一種片式氧傳感器用敏感功能材料及其制備方法
【專利說明】-種片式氧傳感器用敏感功能材料及其制備方法
[000。(一)技術領域 本發明設及敏感功能陶瓷材料領域,特別設及一種片式氧傳感器用敏感功能材料及其 制備方法。
[000引仁)【背景技術】 汽車氧傳感器是電噴發動機控制系統中關鍵的傳感部件,為保證尾氣排放達標,汽車 氧傳感器是利用陶瓷敏感元件對排氣管道內的氧電勢進行測量,再經由化學平衡原理計算 出對應的氧濃度,達到監測和控制爐內燃燒空燃比的目的。汽車氧傳感器是目前最佳的燃 燒氣氛測量方式,具有結構簡單、響應迅速、測量準確、維護容易、使用便捷等優點。
[0003] 氧傳感器W固體電解質的材料劃分主要分為;氧化錯氧傳感器和氧化鐵氧傳感 器,而氧化錯氧傳感器是應用最廣泛的氧傳感器。氧傳感器按工作原理分類可分為;濃差型 (Nernst型)氧化錯氧傳感器、極限電流型氧化錯氧傳感器和寬范圍空燃比傳感器。目前 W濃差電池型氧傳感器為主。濃差電池型氧傳感器的工作原理是:濃差電池型氧傳感器是 基于固體電解質兩邊氧分壓的差異而產生濃差電勢,與自加熱套管式傳感器類似,都是利 用高溫氧離子導電而無電子導電的固體電解質的特性。圖1顯示了它的剖面圖。濃差電勢 大小利用能斯特公式可得
【主權項】
1. 一種片式氧傳感器用敏感功能材料,以Y-Sr-Zr系氧化物作為主配方,其特征在 于:在主配方中摻入添加劑Nb205、MgO和Al2O3制成,其中,主配方為重量比為2~10:30~40: 60~70的Y203、SrO、ZrO2,添加劑總量為主配方重量的0. 5~10%。
2. 根據權利要求1所述的片式氧傳感器用敏感功能材料,其特征在于:添加劑重量比 為 Nb205:Mg0 :A1 203 =35~45 :25~40 :20~35。
3. -種權利要求1所述的片式氧傳感器用敏感功能材料的制備方法,其特征在于: 在主配方Y-Sr-Zr系氧化物中摻入Nb205、MgO和Al2O 3后將其進行20~24小時的球磨, 經100~150°C烘干后加入粘合劑造成200~300目的顆粒,并制成各種厚度的成形圓片,在 1400~1550°C高溫下燒結2~3小時,最后印刷得到成品。
4. 根據權利要求2所述的片式氧傳感器用敏感功能材料的制備方法,其特征在于:所 述燒結過程為由室溫~200 °C時,升溫速率為0. 28 °C /min ;繼續升溫至600 °C,升溫速率為 0. 48°C /min ;繼續升溫至800°C,升溫速率為0. 56°C /min ;然后升溫至1300°C,升溫速率為 2. 08°C /min ;之后1300°C,恒溫1~2小時,再次升溫至燒結溫度,升溫速率為3. 33°C /min, 在燒結溫度上恒溫2~3小時,最后隨爐降溫。
5. 根據權利要求2所述的片式氧傳感器用敏感功能材料的制備方法,其特征在于:所 述球磨時,球磨物料、水和球的重量配比為1:1. 1~1. 3:1. 4~1. 8。
6. 根據權利要求2所述的片式氧傳感器用敏感功能材料的制備方法,其特征在于:所 述粘合劑為質量濃度為15~25%的聚乙烯醇溶液,其用量為主配方重量的20~30%。
7. 根據權利要求2所述的片式氧傳感器用敏感功能材料的制備方法,其特征在于:所 述成形圓片的直徑為5cm,成形密度為2. 4~3. 6g/cm3。
8. 根據權利要求2所述的片式氧傳感器用敏感功能材料的制備方法,其特征在于: Y2O3量的減少,添加劑總量的增加,燒結溫度的增加,此三個條件中的任何一個得到滿足, 都會引起片式氧傳感器用敏感功能材料的電導率下降,工作溫度上升。
9. 一種片式氧傳感器,其特征在于,采用權利要求1所述的片式氧傳感器用敏感功能 材料制成。
【專利摘要】本發明涉及熱敏材料領域,特別公開了一種片式氧傳感器用敏感功能材料及其制備方法。該片式氧傳感器用敏感功能材料,以Y-Sr-Zr系氧化物作為主配方,其特征在于:在主配方中摻入Nb2O5、MgO和Al2O3制成,其中,主配方為重量比為2~10:30~40:60~70的Y2O3、SrO、ZrO2。本發明的材料具有致密性好、穩定性高、導電性能優良等特點,是片式氧傳感器所需的重要材料。
【IPC分類】C04B35-48
【公開號】CN104829226
【申請號】CN201510138488
【發明人】李本文, 朱金鴻, 劉倩
【申請人】山東中廈電子科技有限公司
【公開日】2015年8月12日
【申請日】2015年3月27日