[發(fā)明專利]氧傳感器陶瓷感測頭外電極雙層多孔保護膜的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810216127.1
• 申請日: 2008-09-09
• 公開（公告）號: CN101424656A
• 公開（公告）日: 2009-05-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 江澍;林儒宏;薄向輝;熊孟
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳市日理江澍實業(yè)有限公司
• 主分類號: G01N27/30
• 分類號: G01N27/30
• 代理公司: 深圳市精英專利事務(wù)所
• 代理人: 李新林

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及車用氧傳感器陶瓷感測頭，特別是一種車用氧傳感器陶瓷 感測頭表面電極雙層多孔保護膜的制備方法。

背景技術(shù)：

氧傳感器是閉環(huán)控制的汽車發(fā)動機電噴系統(tǒng)(EMS)的核心部件之一， 安裝在汽車發(fā)動機排氣管上，用于檢測發(fā)動機排出廢氣中氧的殘留量。

氧傳感器在使用過程中，易受汽油燃燒產(chǎn)物的侵蝕和污染，如碳和顆 粒沉積于電極表面，會造成多孔電極的孔隙堵塞，阻止廢氣與電極面的接 觸，從而失去反應的三相界面；另外，汽油燃燒后所產(chǎn)生的硫化物和熱沖 擊對陶瓷感測頭表面的腐蝕和破壞亦是一個不容忽視的問題，這些因素都 將造成氧傳感器陶瓷感測頭表面電極“中毒”現(xiàn)象，降低響應速度和信號 輸出靈敏度，從而縮短氧傳感器的使用壽命。

目前，在電極表面制備單層多孔陶瓷保護膜的方法主要有火焰噴涂、 電漿噴涂、電弧噴涂、爆震噴涂等。雖然此類方法具有耐磨耗、阻熱、耐 腐蝕的優(yōu)點，但因其設(shè)備成本高、場地要求特殊、使用工作溫度高、工藝 流程繁瑣、污染物較多、良品率不易控制、操作人員須經(jīng)過特殊培訓、設(shè) 備需定期保養(yǎng)等外在因素，限制了其在工業(yè)批量生產(chǎn)中的應用。同時，此 類方法并不能完全阻止積碳、顆粒和廢氣物對電極面的污染，因此會導致 電極不能得到最有效的保護。若無保護膜則電極表面容易因熱沖擊與積碳 等問題造成剝落與降低響應速度和信號輸出靈敏度。

發(fā)明內(nèi)容：

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種氧傳感器陶瓷感測頭外電極雙 層多孔保護膜的制備方法，以解決現(xiàn)有單層保護膜所存在的電極壽命短、 效率低、保護膜易剝落等不良問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明主要采用以下技術(shù)方案：

一種氧傳感器陶瓷感測頭外電極雙層多孔保護膜的制備方法，其中包 括以下步驟：

A、分別配制大尺寸顆粒保護膜前驅(qū)體漿料和小尺寸顆粒保護膜前驅(qū)體 漿料；

B、將氧傳感器陶瓷感測頭外電極先浸入大尺寸顆粒保護膜前驅(qū)體漿料 中1分鐘，取出并在100～300℃溫度下干燥，然后再浸入小尺寸顆粒保護膜 前驅(qū)體漿料中1分鐘，取出并在100～300℃溫度下干燥；

C、將上述氧傳感器陶瓷感測頭置于隧道窯中，在900～1100℃下高溫 燒結(jié)4～6小時，隨爐冷卻。

步驟A具體包括：

A1、取質(zhì)量百分比：大顆粒氧化鋁粉末60％，純水30％，高溫粘結(jié)劑 5％和低溫粘結(jié)劑5％均勻混合后，充分攪拌，制成大尺寸顆粒保護膜前驅(qū) 體漿料；

A2、取質(zhì)量百分比：小顆粒氧化鋁粉末60％，純水30％，高溫粘結(jié)劑 5％和低溫粘結(jié)劑5％均勻混合后，充分攪拌，制成小尺寸顆粒保護膜前驅(qū) 體漿料。

所述大尺寸顆粒保護膜前驅(qū)體漿料中顆粒粒徑范圍為10～40μm；所述 小尺寸顆粒保護膜前驅(qū)體漿料中顆粒粒徑范圍為0.5～2μm。

步驟A和步驟B之間還包括：

將氧傳感器陶瓷感測頭外電極清洗干凈，并在100～150℃溫度下干燥。

所述高溫粘結(jié)劑優(yōu)選為硅酸乙酯。

所述低溫粘結(jié)劑優(yōu)選為聚乙烯醇。

本發(fā)明具有以下有益效果：

1、本發(fā)明氧傳感器陶瓷感測頭外電極為雙層多孔保護膜結(jié)構(gòu)，其中小 顆粒尺寸的多孔保護膜包覆于大顆粒尺寸保護膜的外層，從而使孔隙不被 堵塞而且均勻分散于兩保護膜的間隙之中。

2、氧傳感器使用過程中，廢氣中的污染物易于被小顆粒尺寸的保護膜 所捕獲，從而阻止其對電極的損傷。同時，沉積于外層保護膜的污染物顆 粒可以在汽車的振動過程中脫落，難于阻塞外層孔隙，并有利于電極表面 與廢氣之間的互相接觸，以達到應有的響應速度和信號輸出靈敏度。

3、與單層多孔保護膜相比，本發(fā)明采用雙層多孔保護膜增強了與電極 表面的粘結(jié)強度，有效降低了保護膜剝落幾率。

附圖說明：

圖1為本發(fā)明雙層多孔保護膜氧傳感器陶瓷感測頭的立體示意圖。

圖2為本發(fā)明陶瓷感測頭的剖面示意圖。

圖中標識說明：管形固體電解質(zhì)基體1、多孔電極保護膜2、內(nèi)電極3、 陶瓷固體電解質(zhì)4、外電極5、內(nèi)層電極保護膜6、外層電極保護膜7。

具體實施方式：