[發明專利]基于陶瓷共燒工藝技術的分壓型氧氣傳感器及其制備方法

有效

• 申請號: 202011152138.5
• 申請日: 2020-10-23
• 公開（公告）號: CN112255296B
• 公開（公告）日: 2022-11-29
• 發明（設計）人: 劉洋;于海超;劉璽;朱曉明;程振乾;文吉延;秦浩;海濤;周明軍
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第四十九研究所
• 主分類號: G01N27/41
• 分類號: G01N27/41;G01N27/409;C04B35/48;C04B41/88
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 岳泉清

1.基于陶瓷共燒工藝技術的分壓型氧氣傳感器的制備方法，其特征在于該制備方法按以下步驟完成：

一、制作兩片氧化鋯流延基片，得到泵池(1)和濃差池(2)，先采用沖孔技術在泵池(1)上開設通孔a(10)以及在濃差池(2)上開設通孔b(12)，然后采用絲網印刷技術在泵池(1)的內表面上印刷電極材料形成泵池內電極(6)，在泵池(1)的外表面上分別印刷電極材料和電極引線材料形成泵池外電極(4)和泵池外電極引線(11)，以及在濃差池(2)的內表面上印刷電極材料形成濃差池內電極(7)，在濃差池(2)的外表面上分別印刷電極材料和電極引線材料形成濃差池外電極(5)和濃差池外電極引線(13)，再采用絲網印刷技術分別在泵池(1)和濃差池(2)內表面的四周邊緣處印刷粘結層漿料形成粘結層(8)，在泵池(1)或濃差池(2)的粘結層(8)上面印刷絕緣層漿料形成絕緣層(9)，最后以泵池(1)與濃差池(2)內表面正對的方式將泵池(1)和濃差池(2)疊放在一起，泵池(1)和濃差池(2)之間形成一個密閉的空氣腔室(3)；

二、采用絲網印刷技術在空氣腔室(3)內印刷揮發層漿料并使揮發層漿料充滿空氣腔室(3)，然后通過等靜壓技術由上至下進行預壓，得到預制件；采用劃片技術將預制件進行切割分離，得到若干個傳感器，最后通過燒結技術將傳感器在1400℃～1500℃下燒結成型，得到基于陶瓷共燒工藝技術的分壓型氧氣傳感器；

所述的基于陶瓷共燒工藝技術的分壓型氧氣傳感器包括泵池(1)、濃差池(2)、粘結層(8)和絕緣層(9)；所述泵池(1)內表面的四周設置有粘結層(8)，所述濃差池(2)內表面的四周設置有粘結層(8)，泵池(1)上的粘結層(8)與濃差池(2)上的粘結層(8)之間通過絕緣層(9)連接，使泵池(1)和濃差池(2)的內部形成一個密閉的空氣腔室(3)；泵池(1)的內表面設置有泵池內電極(6)，泵池內電極(6)處在空氣腔室(3)內，泵池(1)的外表面設置有泵池外電極(4)和泵池外電極引線(11)，泵池(1)上設置有通孔a(10)，泵池內電極(6)穿過通孔a(10)至泵池(1)的外表面；濃差池(2)的內表面設置有濃差池內電極(7)，濃差池內電極(7)處在空氣腔室(3)內，濃差池(2)的外表面設置有濃差池外電極(5)和濃差池外電極引線(13)，濃差池(2)上設置有通孔b(12)，濃差池內電極(7)穿過通孔b(12)至濃差池(2)的外表面。

2.根據權利要求1所述的基于陶瓷共燒工藝技術的分壓型氧氣傳感器的制備方法，其特征在于步驟一中所述的氧化鋯流延基片由Y₂O₃穩定的ZrO₂固體電解質陶瓷制成，所述Y₂O₃穩定的ZrO₂固體電解質陶瓷中Y₂O₃的摩爾含量為5％～8％。

3.根據權利要求1所述的基于陶瓷共燒工藝技術的分壓型氧氣傳感器的制備方法，其特征在于步驟一中所述的電極材料和電極引線材料均為金屬鉑。

4.根據權利要求1所述的基于陶瓷共燒工藝技術的分壓型氧氣傳感器的制備方法，其特征在于步驟一中所述的粘結層漿料由溶劑、粘結劑、有機添加劑和固相粉體制成，所述溶劑、粘結劑、有機添加劑和固相粉體的質量比為(20～40)：(4～6)：(1～1.5)：(55～65)。

5.根據權利要求4所述的基于陶瓷共燒工藝技術的分壓型氧氣傳感器的制備方法，其特征在于所述溶劑為松油醇或卡必醇，粘結劑為聚乙烯醇縮丁醛或乙基纖維素，有機添加劑為鄰苯二甲酸二辛酯、鄰苯二甲酸二丁酯或蓖麻油，所述固相粉體為氧化鋯粉體，所述氧化鋯粉體為Y₂O₃穩定的氧化鋯粉體，Y₂O₃穩定的氧化鋯粉體中Y₂O₃的摩爾含量為5％～8％。