专利名称：氧传感器用锆管的制造方法
技术领域：
本发明涉及一种汽车发动机电子控制系统的氧传感器用的锆管，具体涉及的是这 种锆管的制造方法。
背景技术：
氧传感器是安装在发动机排气系统中用来探测废气中含氧量的，其响应 时间和输出电压显得很重要，在汽车上普遍使用，其核心元件是锆管，锆管是氧化锆稳定的 氧化钇制备的，其内外壁涂覆钼金电极，锆管的外壁与排气管中的废气接触，在发动机排放 的高温气体催化下，通过废气的稀、浓比较，二氧化锆固体电解质能产生低电压和高电压信 号，废气中氧含量高低变化能使电压信号发生变化，高电压说明气缸中燃烧不充分，低电压 说明排气管中氧含量多，发动机气缸中的燃料是否燃烧彻底。发动机电子控制器ECU能根 据当前的信号状况适时调整喷油量和其他有关参数，使发动机达到最佳的工作状态和最佳 的排放标准。但是氧传感器在使用过程中，由于开始响应时间达不到要求，使得排放不达 标，氧传感器的排放要求，在发动机起动后前氧传感器信号电压在45s内达到600mV，如时 间超出规定值(45s)，ECU记录氧传感器故障。认为氧传感器失效，如北京伊兰特V16发动 机马上停止工作，造成的结果是显而易见的。德国博世发明的锆管其配方为&02粉体含 93%-95%g、y2o3含5%_7%g，在使用中，响应时间在22s以上其输出电压才能达到600mV，这 种锆管在实际应用中也还不够理想。
发明内容
鉴于背景技术存在的不足，本发明要解决的技术问题是提供一种在发动机起动后 氧传感器开始的响应时间快输出电压高的氧传感器用的锆管。为此，本发明是采用以下技术方案来实现的一种氧传感器用锆管的制造方法，其特征在于该锆管采用重量比为92、3%的二氧化锆和氧化钇混合粉、5飞％的氧化镧或者 氧化铈、广3%的硬脂酸钠，区二氧化锆、氧化镧或氧化铈以及硬脂酸钠进行球磨、烘干、过 筛制得混合粉体，加入15 20%的石蜡，经过充分搅拌，再注浆成型，最后经过脱脂烧结就 成为氧传感器用的锆管；所述球磨的时间为48 50小时；所述过筛的筛子为8(Γ100目；所 述烘干温度为12(T15(TC，时间为5飞小时；所述搅拌温度为12(T125°C，搅拌时间为5飞 小时；所述注浆成型的温度为12(T125°C ；所述脱脂时间为2(Γ25小时；所述烧结温度为1545 1550°C，烧结时间为10 12小时。本发明中，加入氧化镧或者氧化铈，利用其提高基体的催化活性的催化作用机制， 能够自动调节空气燃料比和助催化作用，在锆管的固体电解质中增加了晶格内的氧离子空 位，与德国博世生产的氧传感器锆管比较，德国博世公司生产的锆管其响应时间22. 767s 时输出电压达到600mV，而本发明响应时间在22. 767s时输出电压可达到730mV，德国博世 氧传感器锆管输出电压在730mV时其响应时间则需要25. 117s，然而本发明在25. 117s时输 出的电压在834mV。两者相比输出电压高130mV，响应时间快2. 35s。可见，采用本发明的锆 管用在发动机上，可提高发动机起动后氧传感器开始的响应时间和输出电压，能够更加准 确的判断排气管中的氧浓度稀、浓，使的发动机达到排放要求，还可增加它的机械强度和热 稳定性。
下面再结合附图进一步描述本发明的有益效果。图1为本发明锆管与德国博世生产的锆管在22. 767s的响应时间时输出电压对比 图2为本发明锆管与德国博世生产的锆管在25. 117s的响应时间时输出电压对比图。
