一種新型片式氧傳感器的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及傳感器技術(shù)領(lǐng)域，特別設(shè)及一種新型片式氧傳感器的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 由于片式氧傳感器具有加熱時(shí)間快、響應(yīng)速度高，廣泛地應(yīng)用于燃燒控制、安全控 制W及工業(yè)過(guò)程控制，特別是汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒控制及其尾氣排放控制系統(tǒng)中。片式傳感器 一般將氧化錯(cuò)材料制作的傳感器的敏感層與加熱層集成在同一小型陶瓷片體中，為了便于 進(jìn)行共燒結(jié)，通常加熱部分也采用與傳感器部分相同的氧化錯(cuò)材料制成，在敏感層和加熱 層之間還設(shè)有參比空氣通道層和絕緣層，先將絕緣漿料（一般為氧化侶材料或氧化侶中添 加適量助燒劑制得）印刷在氧化錯(cuò)基片上，再將加熱導(dǎo)電漿料Pt印刷其上，將加熱電路包 裹在氧化侶絕緣層之間，從而避免高溫下加熱電路對(duì)傳感器部分的信號(hào)干擾。該種制作方 法必須采用Pt電阻漿料制作加熱電阻，因而提高了氧傳感器成本，而且由于絕緣層氧化侶 印刷厚度或者印刷質(zhì)量不好，經(jīng)常造成加熱電路漏電而影響傳感器的信號(hào)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 基于上述問(wèn)題，本發(fā)明目的是提供一種新型片式氧傳感器的制備方法，該方法可 用鶴電阻漿料代替銷(xiāo)電阻漿料制作加熱器，降低片式氧傳感器的成本，而且提高了加熱電 極與敏感層之間的絕緣性能。
[0004] 為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供的技術(shù)方案是：
[0005] 一種新型片式氧傳感器的制備方法，包括W下步驟：
[0006] (1)用氧化物滲雜的氧化錯(cuò)粉末制作流延片作為傳感器基體，在所述傳感器基體 的上下兩面分別印刷外電極和內(nèi)電極，并在外電極的上方印刷多孔保護(hù)層后烘干、燒結(jié)制 得敏感層；
[0007] (2)用氧化侶粉末和氧化娃粉末或氧化儀粉末混合，制作流延片通過(guò)疊層方法制 作參比基體后燒結(jié)，該參比基體具有凹腔，或者通過(guò)注射成形方法制作帶有凹腔的參比基 體；所述凹腔的長(zhǎng)度與所述參比基體匹配并在所述參比基體的上面和側(cè)面開(kāi)口；
[000引 （3)在步驟（2)制得參比基體的底面印刷鶴電阻漿料作為加熱電極，然后在加熱 電極的表面印刷氧化侶制作的漿料后燒結(jié)；
[0009] (4)將步驟（1)中制得的敏感層覆蓋在步驟做制得的參比基體上面，并在兩者之 間涂覆高溫陶瓷釉料后燒結(jié)制得片式氧傳感器。
[0010] 優(yōu)選的，所述步驟（1)中氧化物為Y2〇3、Mg〇或CaO中一種或其混合物。
[0011] 優(yōu)選的，所述氧化物的含量為2?8Mole%。
[0012] 優(yōu)選的，所述步驟（2)中氧化娃粉末或氧化儀粉末的含量為1?5wt%。
[0013] 優(yōu)選的，所述步驟似中參比基體的厚度為1?1. 5mm。
[0014] 優(yōu)選的，所述步驟（2)中凹腔厚度為0. 1?1mm。
[0015] 優(yōu)選的，所述步驟（2)中燒結(jié)溫度為1350?1550°C，時(shí)間為60?120分鐘。
[0016] 優(yōu)選的，所述步驟（3)中燒結(jié)溫度為1400?1550°C，時(shí)間為60?120分鐘。
[0017] 優(yōu)選的，所述步驟（4)中燒結(jié)溫度為1150?1200°C，時(shí)間為10?30分鐘。
[001引與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：
[0019] 1.采用本發(fā)明的技術(shù)方案，在傳感器敏感層和加熱層之間制作具有一定厚度W氧 化侶為主要成分的參比基體，并在其上設(shè)置凹腔作為空氣通道，而加熱電路印刷在該參比 基體的底面，該樣該參比基體起到參比空氣通道層和絕緣層的作用，增加了敏感層和加熱 電極之間的絕緣性能，避免漏電流對(duì)傳感器性能的影響；
[0020] 2.本發(fā)明采用的技術(shù)方案，可采用鶴電阻漿料代替貴金屬銷(xiāo)電阻漿料制作片式氧 傳感器加熱器，降低了生產(chǎn)成本。
【附圖說(shuō)明】
[0021] 為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用 的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本 領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可W根據(jù)該些附圖獲得其他的 附圖。
