傳感器的各層基體均采用氧化鋯材料制成,燒結(jié)過(guò)程中,各基體層具有好的燒結(jié)結(jié)合度,尤其是空氣通道層,無(wú)需在空氣通道內(nèi)填充碳粉、淀粉等有機(jī)物,避免因殘留物存在于空氣通道而影響傳感器的靈敏度。同時(shí),本發(fā)明中的有機(jī)溶劑,采用了無(wú)毒性的乙酸已脂和/或乙酸丙脂以及乙醇和/或異丁醇,其相比現(xiàn)有技術(shù)中采用丁酮、二甲苯等有毒溶劑的方式而言,避免了對(duì)環(huán)境的污染以及對(duì)人體健康的危害。
      [0073]以上只是本發(fā)明較佳的實(shí)施例,并不用于限制本發(fā)明,凡在本發(fā)明的技術(shù)范圍內(nèi)所做的修改、等同替換或者改進(jìn)等,均應(yīng)包含在本發(fā)明所保護(hù)的范圍內(nèi)。
      【權(quán)利要求】
      1.一種基于氧化物流延漿料的車用氧傳感器,其特征在于,包括有由上至下層疊設(shè)置的敏感層基體、空氣通道層、空氣通道支撐體和加熱層基體,所述敏感層基體的上表面依次印制有外工作電極和多孔保護(hù)層,該敏感層基體的下表面印制有內(nèi)工作電極,所述空氣通道層上對(duì)應(yīng)所述內(nèi)工作電極開(kāi)設(shè)有空氣通道,所述加熱層基體的上表面依次印制有第一絕緣層、加熱電極和第二絕緣層,所述加熱層基體的下表面依次印制有第三絕緣層和加熱導(dǎo)電引腳,所述外工作電極與內(nèi)工作電極通過(guò)導(dǎo)電引孔電性連接,所述加熱電極與加熱導(dǎo)電引腳通過(guò)導(dǎo)電引孔電性連接,其中, 所述敏感層基體、空氣通道層、空氣通道支撐體和加熱層基體由流延漿料制成,所述流延漿料包括以下重量份的物質(zhì):氧化鋯粉體5-7份,有機(jī)溶劑3-5份,助劑0.5-1.5份。
      2.如權(quán)利要求1所述的基于氧化物流延漿料的車用氧傳感器,其特征在于,所述流延漿料包括以下重量份的物質(zhì):氧化鋯粉體6份,有機(jī)溶劑4份,助劑1份,所述氧化鋯粉體的粒徑< lum,其中, 所述有機(jī)溶劑包括以下重量份的物質(zhì):分析純乙酸已脂和/或乙酸丙脂7份,分析純乙醇和/或異丁醇3份; 所述助劑包括以下重量份的物質(zhì):分散劑1份,粘結(jié)劑7份,增塑劑1份。
      3.如權(quán)利要求1所述的基于氧化物流延漿料的車用氧傳感器制造方法,其特征在于,所述敏感層基體的厚度為:0.5-0.7mm,所述空氣通道層的厚度為0.3-0.4mm,所述空氣通道支撐體的厚度為0.2-0.3mm,所述加熱層基體的厚度為0.5-0.7mm。
      4.如權(quán)利要求1所述的基于氧化物流延漿料的車用氧傳感器制造方法,其特征在于,所述加熱電極的厚度為10_15um,所述外工作電極和內(nèi)工作電極的厚度均為10-15um,所述第一絕緣層、第二絕緣層和第三絕緣層的厚度均為30-35um,多孔保護(hù)層厚度為70-80um。
      5.一種基于氧化物流延漿料的車用氧傳感器制造方法,其特征在于,包括如下步驟: 步驟SI,制備流延漿料,所述`流延漿料包括以下重量份的物質(zhì):氧化鋯粉體5-7份,有機(jī)溶劑3-5份,助劑0.5-1.5份,利用行星球磨機(jī)球磨流延漿料,之后用流延機(jī)進(jìn)行流延,形成氧化鋯流延生坯,用氧化鋯流延生坯制作敏感層基體、空氣通道層、空氣通道支撐體和加熱層基體; 步驟S2,利用沖裁模具,將敏感層基體、空氣通道層、空氣通道支撐體和加熱層基體分別按預(yù)設(shè)厚度裁片,再分別沖裁定位孔和導(dǎo)電引孔,之后對(duì)空氣通道層沖裁空氣通道; 步驟S3,利用絲網(wǎng)印刷設(shè)備,在加熱層基體的上表面依次印刷第一絕緣層、加熱電極和第二絕緣層,在加熱層基體的下表面依次印刷第三絕緣層和加熱導(dǎo)電引腳,在敏感層基體的上表面依次印刷外工作電極和多孔保護(hù)層,在敏感層基體的下表面印刷內(nèi)工作電極; 步驟S4,將敏感層基體、空氣通道層、空氣通道支撐體和加熱層基體依次層疊,利用溫等靜壓機(jī)在真空條件下以預(yù)設(shè)壓力疊層壓合,之后用沖裁磨具沖裁成預(yù)設(shè)尺寸,得到傳感器生坯; 步驟S5,傳感器生坯上覆蓋多孔承燒壓板,用燒結(jié)爐燒結(jié)。
