[發明專利]一種片式濃差型氧傳感器及制備方法

在審

• 申請號: 202211317846.9
• 申請日: 2022-10-26
• 公開（公告）號: CN115639258A
• 公開（公告）日: 2023-01-24
• 發明（設計）人: 趙毅;李冉;張田君;劉曉慶;楊得銳
• 申請（專利權）人: 中國兵器工業集團第二一四研究所蘇州研發中心
• 主分類號: G01N27/407
• 分類號: G01N27/407;G01N27/409
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 張賞

1.一種片式濃差型氧傳感器的制備方法，其特征在于，包括：

制備氧化鋯生瓷胚并進行預加熱處理；制備的所述氧化鋯生瓷胚包括：加熱器承載氧化鋯生瓷胚、電極承載氧化鋯生瓷胚、過渡氧化鋯生瓷胚和氣體流道氧化鋯生瓷胚；

在預加熱處理后的加熱器承載氧化鋯生瓷胚和電極承載氧化鋯生瓷胚上劃切電連接通孔，以及在預加熱處理后的氣體流道氧化鋯生瓷胚上劃切氣體流道；

在加熱器承載氧化鋯生瓷胚上印刷加熱器層和加熱器端引腳并補孔，以及在電極承載氧化鋯生瓷胚上印刷電極和電極端引腳；

依次按照加熱器承載氧化鋯生瓷胚、過渡氧化鋯生瓷胚、氣體流道氧化鋯生瓷和電極承載氧化鋯生瓷胚的順序進行疊壓，并進行熱等靜壓處理；

將熱等靜壓后的氧化鋯生瓷胚進行熱切和排膠燒結，得到片式濃差型氧傳感器。

2.根據權利要求1所述的一種片式濃差型氧傳感器的制備方法，其特征在于，所述制備氧化鋯生瓷胚包括：

采用至少2層的氧化鋯生瓷帶，通過等靜壓工藝疊壓制備成氧化鋯生瓷胚；

所述加熱器承載氧化鋯生瓷胚采用3-5層氧化鋯生瓷疊壓，

所述電極承載氧化鋯生瓷胚采用3-5層氧化鋯生瓷疊壓，

所述過渡氧化鋯胚采用2-4層氧化鋯生瓷疊壓，

所述氣體流道氧化鋯生瓷胚采用2-3層氧化鋯生瓷疊壓；

所述單層氧化鋯生瓷帶的厚度為120-130um；

所述等靜壓工藝溫度為70-90℃，壓力為30-40Mpa。

3.根據權利要求2所述的一種片式濃差型氧傳感器的制備方法，其特征在于，所述進行預加熱處理的溫度為70-90℃，時間為10-20min。

4.根據權利要求1所述的一種片式濃差型氧傳感器的制備方法，其特征在于，所述劃切電連接通孔，包括：

采用激光打孔的方式在氧化鋯生瓷胚上劃切打孔；

采用擠壓填孔工藝將孔壁內灌滿氧化鋁絕緣漿料，并通過整平機進行整平；

進行打孔的孔徑為0.8mm-1.2mm。

5.根據權利要求1所述的一種片式濃差型氧傳感器的制備方法，其特征在于，所述氣體流道為矩形流道；

所述氣體流道的長為55-65mm；寬為1.0-1.2mm；

所述氣體流道內填充碳基犧牲材料。

6.根據權利要求4所述的一種片式濃差型氧傳感器的制備方法，其特征在于，所述在加熱器承載氧化鋯生瓷胚上印刷加熱器層和加熱器端引腳并補孔，包括：

在加熱器承載氧化鋯生瓷胚正面依次印刷第一氧化鋁下絕緣層、第二氧化鋁下絕緣層、鉑加熱器層和氧化鋁上絕緣層；

在加熱器承載氧化鋯生瓷胚反面依次印刷加熱器引腳絕緣層和加熱器端引腳；

以在加熱器承載氧化鋯生瓷胚上劃切的孔作同心圓進行劃切補孔，并在補孔內填充導體作為電連接通孔；

所述在電極承載氧化鋯生瓷胚上印刷電極和電極端引腳，包括：

在電極承載氧化鋯生瓷胚正面依次印刷電極引腳絕緣層、尾氣端電極、引線保護層、電極保護層和電極端引腳；

在電極承載氧化鋯生瓷胚反面印刷空氣端電極。

7.根據權利要求6所述的一種片式濃差型氧傳感器的制備方法，其特征在于，

所述補孔的孔徑為0.1mm-0.15mm。

8.根據權利要求1所述的一種片式濃差型氧傳感器的制備方法，其特征在于，所述排膠溫度為550-650℃，保溫 1 ～ 3h，燒結溫度為 1400 ～ 1600℃，時間為 3 ～ 5h。

9.根據權利要求1所述的一種片式濃差型氧傳感器的制備方法，其特征在于，還包括，將燒結好的片式濃差型氧傳感器浸泡氫氟酸，時長為5min。

10.一種片式濃差型氧傳感器，其特征在于，采用權利要求1至9任意一項所述的片式濃差型氧傳感器的制備方法制備而成，所述片式濃差型氧傳感器由下到上依次為加熱器承載氧化鋯生瓷胚，過渡氧化鋯生瓷胚，氣體流道氧化鋯生瓷胚和電極承載氧化鋯生瓷胚；

所述加熱器承載氧化鋯生瓷胚正面依次印刷有第一氧化鋁下絕緣層、第二氧化鋁下絕緣層、鉑加熱器層和氧化鋁上絕緣層；

所述加熱器承載氧化鋯生瓷胚反面依次印刷有加熱器引腳絕緣層和加熱器端引腳；

所述電極承載氧化鋯生瓷胚正面依次印刷電極引腳絕緣層、尾氣端電極、引線保護層、電極保護層和電極端引腳；

所述電極承載氧化鋯生瓷胚反面印刷有空氣端電極；

所述加熱器承載氧化鋯生瓷胚和電極承載氧化鋯生瓷胚上劃切有電連接通孔；

所述氣體流道氧化鋯生瓷胚上劃切有氣體流道，所述氣體流道內填充碳基犧牲材料；

所述電連接通孔的孔壁內灌滿氧化鋁絕緣漿料，并以該電連接通孔為同心圓，劃切補孔，補孔內填充導體。