[發明專利]網狀條紋結構YSZ基板為導電層的混成電位型NO2傳感器及制備方法

有效

• 申請號: 201310600563.X
• 申請日: 2013-11-21
• 公開（公告）號: CN103604853A
• 公開（公告）日: 2014-02-26
• 發明（設計）人: 盧革宇;梁喜雙;關瀛洲
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: G01N27/407
• 分類號: G01N27/407
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司 22201
• 代理人: 張景林;王恩遠

1.一種網狀條紋結構YSZ基板為電解質導電層的混成電位型NO₂傳感器，其特征在于：依次由帶有Pt加熱電極（5）的Al₂O₃陶瓷板（4）、有網狀條紋結構（8）的YSZ基板（7）、參考電極（1）和敏感電極（2）組成；參考電極（1）為條狀Pt，敏感電極（2）為條狀NiCr₂O₄，兩電極對稱地制備在YSZ基板（7）上表面的兩端，YSZ基板（7）的下表面與Al₂O₃陶瓷板（4）粘結在一起；網狀條紋結構的條紋間距為130～240μm，深度10～25μm，單個條紋的寬度為50～80μm；在參考電極（1）和敏感電極（2）上制作有電極引線（3）。

2.權利要求1所述的一種網狀條紋結構YSZ基板為電解質導電層的混成電位型NO₂傳感器的制備方法，其步驟如下：

1)在YSZ基板表面加工出間距為130～240μm、深度為10～15μm、單個條紋寬度為50～80μm的網狀條紋結構；

2)在YSZ基板網狀條紋結構表面的一端使用Pt漿制作15～20μm厚的Pt參考電極，同時將一根Pt絲對折后粘在參考電極中間位置上作為電極引線；

3)將NiCr₂O₄敏感電極材料用去離子水調成漿料，質量濃度為2～20%；用NiCr₂O₄漿料在YSZ基板網狀條紋結構表面與參考電極對稱的另一端制備20～30μm厚的敏感電極，將一根鉑絲對折后粘在敏感電極上作為電極引線；

4)將上述制備有參考電極和敏感電極的YSZ基板在800～1000℃下燒結1～3小時；

5)使用無機粘合劑將YSZ基板下表面和帶有Pt加熱電極的Al₂O₃陶瓷板粘結在一起；

6)將粘結好的器件進行焊接、封裝，從而制備得到網狀條紋結構YSZ基板為電解質導電層的混成電位型NO₂傳感器。

3.如權利要求2所述的一種網狀條紋結構YSZ基板為電解質導電層的混成電位型NO₂傳感器的制備方法，其特征在于：YSZ基板表面網狀條紋是采用飛秒激光直寫系統制備得到。

4.如權利要求3所述的一種網狀條紋結構YSZ基板為電解質導電層的混成電位型NO₂傳感器的制備方法，其特征在于：激光功率為100～300mW，波長為800nm，光斑直徑為40～80μm，脈沖重復頻率為1kHz。

5.如權利要求2所述的一種網狀條紋結構YSZ基板為電解質導電層的混成電位型NO₂傳感器的制備方法，其特征在于：NiCr₂O₄敏感電極材料是采用如下步驟制備得到，

（1）將硝酸饹與檸檬酸以摩爾比為1:2～1:4在水中混合并在60～80℃條件強烈攪拌2～3小時；

（2）將硝酸鎳與檸檬酸以摩爾比為1:2～1:4在水中混合并在60～80℃條件強烈攪拌2～3小時；

（3）將上述兩種混合液混合并且加入乙二醇，加入的乙二醇是總檸檬酸質量的50％～70％，然后將混合的溶液在油浴及60～80℃條件下，強烈攪拌至粘稠，再在80～100℃條件下烘干至凝膠狀，硝酸饹與硝酸鎳的摩爾比2：1；

（4）將凝膠狀產物在200～400℃條件下預燒1～2小時，研磨至粉末后再在800～1200℃條件下燒結1～3小時，從而得到粉末狀的敏感電極材料NiCr₂O₄。

6.如權利要求2所述的一種網狀條紋結構YSZ基板為電解質導電層的混成電位型NO₂傳感器的制備方法，其特征在于：燒結時的升溫速率為1～2℃/min。