【具體實(shí)施方式】
[0045]以下，示出用于實(shí)施本發(fā)明的最佳實(shí)施例。
[0046](1)C0傳感器的結(jié)構(gòu)
[0047]圖1A和圖1B示出本發(fā)明的C0傳感器1的一例的結(jié)構(gòu)。如圖1A所示那樣，C0傳感器1由基板2、以及在該基板2上、且在其中央部附近形成的檢測(cè)電極3和對(duì)電極4構(gòu)成。
[0048]基板2為由固體電解質(zhì)形成的基板，作為固體電解質(zhì)，使用作為離子傳導(dǎo)材料的NASIC0N(鈉超離子導(dǎo)體(Na Super 1nic Conductor))。作為NASIC0N，優(yōu)選(Na3Zr2Si2P012)等。
[0049]固體電解質(zhì)基板2也如圖1B所示那樣，在該例中，為呈直徑8mm、厚度0.7mm的圓板狀的基板。對(duì)于用于檢測(cè)C0的檢測(cè)電極3，作為電極材料使用鉑(Pt)，在該電極材料Pt中添加有規(guī)定量的金屬氧化物。作為金屬氧化物，使用Bi203。檢測(cè)電極3如圖示那樣形成大致寬度1mm、長(zhǎng)度4_、厚度30 μ m的矩形狀的厚膜。檢測(cè)電極3其本身如后述那樣，除了具有C0氣體的檢測(cè)功能之外，還具有氣體檢測(cè)時(shí)產(chǎn)生的電荷的集電功能。
[0050]對(duì)電極4的金屬材料與檢測(cè)電極同樣地使用Pt，其尺寸關(guān)系如圖示那樣，形成大致寬度1mm、長(zhǎng)度4mm、厚度20 μπι的矩形狀的厚膜。檢測(cè)電極3用的導(dǎo)線5和對(duì)電極4用的導(dǎo)線6均使用直徑為0.1mm的Pt細(xì)線。
[0051]伴隨著傳感器周?chē)脑O(shè)計(jì)，為了改善C0的擴(kuò)散性、電極表面上的C0的反應(yīng)性，可以將檢測(cè)電極3和對(duì)電極4的形狀最佳化為各種形狀(如后述其一例)。
[0052](2) C0傳感器的制造方法
[0053]接著，示出本發(fā)明的C0傳感器1的制造方法的一例。
[0054]首先，在形成規(guī)定形狀的固體電解質(zhì)基板2上，準(zhǔn)備混煉了 Pt和Bi203的Pt/Bi 203糊劑作為檢測(cè)電極3用，同樣地，準(zhǔn)備Pt糊劑作為對(duì)電極4，將它們通過(guò)絲網(wǎng)印刷依次進(jìn)行涂布。接著，分別將導(dǎo)線5安裝于檢測(cè)電極3的一端側(cè)，將導(dǎo)線6安裝于對(duì)電極4的一端側(cè)。之后，在700°C下進(jìn)行30分鐘加熱處理，焙燒檢測(cè)電極3和對(duì)電極4，從而得到C0傳感器1。如此，檢測(cè)電極3和對(duì)電極4均為單層結(jié)構(gòu)。
[0055]對(duì)于檢測(cè)電極3用的糊劑，相對(duì)于Pt糊劑僅添加與規(guī)定的質(zhì)量％ (mass% )相當(dāng)的量(1?30質(zhì)量％左右)的比表面積為2.3m2/g的Bi203，在乳缽中混煉而得到。
[0056]圖2A和圖2B為檢測(cè)電極3和對(duì)電極4焙燒后的表面的電子顯微鏡照片的例子。圖2A為檢測(cè)電極3的表面照片。此時(shí)的Bi203添加量為15質(zhì)量％。圖2B為對(duì)電極4焙燒后的表面照片。比較兩者時(shí)可見(jiàn)如下特征:由于添加Bi203，因此與對(duì)電極4相比，檢測(cè)電極3的表面變成致密的結(jié)構(gòu)。
[0057](3)測(cè)定方法
[0058]將電壓計(jì)(未作圖示)與導(dǎo)線5和導(dǎo)線6連接，測(cè)定相對(duì)于對(duì)電極4的檢測(cè)電極3的電動(dòng)勢(shì)(差)。以下，將電動(dòng)勢(shì)稱(chēng)為EMF。作為待檢氣體，C0使用300ppm的濃度的氣體，用于確認(rèn)選擇性的H2使用300ppm的濃度的氣體。另外，測(cè)定溫度在25°C (通常室溫)、100°C、300°C的各空氣中進(jìn)行測(cè)定。
[0059]圖3?圖7為示出實(shí)施例的C0傳感器1的、25 °C下對(duì)C0和H2的應(yīng)答波形的特性圖。
[0060]圖3為將Bi203添加量設(shè)為0.01質(zhì)量％時(shí)的特性圖。圖的橫軸為時(shí)間(分鐘)，縱軸為EMF(mV)。圖3中，
[0061](3a)最初的15分鐘檢測(cè)氣氛為大氣，EMF基本為零。
[0062](3b)在接下來(lái)的15分鐘(經(jīng)過(guò)時(shí)間為15分鐘至30分鐘之間)，將300ppm濃度的C0以流速100ml/分鐘左右吹送至C0傳感器1。此時(shí)，EMF急速上升至約32mV，之后向約40mV逐漸增大。
[0063](3c)在接下來(lái)的15分鐘(經(jīng)過(guò)時(shí)間為30分鐘至45分鐘之間)再次回到大氣氣氛中時(shí)，EMF返回到0(mV)。
[0064](3d)在接下來(lái)的15分鐘(經(jīng)過(guò)時(shí)間為45分鐘至60分鐘之間)將300ppm濃度的H2以流速100ml/分鐘左右吹送至C0傳感器1。此時(shí)，EMF僅上升至約2mV左右。
