[發明專利]一種氧傳感器陶瓷感測頭基體與鉑金電極的共燒方法

有效

• 申請號: 200810216506.0
• 申請日: 2008-09-26
• 公開（公告）號: CN101413914A
• 公開（公告）日: 2009-04-22
• 發明（設計）人: 江澍;連儒宏;熊孟;薄向輝
• 申請（專利權）人: 深圳市日理江澍實業有限公司
• 主分類號: G01N27/403
• 分類號: G01N27/403;G01N27/30
• 代理公司: 深圳市精英專利事務所
• 代理人: 李新林

技術領域：

本發明涉及車用氧傳感器陶瓷感測頭共燒技術，特別涉及一種陶瓷感測頭基體與鉑金電極的共燒工藝方法。?

背景技術：

氧傳感器用來檢測車輛排放尾氣中的含氧量，并將數據傳送到電腦系統以控制空燃比，從而達到提高燃燒效率、降低空氣污染及省油的目的。?

常規氧傳感器陶瓷感測頭的制備方式為：陶瓷生坯直接涂覆鉑金電極后共燒結。該工藝方法的不足之處在于：?

鉑金電極的涂覆過程會對陶瓷感測頭產生一定的壓力，因此要求感測頭具有相應的抗壓強度。未經匣燒的生坯強度較低，在后續制備過程中出現裂紋的幾率較大。?

陶瓷感測頭在制備過程中需要添加不同溫度層粘結劑，當其表面移印鉑金電極層后，氣孔率降低，當粘結劑在揮發時不僅會阻塞鉑金電極的孔隙，而且會對鉑金層造成損害與剝離，同時使鉑金層與陶瓷感測頭基體的附著力降低。?

鉑金電極層氣孔率脫落或被阻塞，均會直接影響到氧傳感器對排放廢氣含氧量的探測靈敏度，并直接縮短其使用壽命。?

發明內容：

為此，本發明的目的在于提供一種氧傳感器陶瓷感測頭基體與鉑金電極共燒的新方法，以解決現有工藝中鉑金電極層阻塞，陶瓷感測頭基體附著力差、易脫落等弊端。?

為實現上述目的，本發明主要采用以下技術方案：

一種氧傳感器陶瓷感測頭基體與鉑金電極的共燒方法，其中包括以下步驟：?

A、將陶瓷感測頭生坯置于溫度為900～1100℃的燒結爐中匣燒2～4小時后，隨爐冷卻至150～200℃取出空冷；?

B、使用氣槍對陶瓷感測頭基體表面進行清潔，并在其表面涂覆鉑金電極層；?

C、將完成涂覆程序的陶瓷感測頭基體置于高溫燒結爐中，在1400～1600℃下燒結4～7小時。?

其中步驟A之前還包括：陶瓷粉末經干壓成型后制成套管狀陶瓷感測頭生坯。?

陶瓷感測頭生坯的匣燒裝置，包括高溫燒結爐、匣缽和陶瓷承燒板。其中匣缽材質為氧化釔穩定的氧化鋯材料，承燒板的材料為氧化鋯陶瓷。陶瓷感測頭生坯的置放方式是將其置于匣缽內的承燒板上，并且各氧化鋯基體之間應有一定的空隙，以保持燒結時熱空氣與熱輻射的對流。?

將匣缽置于高溫燒結爐中，升溫機制為：100℃時保溫0.5小時，300～400℃下保溫1～2小時，550～650℃下保溫2～3小時，繼續升溫至900～1100℃保溫2～4小時。?

步驟B中外鉑金電極的制備方法為移印法，內電極采用涂布法。?

步驟C中燒結升溫過程為：從25℃升至400℃用時1～3小時，恒溫2小時；從400℃升至1100℃用時3～5小時，恒溫3小時；從1100℃升至最高溫度用時2～4小時，恒溫4～7小時。?

與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：?

1、本發明中的匣燒過程，可有效提高陶瓷感測頭的抗壓強度。

2、在移印前對陶瓷感測頭生坯進行匣燒，可以徹底清除低溫粘結劑，避免在后續共燒過程中由于粘結劑揮發而阻塞或者破壞鉑金電極層。?

3、陶瓷感測頭生坯中的陶瓷顆粒為不規則形狀，匣燒后，生坯表面顆粒之間會由于粘結劑的揮發而產生孔隙，從而使得鉑金顆粒更容易進入生坯表面深處，大大提高電極薄膜的附著力，降低了電極的剝落幾率，并提高耐熱沖擊能力。?

附圖說明：

圖1為本發明所述與鉑金電極共燒后氧傳感器陶瓷感測頭外觀示意圖。?

圖2為氧傳感器陶瓷感測頭與鉑金電極共燒的工藝流程示意圖。?

圖中標識說明：陶瓷感測頭基體1，鉑金電極層2。?

具體實施方式：

本發明的核心思想是：本發明將粉末干壓成型后的陶瓷感測頭生坯經匣燒將基體中的粘結劑清除完全，接著在陶瓷感測頭基體表面涂覆鉑金電極層，然后分別采用涂布法和移印法在陶瓷感測頭基體制備鉑金內、外電極，最后將陶瓷感測頭基體在高溫燒結爐中共燒，制備出含有鉑金電極的氧傳感器陶瓷感測頭。?

為闡述本發明的思想及目的，下面將結合附圖和具體實施例對本發明做進一步說明。?

如圖1所示，通過粉末干壓成型工藝制備出套管狀陶瓷感測頭基體1的生坯，然后將該生坯置于匣缽中高溫匣燒，待匣燒后的陶瓷感測頭基體1冷卻和清潔后，分別在其內、外側印制鉑金電極涂層2，最后共燒制備陶瓷感測頭。?

如圖2所示，該工藝方法的具體步驟包括：