專利名稱：一種氧傳感器電極的電極漿料及其制備方法
技術領域：
本發明涉及一種氧傳感器電極的電極漿料及其制備方法。
背景技術：
在汽車發動機三元控制系統中，電子控制供油單元、氧傳感器、三元催化是控制系 統的核心。現代發動機電噴系統中，使用最多的氧傳感器是檢測空燃比型氧傳感器，它主要 是保持發動機在理想空燃比附近工作，使三元催化處于最佳工作區間。目前廣泛使用的氧 傳感器是濃差型氧傳感器，主要采用管式和片式結構，其中片式氧傳感器由于響應時間短， 成為廣泛應用的新一代氧傳感器產品。片式氧傳感器芯片的制備過程中，由于氧化鋯陶瓷的燒結溫度很高，在1400°C以 上，在此溫度下現有的電極漿料的性能并不能達到要求，在共燒結后，得到的氧傳感器芯片 的導電性的穩定性較低，發熱效率不佳，影響了氧傳感器的響應時間。如CN101168472A公開了一種無鉛鉬電極漿料及其制備方法，其中，該電極漿料含 有無鉛玻璃粘結劑(無機粘結劑)、有機粘結劑、金屬氧化物和鉬金屬粉末。該電極漿料同 樣存在上述缺點，即導致制得的電極的發熱效率不佳，從而影響了最終的氧傳感器電極的 響應時間。因此，開發一種新的氧傳感器電極的電極漿料成為迫切需要解決的問題。
發明內容
本發明解決的技術問題是克服現有的氧傳感器電極的電極漿料性能達不到要求 從而導致影響制得的電極的發熱效率的缺點，提供一種能夠使制得的電極具有較高的發熱 效率的氧傳感器電極的電極漿料及其制備方法。本發明提供了一種氧傳感器電極漿料，該電極漿料含有無機粘結劑、有機粘結劑 和鉬金屬粉末，其中，所述無機粘結劑含有三氧化鉬、三氧化二硼、二氧化硅、三氧化二鋁和 氧化鋯，其中，以所述無機粘結劑的總重量為基準，三氧化鉬的含量為10-50重量％，三氧 化二硼的含量為10-70重量％，二氧化硅的含量為5-40重量％，三氧化二鋁的含量為5-20 重量％，氧化鋯的含量為5-40重量％。本發明還提供了電極漿料的制備方法，其中，該方法包括將一種原料混合物混合 均勻，之后進行研磨，所述原料混合物含有無機粘結劑、有機粘結劑和鉬金屬粉末，其中，所 述無機粘結劑含有三氧化鉬、三氧化二硼、二氧化硅、三氧化二鋁和氧化鋯，其中，以所述無 機粘結劑的總重量為基準，三氧化鉬的含量為10-50重量％，三氧化二硼的含量為10-70重 量％，二氧化硅的含量為5-40重量％，三氧化二鋁的含量為5-20重量％，氧化鋯的含量為 5-40重量％。本發明提供的電極漿料在高溫下的燒結性能顯著地提高，從而提高了制得的電極 的發熱效率，縮短了氧傳感器的響應時間，另一方面由于能夠實現直接在空氣氣氛下進行 燒結，在保證制得的電極具有較高的發熱效率的同時，還大大地降低了工業生產的工藝要求，提高了生產效率并降低了生產成本。
具體實施例方式本發明一種氧傳感器電極漿料，該電極漿料含有無機粘結劑、有機粘結劑和鉬金 屬粉末，其中，所述無機粘結劑含有三氧化鉬、三氧化二硼、二氧化硅、三氧化二鋁和氧化 鋯，其中，所述無機粘結劑中的各組分的含量可以在很大范圍內改變，優選情況下，以所述 無機粘結劑的總重量為基準，三氧化鉬的含量為10-50重量％，三氧化二硼的含量為10-70 重量％，二氧化硅的含量為5-40重量％，三氧化二鋁的含量為5-20重量％，氧化鋯的含 量為5-40重量％ ；進一步優選為，以所述無機粘結劑的總重量為基準，三氧化鉬的含量為 15-35重量％，三氧化二硼的含量為20-50重量％，二氧化硅的含量為10-30重量％，三氧化 二鋁的含量為10-15重量％，氧化鋯的含量為10-30重量％。