[發明專利]氧傳感器用鋯管的制造方法

無效

• 申請號: 201010180893.4
• 申請日: 2010-05-24
• 公開（公告）號: CN101832964A
• 公開（公告）日: 2010-09-15
• 發明（設計）人: 呂德智
• 申請（專利權）人: 華爾達集團有限公司
• 主分類號: G01N27/30
• 分類號: G01N27/30;G01N27/409;C04B35/48;C04B35/622
• 代理公司: 瑞安市翔東知識產權代理事務所 33222
• 代理人: 林元良

技術領域

本發明涉及一種汽車發動機電子控制系統的氧傳感器用的鋯管，具體涉及的是這種鋯管的制造方法。

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背景技術

[0002]氧傳感器是安裝在發動機排氣系統中用來探測廢氣中含氧量的，其響應時間和輸出電壓顯得很重要，在汽車上普遍使用，其核心元件是鋯管，鋯管是氧化鋯穩定的氧化釔制備的，其內外壁涂覆鉑金電極，鋯管的外壁與排氣管中的廢氣接觸，在發動機排放的高溫氣體催化下，通過廢氣的稀、濃比較，二氧化鋯固體電解質能產生低電壓和高電壓信號，廢氣中氧含量高低變化能使電壓信號發生變化，高電壓說明氣缸中燃燒不充分，低電壓說明排氣管中氧含量多，發動機氣缸中的燃料是否燃燒徹底。發動機電子控制器ECU能根據當前的信號狀況適時調整噴油量和其他有關參數，使發動機達到最佳的工作狀態和最佳的排放標準。但是氧傳感器在使用過程中，由于開始響應時間達不到要求，使得排放不達標，氧傳感器的排放要求，在發動機起動后前氧傳感器信號電壓在45s內達到600mV，如時間超出規定值(45s)，ECU記錄氧傳感器故障。認為氧傳感器失效，如北京伊蘭特V16發動機馬上停止工作，造成的結果是顯而易見的。德國博世發明的鋯管其配方為ZrO2粉體含93%-95%g、y2o3含5%-7%g，在使用中，響應時間在22s以上其輸出電壓才能達到600mV，這種鋯管在實際應用中也還不夠理想。

發明內容

鑒于背景技術存在的不足，本發明要解決的技術問題是提供一種在發動機起動后氧傳感器開始的響應時間快輸出電壓高的氧傳感器用的鋯管。

為此，本發明是采用以下技術方案來實現的：一種氧傳感器用鋯管的制造方法，其特征在于該鋯管采用重量比為92~93%的二氧化鋯和氧化釔混合粉、5~6%的氧化鑭或者氧化鈰、1~3%的硬脂酸鈉，區二氧化鋯、氧化鑭或氧化鈰以及硬脂酸鈉進行球磨、烘干、過篩制得混合粉體，加入15~20%的石蠟，經過充分攪拌，再注漿成型，最后經過脫脂燒結就成為氧傳感器用的鋯管；所述球磨的時間為48~50小時；所述過篩的篩子為80~100目；所述烘干溫度為120~150℃，時間為5~6小時；所述攪拌溫度為120~125℃，攪拌時間為5~6小時；所述注漿成型的溫度為120~125℃；所述脫脂時間為20~25小時；所述燒結溫度為1545~1550℃，燒結時間為10~12小時。

本發明中，加入氧化鑭或者氧化鈰，利用其提高基體的催化活性的催化作用機制，能夠自動調節空氣燃料比和助催化作用，在鋯管的固體電解質中增加了晶格內的氧離子空位，與德國博世生產的氧傳感器鋯管比較，德國博世公司生產的鋯管其響應時間22.767s時輸出電壓達到600mV，而本發明響應時間在22.767s時輸出電壓可達到730mV，德國博世氧傳感器鋯管輸出電壓在730mV時其響應時間則需要25.117s，然而本發明在25.117s時輸出的電壓在834mV。兩者相比輸出電壓高130mV，響應時間快2.35s?？梢姡捎帽景l明的鋯管用在發動機上，可提高發動機起動后氧傳感器開始的響應時間和輸出電壓，能夠更加準確的判斷排氣管中的氧濃度稀、濃，使的發動機達到排放要求，還可增加它的機械強度和熱穩定性。

附圖說明

下面再結合附圖進一步描述本發明的有益效果。

圖1為本發明鋯管與德國博世生產的鋯管在22.767s的響應時間時輸出電壓對比圖；

圖2為本發明鋯管與德國博世生產的鋯管在25.117s的響應時間時輸出電壓對比圖。

具體實施方式

???這種氧傳感器用的鋯管的制造方法，采用重量比為92~93%二氧化鋯和氧化釔混合粉、5~6%的氧化鑭或氧化鈰、1~3%d的硬脂酸鈉，其中硬脂酸鈉作為潤滑劑，經48-50小時的球磨、120-150℃，5~6小時烘干、80~100目篩子過篩制得混合粉，加重量比為15-20%的石蠟，在120-125℃的溫度下攪拌5~6小時、在120~125℃的溫度下注漿成型、再經過20~25小時的脫脂、最在1545~1550℃的溫度下進行燒結10~12小時，就制得鋯管，在鋯管的兩側燒結上多孔鉑電極作為電壓輸出端子，鉑電極外用等離子噴涂一層氧化鋁保護層。在惡劣的排氣管廢氣中，防止電極中毒脫落，該保護層起到保護電極的作用。氧化鑭或者氧化鈰的催化作用機制主要是提高基體的催化活性，自動調節空氣燃料比和助催化作用，在鋯管的二氧化鋯固體電解質中增加了晶格內的氧離子空位，這樣在相同的響應時間，其輸出電壓就高，如圖1，其中，1=1線表示采用本發明鋯管的氧傳感器其響應時間在22.767s時的輸出電壓已達到730mV，2=2線表示德國博世公司生產的氧傳感器，其響應時間在22.767s時輸出電壓601mV，相比德國博世公司生產的氧傳感器，其輸出電壓高了129mV。如圖2所示，1=1線表示使用本發明鋯管的氧傳感器，其響應時間在25.117s時輸出電壓834mV，2=2線表示德國博世公司生產的氧傳感器，其響應時間在25.117s時輸出電壓730mV，兩者相比，在相同響應時間下，采用本發明鋯管的氧傳感器響應時間快了2.35s，因此，采用本發明鋯管的氧傳感器，用在汽車的發動機上，提高了發動機起動后氧傳感器開始的響應時間和輸出的電壓，使得汽車發動機達到排放要求，還可增加它的機械強度和熱穩定性。