具体实施例方式这种氧传感器用的锆管的制造方法，采用重量比为92、3% 二氧化锆和氧化钇混合粉、5飞％的氧化镧或氧化铈、广3%d的硬脂酸钠，其中硬脂酸钠作为润滑剂，经48-50小 时的球磨、120-150°C，5飞小时烘干、80 100目筛子过筛制得混合粉，加重量比为15-20%的 石蜡，在120-125 的温度下搅拌5飞小时、在12(T125°C的温度下注浆成型、再经过20 25 小时的脱脂、最在1545 1550°C的温度下进行烧结1(Γ 2小时，就制得锆管，在锆管的两侧 烧结上多孔钼电极作为电压输出端子，钼电极外用等离子喷涂一层氧化铝保护层。在恶劣 的排气管废气中，防止电极中毒脱落，该保护层起到保护电极的作用。氧化镧或者氧化铈的 催化作用机制主要是提高基体的催化活性，自动调节空气燃料比和助催化作用，在锆管的 二氧化锆固体电解质中增加了晶格内的氧离子空位，这样在相同的响应时间，其输出电压 就高，如图1，其中，1=1线表示采用本发明锆管的氧传感器其响应时间在22. 767s时的输出 电压已达到730mV，2=2线表示德国博世公司生产的氧传感器，其响应时间在22. 767s时输 出电压601mV，相比德国博世公司生产的氧传感器，其输出电压高了 129mV。如图2所示，1=1 线表示使用本发明锆管的氧传感器，其响应时间在25. 117s时输出电压834mV，2=2线表示 德国博世公司生产的氧传感器，其响应时间在25. 117s时输出电压730mV，两者相比，在相 同响应时间下，采用本发明锆管的氧传感器响应时间快了 2. 35s，因此，采用本发明锆管的 氧传感器，用在汽车的发动机上，提高了发动机起动后氧传感器开始的响应时间和输出的 电压，使得汽车发动机达到排放要求，还可增加它的机械强度和热稳定性。
权利要求
一种氧传感器用锆管的制造方法，其特征在于该锆管采用重量比为92~93%的二氧化锆和氧化钇混合粉、5~6%的氧化镧或者氧化铈、1~3%的硬脂酸钠，区二氧化锆、氧化镧或氧化铈以及硬脂酸钠进行球磨、烘干、过筛制得混合粉体，加入15~20%的石蜡，经过充分搅拌，再注浆成型，最后经过脱脂烧结就成为氧传感器用的锆管。
2.根据权利要求1所述的氧传感器用锆管的制造方法，其特征在于所述球磨的时间为 48 50小时。
3.根据权利要求1所述的氧传感器用锆管的制造方法，其特征在于所述过筛的筛子为 80 100目。
4.根据权利要求1所述的氧传感器用锆管的制造方法，其特征在于所述烘干温度为 12(Tl50°C，时间为5 6小时。
5.根据权利要求1所述的氧传感器用锆管的制造方法，其特征在于所述搅拌温度为 12(Tl25°C，搅拌时间为5 6小时。
6.根据权利要求1所述的氧传感器用锆管的制造方法，其特征在于所述注浆成型的温 度为120 125°C。
7.根据权利要求1所述的氧传感器用锆管的制造方法，其特征在于所述脱脂时间为 20 25小时。
8.根据权利要求1所述的氧传感器用锆管的制造方法，其特征在于所述烧结温度为 1545 1550°C，烧结时间为10 12小时。
全文摘要
本发明公开了一种氧传感器用锆管的制造方法，其特征在于该锆管采用重量比为92~93%的二氧化锆和氧化钇混合粉、5~6%的氧化镧或者氧化铈、1~3%的硬脂酸钠，区二氧化锆、氧化镧或氧化铈以及硬脂酸钠进行球磨、烘干、过筛制得混合粉体，加入15~20%的石蜡，经过充分搅拌，再注浆成型，最后经过脱脂烧结就成为氧传感器用的锆管。按照这种方法制得的锆管，用在汽车发动机上，可提高发动机起动后氧传感器开始的响应时间和输出电压，更加准确的判断排气管中的氧浓度稀、浓，使其达到排放要求，还可增加它的机械强度和热稳定性。
文档编号G01N27/30GK101832964SQ20101018089
公开日2010年9月15日 申请日期2010年5月24日 优先权日2010年5月24日
发明者吕德智 申请人:华尔达集团有限公司