所述無機粘結劑的平均粒徑可以在一定范圍內改變，優選情況下，所述無機粘結 劑的平均粒徑小于10 μ m。本發明的發明人對氧傳感器電極的電極漿料進行深入的研究，發現使用上述組成 的無機粘結劑能夠改善無機粘合劑的高溫流動性和致密性，從而能夠使制得的氧傳感器電 極的發熱效率顯著提高，從而縮短響應時間，并且能夠實現在空氣氣氛下進行燒結，在保證 制得的氧傳感器的響應時間的同時，還大大地降低了工業生產的工藝要求，提高了生產效 率并降低了生產成本。優選情況下，所述無機粘結劑還可以含有添加劑，該添加劑選自氧化鈉、氧化鈣和 氧化鋅中的一種或幾種，所述添加劑的含量可以在很大范圍內改變，優選情況下，以所述無 機粘結劑的總重量為基準，所述添加劑的含量為1-10重量％。當所述無機粘結劑中含有添 加劑時，能夠進一步改善無機粘合劑的高溫玻化性能和致密性，以進一步地提高制得的電 極的發熱效率。本發明中，所述電極漿料中各組分的含量可以在很大范圍內改變，優選情況下，相 對于100重量份的鉬金屬粉末，所述無機粘結劑的含量為5-30重量份，所述有機粘結劑的 含量為20-50重量份。進一步優選為，相對于100重量份的鉬金屬粉末，所述無機粘結劑的 含量為10-25重量份，所述有機粘結劑的含量為30-45重量份。根據本發明，所述電極漿料還可以含有稀土金屬氧化物粉末，本發明的發明人發 現，當所述電極漿料中含有稀土金屬氧化物粉末時，能夠使所述電極漿料的性能得到更好 的改善，所述稀土金屬氧化物粉末可以為氧化鈰粉末和/或氧化鑭粉末，所述稀土金屬氧 化物粉末的平均粒子直徑可以在較大范圍內改變，優選為0. 1-5 μ m0所述稀土金屬氧化物 粉末的含量可以在一定范圍內改變，優選情況下，相對于100重量份的鉬金屬粉末，所述稀 土金屬氧化物粉末的含量為1-5重量份。更優選的情況下，所述電極漿料還可以含有氧化銦，氧化銦的加入可以降低鉬金 屬相高溫下的收縮團聚，能夠在一定程度上提高得到的氧傳感器電極的性能，使發熱效率 更加理想。所述氧化銦的含量可以在一定范圍內改變，優選為，相對于100重量份的鉬金屬 粉末，氧化銦的含量為0. 1-2重量份。本發明中，所述有機粘結劑的組成可以在很大范圍內改變，優選情況下，所述有機 粘結劑含有有機樹脂和有機溶劑，以所述有機粘結劑的總重量為基準，其中，有機樹脂的含量為10-40重量％，有機溶劑的含量為60-90重量％。所述有機樹脂可以為乙基纖維素、 聚乙烯醇縮丁醛和硝基纖維素中的一種或幾種；所述有機溶劑可以為松油醇、蓖麻油、環己 酮、松節油和鄰苯二甲酸二丁酯中的一種或幾種。本發明中，所述鉬金屬粉末的平均粒子直徑為本領域技術人員所公知，但優選情 況下，所述鉬金屬粉末的平均粒子直徑為0. 1-1 μ m。本發明還提供了所述電極漿料的制備方法，其中，該方法包括將一種原料混合物 混合均勻，之后進行研磨，所述原料混合物含有無機粘結劑、有機粘結劑和鉬金屬粉末，其 中，所述無機粘結劑含有三氧化鉬、三氧化二硼、二氧化硅、三氧化二鋁和氧化鋯，其中，所 述無機粘結劑中的各組分的含量可以在很大范圍內改變，優選情況下，以所述無機粘結劑 的總重量為基準，三氧化鉬的含量為10-50重量％，三氧化二硼的含量為10-70重量％， 二氧化硅的含量為5-40重量％，三氧化二鋁的含量為5-20重量％，氧化鋯的含量為5-40 重量％。