[發(fā)明專利]一種車用平板式氧傳感器生產(chǎn)工藝

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010175801.3
• 申請日: 2010-05-17
• 公開（公告）號: CN102253097A
• 公開（公告）日: 2011-11-23
• 發(fā)明（設計）人: 徐暉
• 申請（專利權）人: 黃山銳意科技有限公司
• 主分類號: G01N27/409
• 分類號: G01N27/409;B41M1/12
• 代理公司: 合肥金安專利事務所 34114
• 代理人: 徐偉

技術領域

本發(fā)明涉及一種氧傳感器，尤其是一種車用平板式氧傳感器生產(chǎn)工藝。

背景技術

車用氧傳感器是電噴系統(tǒng)的關鍵核心部件，用于測量汽車排放尾氣中的氧含量。汽車電控單元利用氧傳感器的電壓輸出轉(zhuǎn)變?yōu)榭刂菩盘枺赏ㄟ^控制燃料噴射量改變空氣與燃料的比例，使燃油處于最佳燃燒狀態(tài)。技術特點：是粉體工程、陶瓷工程、等離子噴涂技術及傳感器技術等多種高新技術的結合。

車用氧傳感器中的氧化鋯元素起類似電解液的作用，其基本工作原理是：在一定條件下(高溫和鉑催化)，利用氧化鋯內(nèi)外兩側(cè)的氧濃度差，產(chǎn)生電位差，且濃度差越大，電位差越大。大氣中氧的含量為21％，濃混合氣燃燒后的廢氣實際上不含氧，稀混合氣燃燒后生成的廢氣或因缺火產(chǎn)生的廢氣中含有較多的氧，但仍比大氣中的氧少得多。在高溫及鉑的催化下，帶負電的氧離子吸附在氧化鋯套管的內(nèi)外表面上。由于大氣中的氧氣比廢氣中的氧氣多，套管上與大氣相通一側(cè)比廢氣一側(cè)吸附更多的負離子，兩側(cè)離子的濃度差產(chǎn)生電動勢。當套管廢氣一側(cè)的氧濃度低時，在電極之間產(chǎn)生一個高電壓(0.6～1V)，這個電壓信號被送到ECU放大處理，ECU把高電壓信號看作濃混合氣，而把低電壓信號看作稀混合氣。根據(jù)氧傳感器的電壓信號，電腦按照盡可能接近14.7∶1的理論最佳空燃比來稀釋或加濃混合氣。因此氧傳感器是電子控制燃油計量的關鍵傳感器。氧傳感器只有在高溫時(端部達到300℃以上)其特性才能充分體現(xiàn)，才能輸出電壓。它在約800℃時，對混合氣的變化反應最快，而在低溫時這種特性會發(fā)生很大變化。

目前隨著國內(nèi)龐大的汽車市場發(fā)展，嚴格的汽車尾氣排放法規(guī)和國內(nèi)相關技術的欠缺，使得研究和開發(fā)具有自主產(chǎn)權的、性能好、可靠性高的氧傳感器產(chǎn)品顯得尤為迫切和重要。目前國內(nèi)汽車發(fā)動機氧傳感器都是以管狀結構為主，其汽車尾氣排放不達標，氧傳感鋯頭起燃點很高，一般都在300度以上，使用壽命短、響應時間慢(200ms以內(nèi)為正常)，其產(chǎn)品甚至測試十幾分鐘就出現(xiàn)故障等缺點。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種性能好、可靠性高的車用平板式氧傳感器生產(chǎn)工藝。

為解決上述技術問題，本發(fā)明一種車用平板式氧傳感器生產(chǎn)工藝，具體步驟包括：①粉體預處理、②漿料準備、③流延成型、④自然干燥、⑤開孔、⑥絲網(wǎng)印刷、⑦定位壓縮、⑧切割、⑨共燒結。其特征在于：在步驟⑥中，所述絲網(wǎng)印刷是在片式氧傳感器采用上中下三片式，中間片不印刷電極，它與空氣中的氧氣接觸，形成參比電極。下片先印刷一層絕緣層(主要成份為AL2O3)，然后上面覆蓋一層導電層(主要成份為Pt)，最后導電層上面覆蓋一層絕緣層把導電層整體絕緣，每印刷一層需要烘干處理。最后，將三片按照上中下的順序疊加起來，進行燒結。

與現(xiàn)有技術相比，其有益效果是：該發(fā)明使汽車在滿足汽車性能要求的條件下，減少有害排放物，可減少各新車之間由于制造裝配等因素造成有害排放物的差異和減少由于車輛老化使發(fā)動機有害排放物惡化。

具體實施方式

本發(fā)明是先將粉料分散在有機溶劑中，添加分散劑、粘結劑和塑性劑等有機成分，通過球磨方法制得分散均勻的穩(wěn)定的料漿，然后用流延設備將漿料涂刮在基片表面，干燥后再燒結得到YSZ電解質(zhì)薄膜。

在流延成型時漿料從料斗下部流至基帶上，通過基帶與刮刀的相對運動形成素坯，在表面張力的作用下形成光滑的上表面，坯膜的厚度由刮刀控制。待溶劑蒸發(fā)，有機結合劑在陶瓷顆粒間形成網(wǎng)絡結構，形成具有一定強度和柔韌性的素坯，干燥的素坯與基帶剝離后卷軸待用。

在絲網(wǎng)印刷中，平板式氧傳感器采用上中下三片式。其中，中間片不印刷電極，它與空氣中的氧氣接觸，形成參比電極。下片先印刷一層絕緣層(主要成份為AL2O3)，然后上面覆蓋一層導電層(主要成份為Pt)，最后導電層上面覆蓋一層絕緣層把導電層整體絕緣，通過小孔將線引出來；上片正反兩面分別印刷信號電極內(nèi)電極和外電極。每印刷一層需要烘干處理。將印刷好的上下片和中間片按照順序進行疊壓成一個整體，疊成熱壓的要求是三片必須連成一個整體，燒結后中間片所形成的空氣參比通道必須是密封的，要保證電極的導通和通道的存在。

最后，將三片按照上中下的順序疊加起來，進行燒結，使成型的坯體在高溫作用下致密化，完成預期的物理化學反應，制成車用平板式氧傳感器。