[發明專利]氣體傳感器含陶瓷的固體電解質和其制造方法

有效

• 申請號: 00109417.3
• 申請日: 2000-06-22
• 公開（公告）號: CN1278064A
• 公開（公告）日: 2000-12-27
• 發明（設計）人: 野田芳朗;今枝功一;黑木義昭;青木良平;粟野真也;小島孝夫;安達豐
• 申請（專利權）人: 日本特殊陶業株式會社
• 主分類號: G01N27/406
• 分類號: G01N27/406;G01N27/407;G01N27/409;C04B35/48
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 朱登河,顧紅霞

1.一種氣體傳感器，包括一個測定氣體濃度的電化學電池，它包括一個氧離子導電固體電解質層和形成在氧離子導電固體電解質層上的金屬電極，其中氧離子導電固體電解質層含有重量10-80％的絕緣陶瓷晶粒。

2.根據權利要求1所述的氣體傳感器，其特征在于還包括：一個陶瓷基片，它與氧離子導電固體電解質層分層地結合一體。

3.根據權利要求1所述的氣體傳感器，其特征在于氧離子導電固體電解質層含有重量為20-90％的固體電解質陶瓷。

4.根據權利要求1所述的氣體傳感器，其特征在于在氧離子導電固體電解質層中含的固體電解質陶瓷含有重量10％以下的穩定劑。

5.根據權利要求1所述的氣體傳感器，其特征在于在氧離子導電固體電解質層中含的固體電解質陶瓷的平均晶粒度不大于2.5μm，并且，在氧離子導電固體電解質層中含的絕緣陶瓷晶粒的平均晶粒度不大于1μm。

6.根據權利要求1所述的氣體傳感器，其特征在于在600℃的電極間的電阻小于5kΩ。

7.根據權利要求1所述的氣體傳感器，其特征在于在600℃的電極間的電阻小于1kΩ。

8.根據權利要求2所述的氣體傳感器，其特征在于，還包括在氧離子導電固體電解質層和絕緣陶瓷基片間的中間陶瓷層，其中絕緣層、中間層和氧離子導電固體電解質層整體共同燒結形成一層狀結構。

9.根據權利要求8所述的氣體傳感器，其特征在于，中間陶瓷層含有電解質陶瓷和絕緣陶瓷，并且在中間陶瓷層中含的絕緣陶瓷重量至少比氧離子導電固體電解質層中的高10％。

10.根據權利要求2所述的氣體傳感器，其特征在于，還包括一個形成在金屬電極上的相比密度為60-99.5％的陶瓷層，所述金屬電極形成在氧離子導電固體電解質層上。

11.根據權利要求1所述的氣體傳感器，其特征在于，形成在氧離子導電固體電解質層上的金屬電極包括Pt。

12.根據權利要求1所述的氣體傳感器，其特征在于，在氧離子導電固體電解質層中含的絕緣陶瓷晶粒包括氧化鋁。

13.根據權利要求1所述的氣體傳感器，其特征在于，還包括：一個氧化鋁基片，在所述氧化鋁基片上一體地形成氧離子導電固體電解質層；一個加熱器，位于氧化鋁基片內；一個氧參考電極，一體地形成在氧離子導電固體電解質層上；和一個氣體測量電極，一體地形成在氧離子導電固體電解質層上；其中氧離子導電固體電解質層含有氧化鋯和氧化鋁，含在氧離子導電固體電解質層中氧化鋁晶粒的重量為氧離子導電固體電解質層總重量的10-80％。

14.根據權利要求13所述的氣體傳感器，其特征在于，氧化鋁晶粒的重量為氧離子導電固體電解質層重量的30-70％。

15.根據權利要求13所述的氣體傳感器，其特征在于，還包括在氧化鋁基片和氧離子導電固體電解質層間的一個中間層，其特征在于，中間層舍氧化鋯和絕緣陶瓷，中間層中的絕緣陶瓷含量與氧離子導電固體電解質層中的不同。

16.根據權利要求15所述的氣體傳感器，其特征在于，中間層中的絕緣陶瓷重量含量，至少比氧離子導電固體電解質層中的絕緣陶瓷的重量含量大10％。

17.根據權利要求2所述的氣體傳感器，其特征在于，在絕緣陶瓷基片中含的主要材料是氧化鋁。

18.根據權利要求13所述的氣體傳感器，其特征在于還包括形成在氣體測量電極和/或氧離子導電固體電解質層上的陶瓷層，它具有60-99.5％的相比密度。

19.根據權利要求18所述的氣體傳感器，其特征在于，還包括一個防毒層，形成在陶瓷層的外表面上，防止氣體測量電極被外來元素中毒。

20.根據權利要求19所述的氣體傳感器，其特征在于，防毒層含尖晶石。

21.根據權利要求1所述的氣體傳感器，其特征在于，在氧離子導電固體電解質層中含的絕緣晶粒是從純度大于99.9％的氧化鋁制造的產品。