進一步優選為，以所述無機粘結劑的總重量為基準，三氧化鉬的含量為15-35重 量％，三氧化二硼的含量為20-50重量％，二氧化硅的含量為10-30重量％，三氧化二鋁的 含量為10-15重量％，氧化鋯的含量為10-30重量％。所述無機粘結劑的制備方法沒有特別的限制，例如可以通過將上述組成的三氧 化鉬、三氧化二硼、二氧化硅、三氧化二鋁和氧化鋯混合均勻并研磨，研磨后將物料加熱至 1000-14500C，并在該溫度下保溫30-90分鐘，將熔化的物料淬火并研磨過篩，使得到無機 粘結劑的平均粒徑小于10 μ m。優選情況下，所述無機粘結劑還可以含有添加劑，該添加劑選自氧化鈉、氧化鈣和 氧化鋅中的一種或幾種，所述添加劑的含量可以在很大范圍內改變，優選情況下，以所述無 機粘結劑的總重量為基準，所述添加劑的含量為1-10重量％。當所述無機粘結劑中含有添 加劑時，能夠進一步改善無機粘合劑的高溫玻化性能和致密性，以進一步地提高制得的電 極的發熱效率。本發明中，所述原料混合物中各組分的用量可以在一定范圍內改變，優選情況下， 相對于100重量份的鉬金屬粉末，所述無機粘結劑的用量為5-30重量份，所述有機粘結劑 的用量為20-50重量份。進一步優選為，相對于100重量份的鉬金屬粉末，所述無機粘結劑 的用量為10-25重量份，所述有機粘結劑的用量為30-45重量份。根據本發明，所述原料混合物還可以含有稀土金屬氧化物粉末，本發明的發明人 意外地發現，當含有稀土金屬氧化物粉末時，能夠使所述電極漿料的性能得到更好的改善， 所述稀土金屬氧化物粉末可以為氧化鈰粉末和/或氧化鑭粉末，所述稀土金屬氧化物粉末 的平均粒子直徑可以在很大范圍內改變，優選為0. 1-5 μ m0所述稀土金屬氧化物粉末的用 量可以在很大范圍內改變，優選情況下，相對于100重量份的鉬金屬粉末，所述稀土金屬氧 化物粉末的用量為1-5重量份。更優選的情況下，所述原料混合物還可以含有氧化銦，氧化銦的加入可以降低鉬 金屬相在高溫下的收縮團聚，能夠進一步地提高得到的氧傳感器電極的性能，使發熱效率 更加理想。氧化銦的用量可以在很大范圍內改變，優選為，相對于100重量份的鉬金屬粉 末，氧化銦的用量為0. 1-2重量份。本發明中，所述有機粘結劑的組成可以在很大范圍內改變，優選情況下，所述有機 粘結劑含有有機樹脂和有機溶劑，以所述有機粘結劑的總重量為基準，其中，有機樹脂的含量為10-40重量％，有機溶劑的含量為60-90重量％。所述有機樹脂可以為乙基纖維素、 聚乙烯醇縮丁醛和硝基纖維素中的一種或幾種；所述有機溶劑可以為松油醇、蓖麻油、環己 酮、松節油和鄰苯二甲酸二丁酯中的一種或幾種。本發明中，所述鉬金屬粉末的平均粒子直徑為本領域技術人員所公知，但優選情 況下，所述鉬金屬粉末的平均粒子直徑為0. 1-1 μ m。根據本發明，在對混合均勻的原料混合物進行研磨的條件沒有特別的限制，優選 情況下，所述研磨的條件使得到的電極漿料的細度為小于10 μ m，使所述電極漿料的粘度為 120-250Pa. S。術語“細度”是按照GB/T17473. 2-2008標準檢測的。下面將通過實施例對本發明進行進一步具體描述。實施例1本實施例用于說明本發明提供的氧傳感器電極的電極漿料及其制備方法。