一種基于氧化物保護(hù)漿料的車用氧傳感器及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于氧化物保護(hù)漿料的車用氧傳感器，其中，多孔保護(hù)層由保護(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。該車用氧傳感器的保護(hù)層采用氧化物材料制成，該保護(hù)層是一種單層結(jié)構(gòu)，與電極具有較強(qiáng)的結(jié)合力，能夠有效保護(hù)電極，避免油質(zhì)等有害物質(zhì)對電極表面的腐蝕，大大提高傳感器的使用壽命，同時，無需丁酮、二甲苯等有毒溶劑，避免因有毒物質(zhì)對人體造成危害。
【專利說明】一種基于氧化物保護(hù)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保護(hù)漿料的車用氧傳感器及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來隨著汽車市場的發(fā)展，汽車進(jìn)入每家每戶已經(jīng)是一種趨勢，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，霧靄天氣會引起鼻炎，支氣管炎，長久處于這種環(huán)境還會誘發(fā)肺癌。2013年I月I日，我國已經(jīng)全面啟動國四排放標(biāo)準(zhǔn)來控制汽車尾氣對大氣的污染，而車用氧傳感器是唯一一個對廢氣進(jìn)行檢測的傳感元件?，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，在傳感器制備過程中采用有毒溶劑，容易污染環(huán)境，并且對人體健康造成傷害，本發(fā)明采用附著力強(qiáng)的多孔保護(hù)層，可降低廢氣中的油質(zhì)等有害物質(zhì)對電極表面的腐蝕，增長傳感器使用壽命，同時，采用無毒漿料溶劑，環(huán)保且易操作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于氧化物保護(hù)漿料的車用氧傳感器及其制造方法，該車用氧傳感器的保護(hù)層采用氧化物材料制成，該保護(hù)層是一種單層結(jié)構(gòu)，與基體材料具有較強(qiáng)的結(jié)合力，能夠有效保護(hù)電極，避免油質(zhì)等有害物質(zhì)對電極表面的腐蝕，大大提高傳感器的使用壽命。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案。
[0005]一種基于氧化物保護(hù)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應(yīng)所述內(nèi)工作電極開設(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)電引腳通過導(dǎo)電引孔電性連接，其中，所述多孔保護(hù)層由保護(hù)漿料制成，所述保護(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。
[0006]優(yōu)選地，所述保護(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，所述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，氧化錯I份，氧化鎂I份，氧化娃I份；所述造孔劑是粒徑范圍為0.1um-1Oum的納米碳粉；所述有機(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；所述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。
[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]一種基于氧化物保護(hù)漿料的車用氧傳感器制造方法，其包括如下步驟:步驟SI，制備保護(hù)漿料，所述保護(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)層漿料，該保護(hù)漿料在溫度為25°C時的粘度為300±50Pa.s,附著力為12N/mm2 ;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)。
[0010]優(yōu)選地，所述保護(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，所述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，氧化錯I份，氧化鎂I份，氧化娃I份；所述造孔劑是粒徑范圍為0.1um-1Oum的納米碳粉；所述有機(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；所述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；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，之后然依次加入粘結(jié)劑、增塑劑和流平劑，以轉(zhuǎn)速為250r/min球磨12小時，該保護(hù)漿料在溫度為25°C時的粘度為300±50Pa.s，附著力為12N/mm2。
[0011]優(yōu)選地，所述步驟S2中，先利用真空包裝機(jī)，在每個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。
[0015]本發(fā)明公開的基于氧化物保護(hù)漿料的車用氧傳感器中，第三絕緣層由保護(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。該車用氧傳感器的保護(hù)層采用氧化物材料制成，該保護(hù)層是一種單層結(jié)構(gòu)，與電極具有較強(qiáng)的結(jié)合力，能夠有效保護(hù)電極，避免油質(zhì)等有害物質(zhì)對電極表面的腐蝕，大大提高傳感器的使用壽命，同時，無需丁酮、二甲苯等有毒溶劑，避免因有毒物質(zhì)對人體造成危害。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為車用氧傳感器的分解圖。
【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作更加詳細(xì)的描述。
[0018]本發(fā)明公開了一種基于氧化物保護(hù)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上對應(yīng)內(nèi)工作電極4開設(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通過導(dǎo)電引孔電性連接，力口熱電極8與加熱導(dǎo)電引腳11通過導(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):無機(jī)粉體4-6份，有機(jī)載體2-4份，助劑1-3份；
[0021]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，該車用氧傳感器的保護(hù)層采用氧化物材料制成，該保護(hù)層是一種單層結(jié)構(gòu)，與電極具有較強(qiáng)的結(jié)合力，能夠有效保護(hù)電極，避免油質(zhì)等有害物質(zhì)對電極表面的腐蝕，大大提高傳感器的使用壽命，同時，還具有抗震性好、成本低、制作工藝簡單的優(yōu)勢。
[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，減少在加工傳感器生坯時對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):無機(jī)粉體4-6份,有機(jī)載體2-4份，助劑1-3份，將無機(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；
[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)漿料提出如下實施例:
[0031]實施例1:
[0032]本實施例中，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，氧化錯粉體的粒徑< Ium,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，避免了對環(huán)境的污染以及對人體健康的危害；
[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間，用三乙醇胺做分散劑，美國首諾公司提供型號為S2075試劑做增塑劑。
[0036]實施例2:
[0037]本實施例中，絕緣楽:料包括以下重量份的物質(zhì):無機(jī)粉體5份,有機(jī)載體3份,助劑2份，其中，
[0038]無機(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80°C水浴8h或者磁力攪拌器3h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]實施例3:
[0042]本實施例中，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)明提出如下實施例:
[0048]實施例4:
[0049]本實施例中，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，氧化錯粉體的粒徑< Ium,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，之后添加粘結(jié)劑和增塑劑，以轉(zhuǎn)速為250r/min球磨12小時，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]實施例5:
[0054]本實施例中，步驟SI中，絕緣楽:料包括以下重量份的物質(zhì):無機(jī)粉體5份,有機(jī)載體3份，助劑2份，其中，
[0055]無機(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80°C水浴8h或者磁力攪拌器3h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.時間8h或者磁力攪拌時間3h條件下制備松油醇和乙基纖維素的混合溶液，之后加入無機(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，之后加入依次加入粘結(jié)劑、流平劑、觸變劑，以轉(zhuǎn)速為250r/min球磨24小時，得到絕緣漿料，其物理性質(zhì)為溫度25°C時，粘度為100±20Pa-s,附著力為12N/mm2,電阻率為 3.1xlO12 Ω.cm。
[0059]實施例6
[0060]本實施例中，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，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，得到保護(hù)漿料，該保護(hù)漿料在溫度為25°C時的粘度為300±50Pa-s,附著力為12N/mm2。本實施例中，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)點是能夠有效的防護(hù)汽油中的有害物質(zhì)對電極表面的腐蝕而影響其催化作用，并且抗震性好，壽命長，成本抵，制作工藝簡單。
[0066]實施例7:
[0067]本實施例中，步驟S2中，先利用真空包裝機(jī)，在每個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]實施例8:
[0069]本實施例中，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10-15m，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，其中的印刷電極要保證連接完整，無開路，短路，漿料印刷無暈染現(xiàn)象，印刷印刷絕緣層、保護(hù)層、電極層時保持表面光潔平整，無裂紋，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，該傳感器生還的長度為60mm,寬度為5mm ;本實施例中，在包裝時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。
[0072]本發(fā)明公開的車用氧傳感器中，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由絕緣漿料制成，絕緣衆(zhòng)料包括以下重量份的物質(zhì):無機(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，本發(fā)明中的流延有機(jī)溶劑，采用了無毒性的乙酸已脂和/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，避免了對環(huán)境的污染以及對人體健康的危害。
[0073]以上只是本發(fā)明較佳的實施例，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】
1.一種基于氧化物保護(hù)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應(yīng)所述內(nèi)工作電極開設(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)電引腳通過導(dǎo)電引孔電性連接，其中， 所述多孔保護(hù)層由保護(hù)漿料制成，所述保護(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。
2.如權(quán)利要求1所述的基于氧化物保護(hù)漿料的車用氧傳感器，其特征在于，所述保護(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1份，其中， 所述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1份，氧化鎂1份，氧化硅1份； 所述造孔劑是粒徑范圍為0.1um-1um的納米碳粉； 所述有機(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； 所述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1份。
3.如權(quán)利要求1所述的基于氧化物保護(hù)漿料的車用氧傳感器，其特征在于，所述敏感層基體的厚度為:0.5-0.7_，所述空氣通道層的厚度為0.3-0.4_，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所述的基于氧化物保護(hù)漿料的車用氧傳感器，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、第二絕緣層和第三層絕緣層的`厚度均為30-35um，保護(hù)層厚度為70-80um。
5.一種基于氧化物保護(hù)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，制備保護(hù)漿料，所述保護(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時的粘度為300±50Pa.s,附著力為12N/mm2 ； 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所述的基于氧化物保護(hù)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1份，其中，所述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1份，氧化鎂1份，氧化硅1份； 所述造孔劑是粒徑范圍為0.1um-1um的納米碳粉； 所述有機(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； 所述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1份； 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，之后依次加入粘結(jié)劑、增塑劑和流平劑，以轉(zhuǎn)速為250r/min球磨12小時，得到保護(hù)漿料，該保護(hù)漿料在溫度為25°C時的粘度為300±50Pa.s,附著力為12N/mm2。
7.如權(quán)利要求5所述的基于氧化物保護(hù)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所述的基于氧化物保護(hù)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所述的基于氧化物保護(hù)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)層厚度為70-80um。
10.如權(quán)利要求5所述的基于氧化物保護(hù)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。
【文檔編號】G01N27/00GK103776872SQ201410017226
【公開日】2014年5月7日 申請日期: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 申請人:深圳市普利斯通傳感科技有限公司, 江澍