[發(fā)明專利]一種管式氧傳感器及其制備方法在審
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 202110559491.3 | 申請(qǐng)日： | 2021-05-21 |
| 公開（公告）號(hào)： | CN113281392A | 公開（公告）日： | 2021-08-20 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 于金營(yíng) | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 深圳聚德壽科技有限公司 |
| 主分類號(hào)： | G01N27/409 | 分類號(hào)： | G01N27/409;G01N27/407 |
| 代理公司： | 北京慕達(dá)星云知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11465 | 代理人： | 王攀 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 管式氧 傳感器 及其 制備 方法 | ||
本發(fā)明公開了一種管式氧傳感器，包括電解質(zhì)層，所述電解質(zhì)層的內(nèi)外兩側(cè)分別涂有內(nèi)鉑電極層和外鉑電極層，且所述外鉑電極層外側(cè)依次設(shè)置有第一保護(hù)層和第二保護(hù)層；所述第二保護(hù)層的孔徑和孔隙率大于所述第一保護(hù)層的孔徑和孔隙率。本發(fā)明通過(guò)建立兩層不同孔徑和材料的保護(hù)層，形成兩層過(guò)濾的方式，在不影響導(dǎo)電能力的情況下有效提高了產(chǎn)品的耐久性。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及汽車氧傳感器技術(shù)領(lǐng)域，更具體的說(shuō)是涉及一種管式氧傳感器及其制備方法。
背景技術(shù)
在使用三元催化轉(zhuǎn)換器以減少排氣污染的發(fā)動(dòng)機(jī)上，氧傳感器是必不可少的元件。由于混合氣的空燃比一旦偏離理論空燃比，三元催化劑對(duì)CO、HC和NOx的凈化能力將急劇下降，故在排氣管中安裝氧傳感器，用以檢測(cè)排氣中氧的濃度，并向ECU發(fā)出反饋信號(hào)，再由ECU控制噴油器噴油量的增減，從而將混合氣的空燃比控制在理論值附近。
氧傳感器的核心元件是ZrO2陶瓷管，鋯管的內(nèi)外兩側(cè)涂有鉑電極，管內(nèi)腔為參比通道，管外壁與氧氣接觸，管內(nèi)設(shè)有加熱器，通過(guò)加熱器加熱使傳感器達(dá)到工作溫度。由于車上作業(yè)條件很苛刻，電極材料應(yīng)具有良好的導(dǎo)電率、較高的觸媒活性和良好的化學(xué)穩(wěn)定性。
現(xiàn)在氧化鋯氧傳感器的電極材料都為鉑，起催化作用兼電極的作用，它使尾氣中的O2與CO反應(yīng)，變成CO2，使固體電解質(zhì)兩側(cè)的氧濃差增加，從而使兩極間的電壓在理論空燃比附近產(chǎn)生突變。目前為了降低電極反應(yīng)電阻，提高傳感器的性能，ZrO2氧傳感器的鉑電極應(yīng)呈多孔薄膜結(jié)構(gòu)，但是由于鋯管的異型結(jié)構(gòu)，通過(guò)傳統(tǒng)的涂刷方式很難實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。
因此，如何提供一種耐久性優(yōu)異的管式氧傳感器是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的問(wèn)題。
發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供了一種管式氧傳感器，可以在不影響產(chǎn)品導(dǎo)電能力的情況下提高產(chǎn)品的耐久性。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
一種管式氧傳感器，包括電解質(zhì)層，所述電解質(zhì)層的內(nèi)外兩側(cè)分別涂有內(nèi)鉑電極層和外鉑電極層，且所述外鉑電極層外側(cè)依次設(shè)置有第一保護(hù)層和第二保護(hù)層；所述第二保護(hù)層的孔徑和孔隙率大于所述第一保護(hù)層的孔徑和孔隙率。
優(yōu)選的，在上述一種管式氧傳感器中，所述第一保護(hù)層為納米活性γ-Al2O3材料。
優(yōu)選的，在上述一種管式氧傳感器中，所述第一保護(hù)層材料的孔隙率為20-50％，粒徑為20-800nm。
優(yōu)選的，在上述一種管式氧傳感器中，所述第二保護(hù)層為鋁鎂尖晶石或α-Al2O3中的任意一種。
優(yōu)選的，在上述一種管式氧傳感器中，所述第二保護(hù)層材料的孔隙率為30-80％，粒徑為0.5-2.5μm。
其中第一保護(hù)層為納米活性γ-Al2O3材料，比表面積大且吸附能力強(qiáng)，與電解質(zhì)和電極結(jié)合強(qiáng)度高，同時(shí)作為分子篩；第二保護(hù)層為鋁鎂尖晶石或α-Al2O3的一種，孔徑和孔隙率比第一保護(hù)層大，主要作用為過(guò)濾尾氣中的大顆粒，避免堵塞氧氣的運(yùn)行通道。
本發(fā)明還公開了上述管式氧傳感器的制備方法，包括以下步驟：
(1)將電解質(zhì)粉末進(jìn)行等靜壓和車削成型后燒結(jié)，對(duì)燒結(jié)后的產(chǎn)品進(jìn)行表面處理，其中燒結(jié)溫度為1300-1500℃；
(2)將經(jīng)過(guò)步驟(1)表面處理過(guò)的電解質(zhì)的內(nèi)外兩側(cè)分別采用點(diǎn)膠的方式印刷內(nèi)鉑電極和外鉑電極，烘干；
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