(1)將平均粒子直徑小于5μπι的下述顆粒粉末加入到行星式球磨機中，在400rpm 的轉速下球磨20小時10重量份的三氧化鉬、70重量份的三氧化二硼、5重量份的二氧化 硅、5重量份的三氧化二鋁和10重量份的氧化鋯；之后用400目濾布過濾，將經過濾布的漿 料置于烘箱內于80°C烘干；將烘干后的粉末置于鉬金坩堝中，空氣氣氛下加熱至1100°C， 在該溫度保持30分鐘，將熔化的混合料取出淬火并球磨，400rpm的轉速下球磨8小時，過 400目篩，得到的粉末留存待用。(2)將15重量份的聚乙烯醇縮丁醛、30重量份的松油醇和55重量份的蓖麻油攪 拌均勻，并加熱直至完全溶解，使用400目的濾布過濾，待用。(3)將100重量份鉬金屬粉末(平均粒子直徑為0. 2 μ m)加入到8重量份的步驟 ⑴制得的無機粘結劑和22重量份的步驟(2)制得的有機粘結劑，并混合均勻得到電極漿 料Al。使用刮板細度計(型號BI A-1509，博達精密儀器有限公司)按照GB/ T17473. 2-2008標準，檢測電極漿料Al的細度為8 μ m，使用旋轉粘度計測量(型號為 NDJ-1，廠家為上海精暉儀器設備有限公司)檢測電極漿料的粘度為120Pa. S。對比例1根據與實施例1相同的方法制備參比電極漿料CAl，不同在于，用CNlOl 168472A中 實施例2中制備的具有以下組成的無機粘結劑替換實施例1中所用的無機粘結劑5重量 份的二氧化硅、15重量份的三氧化二硼、50重量份的三氧化二鉍、1重量份的三氧化二鋁、8 重量份的氧化鋅、5重量份的氧化鈣、1重量份的氧化鋯和5重量份的氧化鈦。使用刮板細度計(型號BI A-1509,博達精密儀器有限公司)按照GB/ T17473. 2-2008標準，檢測電極漿料CAl的細度為12 μ m，使用旋轉粘度計測量(型號為 NDJ-1，廠家為上海精暉儀器設備有限公司)檢測電極漿料的粘度為150Pa. S。實施例2本實施例用于說明本發明提供的氧傳感器電極的電極漿料及其制備方法。(1)將平均粒子直徑小于5 μ m的下述顆粒粉末加入到行星式球磨機中，在400rpm 的轉速下球磨20小時50重量份的三氧化鉬、10重量份的三氧化二硼、10重量份的二氧 化硅、20重量份的三氧化二鋁和10重量份的氧化鋯；之后用400目濾布過濾，將經過濾 布的漿料置于烘箱內于80°C烘干；將烘干后的粉末置于鉬金坩堝中，空氣氣氛下加熱至13000C，在該溫度保持40分鐘，將熔化的混合料取出淬火并球磨，400rpm的轉速下球磨8小 時，過400目篩，得到的粉末留存待用。( 將35重量份的乙基纖維素和65重量份的蓖麻油攪拌均勻，并加熱直至完全溶 解，使用400目的濾布過濾，待用。(3)將100重量份鉬金屬粉末(平均粒子直徑為0. 8 μ m)加入到觀重量份的步驟 ⑴制得的無機粘結劑和48重量份的步驟⑵制得的有機粘結劑，并混合均勻得到電極漿 料A2。使用刮板細度計(型號BI A-1509,博達精密儀器有限公司)按照GB/ T17473. 2-2008標準，檢測電極漿料A2的細度為9 μ m，使用旋轉粘度計測量(型號為 NDJ-1，廠家為上海精暉儀器設備有限公司)檢測電極漿料的粘度為220Pa. S。實施例3本實施例用于說明本發明提供的氧傳感器電極的電極漿料及其制備方法。