[發明專利]一種管式汽車氧傳感器結構及其制作方法

無效

• 申請號: 201310020142.X
• 申請日: 2013-01-21
• 公開（公告）號: CN103217469A
• 公開（公告）日: 2013-07-24
• 發明（設計）人: 陳新榜
• 申請（專利權）人: 武漢天榜氧傳感器有限公司
• 主分類號: G01N27/409
• 分類號: G01N27/409
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

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技術領域

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本發明涉及一種管式汽車氧傳感器，尤其涉及一種以氧化釔穩定二氧化鋯為電解質的管式汽車氧傳感器結構及其制作方法，應用于汽車電噴系統尾氣排放控制領域。

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背景技術

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傳統上管式氧傳感器一直采用整體成型技術制作鋯管，有干壓和注射成型等方法，最近有業內人士意識到降低成本的要求，如專利號201210062893.3所述，描述了一種內外層采用不同材料，用部分Al2O3代替ZrO2降低成本的方法，這種方法不可避免的帶來氧傳感器電信號的性能下降，同時不同材質的匹配不好也會影響成品率，因此需要在性能和成本之間找到平衡的新方法。

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發明內容

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采用單一成分的氧化鋯粉體材料制作的管式氧傳感器，如果用含3%mol?Y2O3的氧化鋯（以下簡稱3Y）則強度較好而導電性能不足，反之用5%mol?Y2O3的氧化鋯（以下簡稱5Y）則導電性較好而強度不?足且成本較高，本發明旨在提供一種兩種粉體復合的管式汽車氧傳感器的結構及其制作方法。

本發明的技術方案是這樣實現的：

提供一種管式汽車氧傳感器結構，包括一管狀氧傳感器，其特征在于：所述管狀氧傳感器的頭部用5Y的粉體制成，所述管狀氧傳感器的管身用3Y的粉體制成；該技術方案可實現結構和性能優化且降低成本。

為制造上述管式汽車氧傳感器，提供一種管式汽車氧傳感器的制作方法，其技術方案如下：

提供一種管式汽車氧傳感器的制作方法，其特征在于：它包括以下步驟：

1.噴霧造粒而分別制備3Y和5Y的粉體，在3Y的粉體中，添加1%至5%的Al2O3粉體調節其熱膨脹系數；

2.參見圖1和圖2所示，按照管狀氧傳感器頭部的體積和產品的密度計算頭部應加入5Y粉體的量，并按照該量先加入5Y的粉體到模具的頭部；

3.加入含有Al2O3粉體的3Y粉體至管身所需的粉體量；

4.帶橡膠模一起進行等靜壓，等靜壓壓力在150?Mpa?至160Mpa，然后脫模數控加工到設計尺寸，進行排膠燒結，燒結溫度在1350℃至1500℃之間；

5.檢查燒結后的鋯芯表面質量及其氣密性，然后涂上內外電極，制成管式氧傳感器。

所述管狀氧傳感器制作完成后，測量其高溫條件下的管壁內阻和燃氣條件下的電動勢信號值是否符合標準；檢驗正品入庫。

該發明制作的產品具有良好的電性能和機械性能，成本低廉。

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附圖說明

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圖1是本發明中管式氧傳感器鋯管的結構示意圖；

圖2是本發明中采用的一種等靜壓模具示意圖；

圖3是本發明的燒結曲線圖。

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具體實施方式

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下面結構附圖描述本發明的實施例，但不限于以下實施例：

提供一種管式汽車氧傳感器結構，包括一管狀氧傳感器，所述管狀氧傳感器的頭部用5Y的粉體制成，所述管狀氧傳感器的管身用3Y的粉體制成。

制作上述管式汽車氧傳感器包括以下步驟：

1.采用3Y和5Y的粉體分別進行噴霧造粒，在3Y的粉體中，添加1%至5%的Al2O3粉體調節其熱膨脹系數至設定區間；

2.?參見圖1和圖2所示，按照管狀氧傳感器頭部的體積和產品的密度計算頭部應加入5Y粉體的量，約2克粉體，并按照該量先加入5Y的粉體到模具的頭部；?

3.加入含有Al2O3粉體的3Y粉體3克至管身所需的粉體量；

4.參見圖3所示，帶橡膠模一起進行等靜壓，等靜壓壓力在150?Mpa?至160Mpa，然后脫模數控加工到圖紙設計尺寸，進行排膠燒結，燒結溫度在1350℃至1500℃之間；

5.燒結后的鋯芯先觀察表面質量無裂紋，無漏氣現象，說明調節熱膨脹系數的3Y粉體配比是合適的，然后涂上內外電極，裝成氧傳感器進行測試，測量高溫條件下（置1kw實驗室小電爐上方）的管壁內阻和燃氣條件下（酒精燈火焰）的電動勢信號值，對比純3Y粉體或5Y粉體的數據如下表：

表1.管壁內阻和電動勢信號值的比較