[0065]因此，Bi203添加量為0.01質(zhì)量％時(shí)的檢測(cè)特性例中，可以確認(rèn)某種程度的C0選擇性。經(jīng)過(guò)時(shí)間60分鐘以后，重復(fù)(大氣一C0—大氣一H2—...)，顯示出同樣的傾向。
[0066]圖4為將Bi203添加量設(shè)為0.1質(zhì)量％時(shí)的特性圖。該圖中，
[0067](4a)在最初的大氣中保持時(shí)，EMF的初始值約為_(kāi)68mV。
[0068](4b)在接下來(lái)的15分鐘(經(jīng)過(guò)時(shí)間為15分鐘至30分鐘之間)將300ppm濃度的C0以流速100ml/分鐘左右吹送至C0傳感器1時(shí)，EMF急速上升至約98mV，之后向約91mV逐漸減少。
[0069](4c)在接下來(lái)的15分鐘(經(jīng)過(guò)時(shí)間為30分鐘至45分鐘之間)再次回到大氣氣氛中時(shí)，EMF返回到約-103mV?？梢哉J(rèn)為，低于初始值影響C0的歷程。
[0070](4d)在接下來(lái)的15分鐘(經(jīng)過(guò)時(shí)間為45分鐘至60分鐘之間)將300ppm濃度的H2以流速100ml/分鐘左右吹送至C0傳感器1。此時(shí)，EMF上升至約_65mV左右。
[0071]因此，Bi203添加量為0.1質(zhì)量％時(shí)的檢測(cè)特性例中，可以確認(rèn)明顯的C0選擇性。經(jīng)過(guò)時(shí)間60分鐘以后，重復(fù)(大氣一C0 —大氣一H2—...)，顯不出同樣的傾向。
[0072]圖5為將Bi203添加量設(shè)為1質(zhì)量％時(shí)的特性圖。該圖中，
[0073](5a)在最初的大氣氣氛中，EMF約為_(kāi)105mV。
[0074](5b)在接下來(lái)的15分鐘(經(jīng)過(guò)時(shí)間為15分鐘至30分鐘之間)將300ppm濃度的C0以流速100ml/分鐘左右吹送至C0傳感器1時(shí)，EMF急速上升至約60mV，之后向約70mV
逐漸增大。
[0075](5c)在接下來(lái)的15分鐘(經(jīng)過(guò)時(shí)間為30分鐘至45分鐘之間)再次回到大氣氣氛中時(shí)，EMF返回到約-140mV。
[0076](5d)在接下來(lái)的15分鐘(經(jīng)過(guò)時(shí)間為45分鐘至60分鐘之間)將300ppm濃度的H2以流速100ml/分鐘左右吹送至C0傳感器1。此時(shí)，EMF上升至約_105mV左右。
[0077]因此，Bi203添加量為1質(zhì)量％時(shí)的檢測(cè)特性例中，也可以確認(rèn)明顯的C0選擇性。經(jīng)過(guò)時(shí)間60分鐘以后，重復(fù)(大氣一C0 —大氣一H2—...)，顯不出同樣的傾向。
[0078]圖6為將Bi203添加量設(shè)為10質(zhì)量％時(shí)的特性圖。該圖中，
[0079](6a)在最初的大氣氣氛中，EMF約為_(kāi)142mV。
[0080](6b)在接下來(lái)的15分鐘(經(jīng)過(guò)時(shí)間為15分鐘至30分鐘之間)將300ppm濃度的C0以流速100ml/分鐘左右吹送至C0傳感器1時(shí)，EMF急速上升至約55mV，之后向約64mV逐漸增大。
[0081](6c)在接下來(lái)的15分鐘(經(jīng)過(guò)時(shí)間為30分鐘至45分鐘之間)再次回到大氣氣氛中時(shí)，EMF返回到約-150mV。
[0082](6d)在接下來(lái)的15分鐘(經(jīng)過(guò)時(shí)間為45分鐘至60分鐘之間)將300ppm濃度的H2以流速100ml/分鐘左右吹送至C0傳感器1。此時(shí)，EMF上升至約_117mV左右。
[0083]因此，Bi203添加量為10質(zhì)量％時(shí)的檢測(cè)特性例中，也可以確認(rèn)明顯的C0選擇性。經(jīng)過(guò)時(shí)間60分鐘以后，重復(fù)(大氣一C0 —大氣一H2—...)，顯不出同樣的傾向。
[0084]圖7為將Bi203添加量設(shè)為30質(zhì)量％時(shí)的特性圖。該圖中，
[0085](7a)在最初的大氣氣氛中，EMF變?yōu)榧s_84mV。
[0086](7b)在接下來(lái)的15分鐘(經(jīng)過(guò)時(shí)間為15分鐘至30分鐘之間)將300ppm濃度的C0以流速100ml/分鐘左右吹送至C0傳感器1時(shí)，EMF急速上升至約100mV，之后向約112mV逐漸增大。
[0087](7c)在接下來(lái)的15分鐘(經(jīng)過(guò)時(shí)間為30分鐘至45分鐘之間)再次回到大氣氣氛中時(shí)，EMF返回到約-lllmV。
[0088](7d)在接下來(lái)的15分鐘(經(jīng)過(guò)時(shí)間為45分鐘至60分鐘之間)將300ppm濃度的H2以流速100ml/分鐘左右吹送至C0傳感器1。此時(shí)，EMF上升至約_89mV左右。
[0089]因此，在Bi203添加量為30質(zhì)量％時(shí)的檢測(cè)特性例中...