(1)將平均粒子直徑小于5 μ m的下述顆粒粉末加入到行星式球磨機中，在400rpm 的轉速下球磨20小時15重量份的三氧化鉬、30重量份的三氧化二硼、20重量份的二氧 化硅、15重量份的三氧化二鋁和20重量份的氧化鋯；之后用400目濾布過濾，將經過濾 布的漿料置于烘箱內于80°C烘干；將烘干后的粉末置于鉬金坩堝中，空氣氣氛下加熱至 12000C，在該溫度保持60分鐘，將熔化的混合料取出淬火并球磨，400rpm的轉速下球磨8小 時，過400目篩，得到的粉末留存待用。(2)將15重量份的聚乙烯醇縮丁醛、10重量份的硝基纖維素和35重量份的蓖麻 油、40重量份的松節油攪拌均勻，并加熱直至完全溶解，使用400目的濾布過濾，待用。(3)將100重量份鉬金屬粉末(平均粒子直徑為0. 5 μ m)加入到20重量份的步驟 ⑴制得的無機粘結劑和40重量份的步驟(2)制得的有機粘結劑，并混合均勻得到電極漿 料A3。使用刮板細度計(型號BI A-1509，博達精密儀器有限公司)按照GB/ T17473. 2-2008標準，檢測電極漿料A3的細度為8 μ m，使用旋轉粘度計測量(型號為 NDJ-1，廠家為上海精暉儀器設備有限公司)檢測電極漿料的粘度為200Pa. S。實施例4本實施例用于說明本發明提供的氧傳感器電極的電極漿料及其制備方法。(1)將平均粒子直徑小于5 μ m的下述顆粒粉末加入到行星式球磨機中，在400rpm 的轉速下球磨20小時20重量份的三氧化鉬、20重量份的三氧化二硼、25重量份的二氧化 硅、15重量份的三氧化二鋁、10重量份的氧化鋯和10重量份的氧化鋅；之后用400目濾布 過濾，將經過濾布的漿料置于烘箱內于80°C烘干；將烘干后的粉末置于鉬金坩堝中，空氣 氣氛下加熱至1300°C，在該溫度保持50分鐘，將熔化的混合料取出淬火并球磨，400rpm的 轉速下球磨8小時，過400目篩，得到的粉末留存待用。(2)將15重量份的聚乙烯醇縮丁醛、20重量份的硝基纖維素和30重量份的環己 酮、35重量份的鄰苯二甲酸二丁酯攪拌均勻，并加熱直至完全溶解，使用400目的濾布過 濾，待用。(3)將100重量份鉬金屬粉末(平均粒子直徑為0. 6 μ m)加入到25重量份的步驟 ⑴制得的無機粘結劑和35重量份的步驟⑵制得的有機粘結劑，并混合均勻得到電極漿料A4。使用刮板細度計(型號BI A-1509，博達精密儀器有限公司)按照GB/ T17473. 2-2008標準，檢測電極漿料A4的細度為8 μ m，使用旋轉粘度計測量(型號為 NDJ-1，廠家為上海精暉儀器設備有限公司)檢測電極漿料的粘度為150Pa. S。實施例5本實施例用于說明本發明提供的氧傳感器電極的電極漿料及其制備方法。(1)將平均粒子直徑小于5 μ m的下述顆粒粉末加入到行星式球磨機中，在400rpm 的轉速下球磨20小時 重量份的三氧化鉬、25重量份的三氧化二硼、10重量份的二氧化 硅、10重量份的三氧化二鋁、25重量份的氧化鋯和2重量份的氧化鈣；之后用400目濾布過 濾，將經過濾布的漿料置于烘箱內于80°C烘干；將烘干后的粉末置于鉬金坩堝中，空氣氣 氛下加熱至1300°C，在該溫度保持70分鐘，將熔化的混合料取出淬火并球磨，400rpm的轉 速下球磨8小時，過400目篩，得到的粉末留存待用。(2)將25重量份的硝基纖維素和75重量份的環己酮攪拌均勻，并加熱直至完全溶 解，使用400目的濾布過濾，待用。