[發(fā)明專利]用于感測測量氣體室中的測量氣體的至少一個(gè)特性的傳感器元件，其包含被研磨的、被浸漬的粉漿層有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201380033904.8 | 申請日： | 2013-05-13 |
| 公開（公告）號： | CN104412102B | 公開（公告）日： | 2018-07-03 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | J·施奈德;H·布勞恩;P·庫舍爾;S·內(nèi)斯 | 申請（專利權(quán)）人： | 羅伯特·博世有限公司 |
| 主分類號： | G01N27/407 | 分類號： | G01N27/407 |
| 代理公司： | 永新專利商標(biāo)代理有限公司 72002 | 代理人： | 侯鳴慧 |
| 地址： | 德國斯*** | 國省代碼： | 德國;DE |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 粉漿層 測量 功能元件 浸漬 傳感器元件 研磨 功能層 氣體室 感測 固體電解質(zhì) 熱處理 浸入 燒結(jié) 傳感器 粉漿 施加 引入 制造 | ||
本發(fā)明提出一種用于制造傳感器元件(10)的方法，所述傳感器用于感測測量氣體室(12)中的測量氣體的至少一個(gè)特性，尤其是用于證實(shí)所述測量氣體中的氣體成分或者所述測量氣體的溫度，所述方法包括以下步驟：將至少一個(gè)功能元件(14)至少一次地這樣引入、尤其是浸入到至少一個(gè)粉漿中，使得將粉漿層(20)施加到所述功能元件(14)上，其中，所述功能元件(14)包括至少一個(gè)固體電解質(zhì)(16)和至少一個(gè)功能層(18)；在所述功能元件(14)上燒結(jié)所述粉漿層(20)；至少在所述至少一個(gè)功能層(18)的區(qū)域中研磨所述粉漿層(14)；浸漬所述粉漿層(20)；和熱處理被浸漬的所述粉漿層(20)。
背景技術(shù)
由現(xiàn)有技術(shù)已知許多用于感測測量氣體室中的測量氣體的至少一個(gè)特性的傳感器元件和方法。在此，原則上可以涉及測量氣體的任意的物理和/或化學(xué)特性，其中，可以感測一個(gè)或多個(gè)特性。本發(fā)明在下文中尤其參照測量氣體的氣體成分的定性和/或定量感測來描述，尤其是參照測量氣體中的氧氣份額。氧氣份額例如可以以分壓力的形式和/或以百分比的形式被感測。然而，替代或附加地也可以感測測量氣體的其他特性。
例如，這樣的傳感器元件可以設(shè)計(jì)為所謂的氧傳感器(Lambdasonden)，例如其由Konrad Reif(出版):Sensoren im Kraftfahrzeug,2010第一版,160-165頁所已知的那樣。通過寬帶氧傳感器、尤其平面式寬帶氧傳感器例如可以在大的范圍中確定廢氣中的氧氣濃度進(jìn)而推斷燃燒室中的空氣-燃料-比例。空氣系數(shù)λ描述了該空氣-燃料-比例關(guān)系。
由現(xiàn)有技術(shù)尤其已知陶瓷的傳感器元件，其基于對確定的固體的電解特性的應(yīng)用，即基于該固體的離子傳導(dǎo)特性。尤其，該固體可以涉及陶瓷的固體電解質(zhì)，例如二氧化鋯(ZrO2)、尤其釔穩(wěn)定化的二氧化鋯(YSZ)和/或摻雜鈧的二氧化鋯(ScSZ)，其可以包含少量三氧化二鋁(Al2O3)和/或二氧化硅(SiO2)添加物。
對這樣的傳感器元件提出了越來越多的功能要求。尤其，氧傳感器的快速運(yùn)行準(zhǔn)備在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)之后起大的作用。該快速運(yùn)行準(zhǔn)備基本上被兩個(gè)方面影響。第一方面涉及氧傳感器快速加熱到其600℃以上的運(yùn)行溫度，這可以通過加熱元件的相應(yīng)設(shè)計(jì)或待加熱的區(qū)域的縮小來實(shí)現(xiàn)。另一方面涉及在運(yùn)行期間針對由水沖擊引起的熱震的魯棒性。所提到的熱震基于：在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)之后確定的時(shí)間區(qū)間上，排氣管中的溫度處于水的露點(diǎn)之下，從而在燃料燃燒時(shí)產(chǎn)生的水蒸氣可以在排氣管中冷凝。由此，在排氣管中產(chǎn)生水滴的形成。氧傳感器的被加熱的陶瓷可以由于水滴的出現(xiàn)通過傳感器陶瓷中的熱應(yīng)力或斷裂被損壞或甚至破壞。因此，研發(fā)了這樣的氧傳感器，該氧傳感器在其表面上具有多孔的陶瓷的保護(hù)層，所述保護(hù)層也稱為熱震保護(hù)層。該保護(hù)層用于：使碰撞到氧傳感器上的水滴在大的面積上分布并且由此減小在固體電解質(zhì)或傳感器陶瓷中所出現(xiàn)的局部溫度梯度。這些氧傳感器在被加熱狀態(tài)下則經(jīng)受得住一定的冷凝水滴大小，而不被損壞。保護(hù)層通常在附加的方法步驟中被施加到傳感器元件上。不同的材料例如氧化鋁或尖晶石(MgAI2O4)和施加技術(shù)例如噴射工藝或沉浸工藝為此得以應(yīng)用。
盡管由現(xiàn)有技術(shù)已知的用于制造用于氧傳感器的傳感器元件的方法具有多種優(yōu)點(diǎn)，但是這些方法還包含改善潛力。
發(fā)明內(nèi)容
因此，提出一種用于制造用于感測測量氣體室中的測量氣體的至少一個(gè)特性的傳感器元件的方法以及一種可根據(jù)該方法制造的傳感器元件，它們至少在很大程度上避免了已知方法和傳感器元件的缺點(diǎn)并且在所述方法和傳感器元件情況下能夠通過成本有利的方法改善相對于熱震的魯棒性。
按照本發(fā)明的方法包括以下步驟，優(yōu)選以所提到的順序，其中，然而原則上也可以考慮其他的順序：
-將至少一個(gè)功能元件至少一次地這樣引入、尤其是浸入到至少一個(gè)粉漿中，使得將粉漿層施加到所述功能元件上，其中，所述功能元件包括至少一個(gè)固體電解質(zhì)和至少一個(gè)功能層；
-在所述功能元件上燒結(jié)所述粉漿層；
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