      6.如權(quán)利要求5所述的基于氧化物流延漿料的車用氧傳感器制造方法,其特征在于,所述步驟SI中,所述流延漿料包括以下重量份的物質(zhì):氧化鋯粉體6份,有機(jī)溶劑4份,助劑1份,所述氧化錯(cuò)粉體的粒徑< Ium,其中, 所述有機(jī)溶劑包括以下重量份的物質(zhì):分析純乙酸已脂和/或乙酸丙脂7份,分析純乙醇和/或異丁醇3份; 所述助劑包括以下重量份的物質(zhì):分散劑1份,粘結(jié)劑7份,增塑劑1份; 該步驟中,首先將氧化鋯粉體、有機(jī)溶劑和分散劑按上述重量份配比混合,利用行星球磨機(jī)以轉(zhuǎn)速為250r/min球磨15小時(shí),之后添加粘結(jié)劑和增塑劑,以轉(zhuǎn)速為250r/min球磨12小時(shí),球磨后將流延漿料真空除泡,利用流延機(jī)進(jìn)行流延,得到氧化鋯流延生坯。
      7.如權(quán)利要求5所述的基于氧化物流延漿料的車用氧傳感器制造方法,其特征在于,所述步驟S2中,先利用真空包裝機(jī),在每個(gè)氧化鋯流延生坯的上、下兩側(cè)加不銹鋼板,再利用硅膠膜進(jìn)行真空包覆,利用溫等靜壓機(jī)以壓力為8-15MPa、溫度為70°C條件下保壓10分鐘,再分別對(duì)敏感層基體、空氣通道層、空氣通道支撐體和加熱層基體進(jìn)行裁片。
      8.如權(quán)利要求5所述的基于氧化物流延漿料的車用氧傳感器制造方法,其特征在于,所述步驟S2中,所述敏感層基體的厚度為:0.5-0.7mm,所述空氣通道層的厚度為0.3-0.4mm,所述空氣通道支撐體的厚度為0.2-0.3mm,所述加熱層基體的厚度為0.5-0.7mm。
      9.如權(quán)利要求5所述的基于氧化物流延漿料的車用氧傳感器制造方法,其特征在于,所述步驟S3中,所述加熱電極的厚度為10-15um,所述外工作電極和內(nèi)工作電極的厚度均為10-15um,所述第一絕緣層、第二絕緣層和第三絕緣層的厚度均為30-35um,多孔保護(hù)層為 70_80um。
      10.如權(quán)利要求5 所述的基于氧化物流延漿料的車用氧傳感器制造方法,其特征在于,所述步驟S4中,所述敏感層基體、空氣通道層、空氣通道支撐體和加熱層基體依次層疊后,用不銹鋼夾板以0.4-0.6Mpa壓力預(yù)壓,再利用硅膠膜進(jìn)行真空包覆,溫等靜壓機(jī)參數(shù)設(shè)置為壓力8-15Mpa,溫度70°C,保壓時(shí)間為8_15min,之后用沖裁模具沖裁成傳感器生坯,該傳感器生還的長(zhǎng)度為60mm,寬度為5mm ; 所述步驟S5中,所述多孔承燒壓板是厚度為0.5-0.8mm的多孔氧化鋁承燒板,所述燒結(jié)爐是硅鑰棒燒結(jié)爐,以溫度為1450-1550°C燒結(jié)2小時(shí)。
      【文檔編號(hào)】G01N27/00GK103776871SQ201410017105
      【公開(kāi)日】2014年5月7日 申請(qǐng)日期:2014年1月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月15日
      【發(fā)明者】江澍, 黃海琴 申請(qǐng)人:深圳市普利斯通傳感科技有限公司, 江澍
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