(3)將100重量份鉬金屬粉末(平均粒子直徑為0. 7 μ m)加入到20重量份的步驟 ⑴制得的無機粘結劑、40重量份的步驟⑵制得的有機粘結劑和1. 5重量份的氧化銦中， 并混合均勻得到電極漿料A5。使用刮板細度計(型號BI A-1509,博達精密儀器有限公司)按照GB/ T17473. 2-2008標準，檢測電極漿料A5的細度為9 μ m，使用旋轉粘度計測量(型號為 NDJ-1，廠家為上海精暉儀器設備有限公司)檢測電極漿料的粘度為170Pa. S。實施例6本實施例用于說明本發明提供的氧傳感器電極的電極漿料及其制備方法。(1)將平均粒子直徑小于5 μ m的下述顆粒粉末加入到行星式球磨機中，在400rpm 的轉速下球磨20小時 重量份的三氧化鉬、25重量份的三氧化二硼、10重量份的二氧化 硅、10重量份的三氧化二鋁、25重量份的氧化鋯和2重量份的氧化鈣；之后用400目濾布過 濾，將經過濾布的漿料置于烘箱內于80°C烘干；將烘干后的粉末置于鉬金坩堝中，空氣氣 氛下加熱至1300°C，在該溫度保持70分鐘，將熔化的混合料取出淬火并球磨，400rpm的轉 速下球磨8小時，400目篩，得到的粉末留存待用。(2)將25重量份的硝基纖維素和75重量份的環己酮攪拌均勻，并加熱直至完全溶 解，使用400目的濾布過濾，待用。(3)將100重量份鉬金屬粉末(平均粒子直徑為0. 7 μ m)加入到20重量份的步驟 (1)制得的無機粘結劑、40重量份的步驟( 制得的有機粘結劑和0.4重量份的氧化銦中， 并混合均勻得到電極漿料A6。使用刮板細度計(型號BI A-1509,博達精密儀器有限公司)按照GB/ T17473. 2-2008標準，檢測電極漿料A6的細度為8 μ m，使用旋轉粘度計測量(型號為 NDJ-1，廠家為上海精暉儀器設備有限公司)檢測電極漿料的粘度為140Pa. S。實施例7本實施例用于說明本發明提供的氧傳感器電極的電極漿料及其制備方法。(1)將平均粒子直徑小于5 μ m的下述顆粒粉末加入到行星式球磨機中，在400rpm的轉速下球磨20小時 重量份的三氧化鉬、25重量份的三氧化二硼、10重量份的二氧化 硅、10重量份的三氧化二鋁、25重量份的氧化鋯和2重量份的氧化鈣；之后用400目濾布過 濾，將經過濾布的漿料置于烘箱內于80°C烘干；將烘干后的粉末置于鉬金坩堝中，空氣氣 氛下加熱至1300°C，在該溫度保持70分鐘，將熔化的混合料取出淬火并球磨，400rpm的轉 速下球磨8小時，過400目篩，得到的粉末留存待用。 (2)將25重量份的硝基纖維素和75重量份的環己酮攪拌均勻，并加熱直至完全溶 解，使用400目的濾布過濾，待用。(3)將100重量份鉬金屬粉末(平均粒子直徑為0. 7 μ m)加入到20重量份的步驟 (1)制得的無機粘結劑、40重量份的步驟( 制得的有機粘結劑、0.4重量份的氧化銦和2 重量份的氧化鈰粉末(平均粒子直徑為0. 5 μ m)中，并混合均勻得到電極漿料A7。使用刮板細度計(型號BI A-1509,博達精密儀器有限公司)按照GB/ T17473. 2-2008標準，檢測電極漿料A7的細度為9 μ m，使用旋轉粘度計測量(型號為 NDJ-1，廠家為上海精暉儀器設備有限公司)檢測電極漿料的粘度為130Pa. S。實施例8本實施例用于說明本發明提供的氧傳感器電極的電極漿料及其制備方法。