[發(fā)明專利]一種氧傳感器陶瓷片及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710211193.9
• 申請日: 2017-03-31
• 公開（公告）號: CN107121473B
• 公開（公告）日: 2020-01-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 曾詠平;堯中華;胡國付;張喜成
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢澤科寧電子科技有限公司
• 主分類號: G01N27/409
• 分類號: G01N27/409;G01N27/407;C04B35/48
• 代理公司: 42104 武漢開元知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 馬輝

1.一種氧傳感器陶瓷片，它由電極保護層(1)、信號上電極層(2)、信號介質(zhì)層(3)、信號下電極層(4)、U型氣腔層(5)、上絕緣層(6)、加熱電路層(7)、下絕緣層(8)和基板層(9)依次相疊構(gòu)成，其特征在于：所述電極保護層(1)采用絲網(wǎng)印刷印制而成，所述絲網(wǎng)印刷印制料漿中固相粉體質(zhì)量百分組成為：氧化鋯粉50～60wt％，氧化鋁粉34～44wt％，淀粉6wt％；印制料漿中添加了有機料，有機料添加量以所述固相粉體質(zhì)量為基礎(chǔ)計：增稠劑乙基纖維素2～9wt％，增塑劑鄰苯二甲酸酯0.5～4wt％，有機溶劑松油醇10～30％，外加鉑金漿3～6wt％；固相粉體均通過300目篩，印刷的單層厚度控制在50～200μm；

所述的信號介質(zhì)層(3)、U型氣腔層(5)和基板層(9)，采用氧化釔穩(wěn)定氧化鋯納米粉體為主體材料，主體材料中添加了有機料，有機料添加量以所述主體材料質(zhì)量為基礎(chǔ)計：粘結(jié)劑聚乙烯醇縮丁醛1wt％～10wt％，增塑劑鄰苯二甲酸二丁酯1wt％～8wt％，溶劑無水乙醇30wt％～60wt％，球磨混合均勻，烘干，放入模具中熱壓；

所述的信號介質(zhì)層(3)、U型氣腔層(5)和基板層(9)，采用熱壓成型技術(shù)制備，各層厚度為500～1000μm；所述的信號介質(zhì)層(3)、U型氣腔層(5)和基板層(9)具有相同的厚度、寬度和長度；

所述的U型氣腔層(5)開有U形氣室槽，槽寬度0.5～3μm，槽末端U形底部未切通，與U型氣腔層底部有0.3～2mm預(yù)留，且在信號電極正下方做成圓形腔體，使進入腔體的參比空氣充足、穩(wěn)定，圓形腔體直徑3～10μm。

2.一種氧傳感器陶瓷片的制備方法，包括以下步驟：

a、制備漿料：用于制備信號介質(zhì)層(3)、U型氣腔層(5)和基板層(9)，將氧化釔穩(wěn)定氧化鋯納米粉體按配比稱量后放入球磨罐中，然后以氧化釔穩(wěn)定氧化鋯納米粉體質(zhì)量為基準計，依次加入溶劑無水乙醇30wt％～60wt％，粘結(jié)劑聚乙烯醇縮丁醛1wt％～10wt％，增塑劑鄰苯二甲酸二丁酯1wt％～8wt％，球磨罐內(nèi)球磨20～30小時，制成漿料，烘干備用；

b、制備信號介質(zhì)層(3)、U型氣腔層(5)和基板層(9)：將步驟a中制備漿料放入熱壓模具的熱壓臺上進行壓實；設(shè)置熱壓壓力10～80Mpa，熱壓溫度在70～85℃，設(shè)置熱壓時間2～5min，采用自動切割機切割成均勻長度的樣片，單層厚度為500～1000μm；分別在各層上印制切割線和定位線，用激光刀切割成信號介質(zhì)層(3)、U型氣腔層(5)和基板層(9)；

c、在步驟b制備的信號介質(zhì)層(3)正反面印上信號上電極(2)和信號下電極層(4)，開好電極引線孔，然后在信號介質(zhì)層(3)上印刷電極保護層(1)；

d、在步驟b制備的U型氣腔層(5)用沖孔器沖出圓形空腔，圓形腔體直徑3～10μm；

e、在步驟b制備的基板層(9)上開好電極引線孔，依順序印下絕緣層(6)、加熱電路層(7)、上絕緣層(8)；

f、將步驟c、d、e步驟中經(jīng)處理過后的信號介質(zhì)層(3)、U型氣腔層(5)和基板層(9)作為胚片層，依氧傳感器陶瓷片結(jié)構(gòu)順序定位、疊壓，放入壓臺壓實；

g、按照切割線對經(jīng)步驟d壓實后的胚體進行切割，獲得氧傳感器陶瓷片素胚片；

h、將步驟e中所得的氧傳感器陶瓷片素胚片在650℃下排除有機物后，再在1400～1550℃的高溫下燒結(jié)5～10h，即得氧傳感器陶瓷片。