[0022] 圖1為采用本發(fā)明方法制得的一種新型片式氧傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[002引其中；1、多孔保護(hù)層；2、外電極；3、傳感器基體；4、內(nèi)電極；5、參比基體；6、加熱 電極；7、加熱器保護(hù)層。
【具體實(shí)施方式】
[0024] W下結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)上述方案做進(jìn)一步說(shuō)明。應(yīng)理解，該些實(shí)施例是用于說(shuō)明 本發(fā)明而不限于限制本發(fā)明的范圍。實(shí)施例中采用的實(shí)施條件可W根據(jù)具體廠家的條件做 進(jìn)一步調(diào)整，未注明的實(shí)施條件通常為常規(guī)實(shí)驗(yàn)中的條件。
[0025] 本發(fā)明提供一種新型片式傳感器的制備方法，包括W下步驟：
[0026] (1)用氧化物滲雜的氧化錯(cuò)粉末制作流延片作為傳感器基體，在所述傳感器基體 的上下兩面分別印刷外電極Pt和內(nèi)電極Pt，并在外電極的上方印刷多孔保護(hù)層后烘干、燒 結(jié)制得敏感層；
[0027] (2)用氧化侶粉末和氧化娃粉末或氧化儀粉末混合，加入8%的PVB、5%S己醇 胺、5%聚己二醇、40%無(wú)水己醇W及32%的了酬，經(jīng)過(guò)24小時(shí)球磨后流延成厚度為0. 3mm 的陶瓷片，然后其中切割成帶槽的片W及沒(méi)有槽的片經(jīng)過(guò)疊壓成為參比基體后燒結(jié)，成型 后的參比基體具有凹腔，所述凹腔的長(zhǎng)度與所述參比基體匹配并在所述參比基體的上面和 側(cè)面開(kāi)口；
[002引 （3)在步驟（2)制得參比基體的底面印刷鶴電阻漿料作為加熱電極，然后在加熱 電極的表面印刷氧化侶制作的漿料后燒結(jié)；
[0029] (4)將步驟（1)中制得的敏感層覆蓋在步驟做制得的參比基體上面，并在兩者之 間涂覆高溫陶瓷釉料后燒結(jié)制得片式氧傳感器。
[0030] 本發(fā)明中，傳感器基體采用流延成型工藝或者注射成型工藝制得。該流延成型工 藝為本領(lǐng)域技術(shù)人員公知，包括漿料制備、流延成型、生巧干燥幾個(gè)環(huán)節(jié)，漿料制備過(guò)程加 入的有機(jī)試劑如溶劑、分散劑、增塑劑和粘接劑為本領(lǐng)域常規(guī)使用的試劑而各種試劑含量 也為本領(lǐng)域常規(guī)的選擇，其中溶劑采用水、己醇或了酬中的一種或其混合物，分散劑采用= 己醇胺或魚(yú)油中的一種或其混合物，增塑劑采用甘油或聚己二醇或其混合物，粘接劑采用 聚己締醇或己基纖維素或其混合物。注射成型工藝為本領(lǐng)域技術(shù)人員公知，包括喂料制備、 注射成型、生巧脫膠、燒結(jié)幾個(gè)環(huán)節(jié)，喂料制備過(guò)程加入的有機(jī)試劑如溶劑、分散劑、粘接劑 為本領(lǐng)域常規(guī)使用的試劑而各種試劑含量也為本領(lǐng)域常規(guī)的選擇，其中溶劑采用石蠟、分 散劑采用硬脂酸、粘接劑采用PE、EVA或其他混合物。
[0031] 制作傳感器基體時(shí)氧化錯(cuò)粉末中滲雜有氧化物添加劑，該氧化物添加劑為Y2化、 MgO或CaO中一種或其混合物，W總的氧化錯(cuò)粉體材料為基準(zhǔn)，其含量為2?8Mole%。
[0032] 本發(fā)明中制作電極的漿料為本領(lǐng)域常規(guī)的電極漿料，可W是在銷(xiāo)粉中加入氧化錯(cuò) 微粒制成的漿料；制作多孔保護(hù)層的材料為本領(lǐng)域常規(guī)用來(lái)制作多孔保護(hù)層的儀侶尖晶石 微粉或則氧化侶微粉。在傳感器基體上下兩面分別印刷銷(xiāo)電極漿料后作為外電極和內(nèi)電 極，然后在外電極上印刷多孔保護(hù)層在60?400°C烘干后，在1350?1550°C燒結(jié)60?120 分鐘。
[0033] 制作步驟（2)中參比基體時(shí)無(wú)機(jī)粉體材料中氧化娃粉末或氧化儀粉末的含量為 1?5wt %，其余為氧化侶粉末，加入8 %的PVB、5 %S己醇胺、5 %聚己二醇、40 %無(wú)水己醇 W及32%的了酬，經(jīng)過(guò)24小時(shí)球磨后流延成厚度為0. 3mm的陶瓷片，然后其中切割成帶槽 的片W及沒(méi)有槽的片經(jīng)過(guò)疊壓成為參比基體后燒結(jié)，成型后的參比基體具有凹腔，該參比 基體的厚度為1?1. 5mm，凹腔的厚度為0. 1?1mm，然后在1350?1550°C條件下燒結(jié)60? 120分鐘；參比基體還可采用注射成型工藝制得，本發(fā)明在此處不再寶述。
[0034] 本發(fā)明中步驟（3)中制作加熱電極的漿