(1)將平均粒子直徑小于5 μ m的下述顆粒粉末加入到行星式球磨機中，在400rpm 的轉速下球磨20小時 重量份的三氧化鉬、25重量份的三氧化二硼、10重量份的二氧化 硅、10重量份的三氧化二鋁、25重量份的氧化鋯和2重量份的氧化鈣；之后用400目濾布過 濾，將經過濾布的漿料置于烘箱內于80°C烘干；將烘干后的粉末置于鉬金坩堝中，空氣氣 氛下加熱至1300°C，在該溫度保持70分鐘，將熔化的混合料取出淬火并球磨，400rpm的轉 速下球磨8小時，過400目篩，得到的粉末留存待用。( 將25重量份的硝基纖維素和75重量份的環己酮攪拌均勻，并加熱直至完全溶 解，使用400目的濾布過濾，待用。(3)將100重量份鉬金屬粉末(平均粒子直徑為0. 7 μ m)加入到20重量份的步驟 (1)制得的無機粘結劑、40重量份的步驟( 制得的有機粘結劑、0.4重量份的氧化銦和4 重量份的氧化鑭粉末(平均粒子直徑為Ι.Ομπι)中，并混合均勻得到電極漿料Α8。使用刮板細度計(型號BI Α-1509,博達精密儀器有限公司)按照GB/ Τ17473. 2-2008標準，檢測電極漿料Α8的細度為10 μ m，使用旋轉粘度計測量(型號為 NDJ-1，廠家為上海精暉儀器設備有限公司)檢測電極漿料的粘度為1350Pa. S。實施例9-16分別使用實施例1-8中制得的電極漿料A1-A8制備氧傳感器電極D1-D8，制備過程 中除了使用不同的電極漿料以外，其他條件均相同。具體步驟如下通過流延成型得到氧化鋯陶瓷生坯，尺寸100X10X1. 5mm，將制備好的電極漿料 絲網印刷到氧化鋯陶瓷生坯上，網版(昆山優印絲網移印機械器材廠，325#)，印刷層厚度 為10 μ m，，每片生坯涂覆漿料0. 15g，將絲網印刷好的生坯放入烘箱，80°C烘干20分鐘，之 后在空氣氣氛下于150(TC下燒結120分鐘。對比例2根據與實施例9-16中的方法相同的方法，制備參比氧傳感器電極CD1，不同在于 使用的電極漿料為對比例1中制得的參比電極漿料CA1。
實施例17-24通過以下方法分別檢測實施例9-16中制得的氧傳感器電極D1-D8的發熱效率在恒溫恒濕環境(溫度25°C，濕度60% )下，將12V恒壓源(青島揚中電子有限公 司，CS164函數信號發生器)的正負極夾頭夾住樣品(長方形)的對角位置，夾頭控制在樣 品邊角2X2mm區域內；將萬用表(上海群威電子科技有限公司，Fluke F572)打到溫度測 量檔，使熱電偶測試探頭接觸長方形涂層的對稱中心處，并固定；用玻璃燒杯將樣品罩住， 打開12V恒壓源通電加熱，分別記錄通電后60秒和90秒時，萬用表的溫度數據，結果如表 1所示。對比例3根據與實施例17- 相同的方法檢測對比例2中制得的參比氧傳感器電極CDl的 發熱效率，結果如表1所示。表 權利要求
1.一種氧傳感器電極的電極漿料，該電極漿料含有無機粘結劑、有機粘結劑和鉬金屬 粉末，其特征在于，所述無機粘結劑含有三氧化鉬、三氧化二硼、二氧化硅、三氧化二鋁和氧 化鋯，其中，以所述無機粘結劑的總重量為基準，三氧化鉬的含量為10-50重量％，三氧化 二硼的含量為10-70重量％，二氧化硅的含量為5-40重量％，三氧化二鋁的含量為5-20重 量％，氧化鋯的含量為5-40重量％。
2.根據權利要求1所述的電極漿料，其中，以所述無機粘結劑的總重量為基準，三氧化 鉬的含量為15-35重量％，三氧化二硼的含量為20-50重量％，二氧化硅的含量為10-30重 量％，三氧化二鋁的含量為10-15重量％，氧化鋯的含量為10-30重量％。
3.根據權利要求1或2所述的電極漿料，其中，所述無機粘結劑還含有添加劑，該添加 劑選自氧化鈉、氧化鈣和氧化鋅中的一種或幾種，以所述無機粘結劑的總重量為基準，所述 添加劑的含量為1-10重量％。
4.根據權利要求1所述的電極漿料，其中，相對于100重量份的鉬金屬粉末，所述無機 粘結劑的含量為5-30重量份，所述有機粘結劑的含量為20-50重量份。
5.根據權利要求4所述的電極漿料，其中，相對于100重量份的鉬金屬粉末，所述無機 粘結劑的含量為10-25重量份，所述有機粘結劑的含量為30-45重量份。
6.根據權利要求1所述的電極漿料，其中，該電極漿料還含有稀土金屬氧化物粉末，該 稀土金屬氧化物粉末為氧化鈰粉末和/或氧化鑭粉末，并且所述稀土金屬氧化物粉末的平 均粒子直徑為0. 1-5 μ m。
7.根據權利要求6所述的電極漿料，其中，相對于100重量份的鉬金屬粉末，所述稀土 金屬氧化物粉末的含量為1-5重量份。
8.根據權利要求1所述的電極漿料，其中，該電極漿料還含有氧化銦，其中，相對于100 重量份的鉬金屬粉末，氧化銦的含量為0. 1-2重量份。
9.根據權利要求1所述的電極漿料，其中，所述有機粘結劑含有有機樹脂和有機溶 劑，所述有機樹脂為乙基纖維素、聚乙烯醇縮丁醛和硝基纖維素中的一種或幾種；所述有 機溶劑為松油醇、蓖麻油、環己酮、松節油和鄰苯二甲酸二丁酯中的一種或幾種，并且以所 述有機粘結劑的總重量為基準，其中，有機樹脂的含量為10-40重量％，有機溶劑的含量為 60-90 重量 ％。
10.根據權利要求1所述的電極漿料，其中，所述鉬金屬粉末的平均粒子直徑為 0. 1-1 μ m。
11.權利要求1所述的電極漿料的制備方法，其中，該方法包括將一種原料混合物混合 均勻，之后進行研磨，所述原料混合物含有無機粘結劑、有機粘結劑和鉬金屬粉末，其特征 在于，所述無機粘結劑含有三氧化鉬、三氧化二硼、二氧化硅、三氧化二鋁和氧化鋯，其中， 以所述無機粘結劑的總重量為基準，三氧化鉬的含量為10-50重量％，三氧化二硼的含量 為10-70重量％，二氧化硅的含量為5-40重量％，三氧化二鋁的含量為5-20重量％，氧化 鋯的含量為5-40重量％。
全文摘要
本發明提供了一種氧傳感器電極的電極漿料，該電極漿料含有無機粘結劑、有機粘結劑和鉑金屬粉末，其中，所述無機粘結劑含有三氧化鉬、三氧化二硼、二氧化硅、三氧化二鋁和氧化鋯，其中，以所述無機粘結劑的總重量為基準，三氧化鉬的含量為10-50重量％，三氧化二硼的含量為10-70重量％，二氧化硅的含量為5-40重量％，三氧化二鋁的含量為5-20重量％，氧化鋯的含量為5-40重量％。本發明還提供了該電極漿料的制備方法。本發明提供的電極漿料在高溫下的燒結性能顯著地提高，提高了電極的發熱效率，縮短了氧傳感器的響應時間，此外由于能夠實現直接在空氣氣氛下進行燒結，還大大地降低了工業生產的工藝要求。
文檔編號G01N27/409GK102109484SQ200910252568
公開日2011年6月29日 申請日期2009年12月29日 優先權日2009年12月29日
發明者向其軍, 郭聰, 陳福平 申請人:比亞迪股份有限公司