一种氧传感器芯片中3Y和6Y的氧化锆流延片复合层的制备方法与流程

一种氧传感器芯片中3y和6y的氧化锆流延片复合层的制备方法
技术领域
1.本发明涉及氧传感器芯片制备技术领域，具体为一种氧传感器芯片中3y 和6y的氧化锆流延片复合层的制备方法。


背景技术：

2.近年来，随着汽车使用数量的大幅增加，未达排放标准的汽车废气污染问题相对严重，汽车用氧气传感器的问世很好的解决了汽车尾气污染相对严重的问题，大幅降低了汽车排放尾气对大气的危害，氧传感器是是利用陶瓷敏感元件测量汽车排气管道中的氧电势，由化学平衡原理计算出对应的氧浓度，达到监测和控制燃烧空燃比，以保证产品质量及尾气排放达标的测量元件。
3.在氧传感器及其他需要氧化锆材料的功能器件的制作过程中，常常需要用到氧化锆作为功能材料和同时作为结构材料的特性，所谓功能材料就是氧离子导电性，所谓结构材料就是氧化锆的韧性，在氧化锆陶瓷材料中氧化锆的韧性是相对较好的。而在不同氧化钇稳定的氧化锆材料系列中，3y的韧性较好而8y的氧离子导电性较好，一般采用5y做氧传感器的基片材料就是兼顾了韧性和离子导电性，但是并非氧传感器的所有片层对韧性和离子导电性的兼顾都一样，实际上信号单元对于氧离子导电性要求高一些，而加热单元对韧性的要求高一些，为此我们可以设计一种复合的氧化锆层，实现功能的优化。
4.针对上述问题，为此，我们提出了一种氧传感器芯片中3y和6y的氧化锆流延片复合层的制备方法。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种氧传感器芯片中3y和6y的氧化锆流延片复合层的制备方法，在氧传感器及其他需要氧化锆材料的功能器件的制作过程中，常常需要用到氧化锆作为氧离子导电性和同时作为氧化锆的韧性的特性，在氧化锆陶瓷材料中氧化锆的韧性是相对较好的，3y的韧性较好，6y的氧离子导电性较好，使制成的氧化锆流延片复合层具有韧性较好和氧离子导电性较好的优点，3y流延片、6y流延片和al2o3均采用有机粘结剂和溶剂配方进行反应，有机粘结剂为羧甲基纤维素钠、重铬酸钾、硫化促进剂m和改性松香树脂进行醚化反应而成，将复合氧化锆粉，溶剂和流延胶按比例配置，完成配比的原料调和形成浆料，将浆料经流延机流延形成流延片，解决了背景技术中的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种氧传感器芯片中 3y和6y的氧化锆流延片复合层的制备方法，包括以下步骤：
7.s1：工作准备：准备制备需要的原料、反应材料和加工机器；
8.s2：了解并调整3y流延片、6y流延片和al2o3的热膨胀系数；
9.s3：3y流延片、6y流延片和al2o3均采用相同的有机粘结剂和溶剂配方进行反应；
10.s4：将复合氧化锆粉，溶剂和流延胶按比例配置调和浆料，将浆料经流延机流延形
成流延片。
11.进一步地，所述步骤s2还包括：
12.s201：取得3y，6y，al2o3的热膨胀系数，3y的热膨胀系数为11.7(10-6
/k)， 6y的热膨胀系数为11.0(10-6
/k)，al2o3的热膨胀系数为8.0(10-6
/k)；
13.s202：3y，6y，al2o3设质量份数为x，1，1-x，则匹配条件是： 11.7x+(1-x)*8＝11.0；
14.s203：得出结论，x＝0.81，1-x＝0.19，所得在流延配方中，6y层的6y粉体质量份数为100份，对应匹配的3y+al2o3质量份数是3y含81份，而al2o3 含19份。
15.进一步地，所述步骤s3中，有机粘结剂为羧甲基纤维素钠、重铬酸钾、硫化促进剂m和改性松香树脂进行醚化反应而成，羧甲基纤维素钠、重铬酸钾、硫化促进剂m和改性松香树脂其制备配比为60∶10∶20∶10。
16.进一步地，所述步骤s4中还包括：
17.s401：将复合氧化锆粉，溶剂和流延胶按比例配置，复合氧化锆粉，溶剂和流延胶按质量分数比为：100∶(30～50)∶(20～40)；
18.s402：将完成配比的原料调和形成浆料；
19.s403：浆料放置于流延机上流延形成流延片。
20.进一步地，所述步骤s401中，流延胶由聚乙烯醇缩丁醛溶于乙醇并添加聚乙二醇增塑剂形成，聚乙烯醇缩丁醛∶乙醇∶聚乙二醇增塑剂的容积比为： 100∶(50～100)∶(20～50)。
21.进一步地，所述步骤s403中，流延机型号为cam-h355。
22.与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
23.1、本发明提出的氧传感器芯片中3y和6y的氧化锆流延片复合层的制备方法，准备制备需要的原料、反应材料和加工机器，了解并调整3y流延片、6y流延片和al2o3的热膨胀系数，取得3y，6y，al2o3的热膨胀系数，3y的热膨胀系数为11.7(10-6
/k)，6y的热膨胀系数为11.0(10-6
/k)，al2o3的热膨胀系数为8.0(10-6
/k)，3y的韧性较好，6y的氧离子导电性较好，将 3y流延片、6y流延片和al2o3进行反应，使制成的氧化锆流延片复合层具有韧性较好和氧离子导电性较好的优点。
24.2、本发明提出的氧传感器芯片中3y和6y的氧化锆流延片复合层的制备方法，设置3y，6y，al2o3设质量份数为x，1，1-x，则匹配条件是： 11.7x+(1-x)*8＝11.0，得出结论，x＝0.81，1-x＝0.19，所得在流延配方中，6y 层的6y粉体质量份数为100份，对应匹配的3y+al2o3质量份数是3y含81 份，而al2o3含19份。
25.3、本发明提出的氧传感器芯片中3y和6y的氧化锆流延片复合层的制备方法，3y流延片、6y流延片和al2o3均采用相同的有机粘结剂和溶剂配方进行反应，有机粘结剂为羧甲基纤维素钠、重铬酸钾、硫化促进剂m和改性松香树脂进行醚化反应而成，羧甲基纤维素钠、重铬酸钾、硫化促进剂m和改性松香树脂其制备配比为50∶20∶21∶9，羧甲基纤维素钠具有无臭、无味、有吸湿性和易于分散在水中的特性，且由于是可食性材料，对人体健康不会造成不良影响，将复合氧化锆粉，溶剂和流延胶按比例配置调和浆料，将复合氧化锆粉，溶剂和流延胶按比例配置，复合氧化锆粉，溶剂和流延胶按质量分数比为：100∶(30～50)∶(20～40)，流延胶由聚乙烯醇缩丁醛溶于乙醇并添加聚乙二醇增塑剂形成，聚乙烯醇缩丁醛∶乙
醇∶聚乙二醇增塑剂的容积比为：100∶(50～100)∶(20～50)，将完成配比的原料调和形成浆料，将浆料经流延机流延形成流延片。
附图说明
26.图1为本发明的一种氧传感器芯片中3y和6y的氧化锆流延片复合层的制备方法流程示意图；
27.图2为本发明的了解并调整3y流延片、6y流延片和al2o3的热膨胀系数流程示意图；
28.图3为本发明的将复合氧化锆粉，溶剂和流延胶按比例配置调和浆料，将浆料经流延机流延形成流延片流程示意图示意图；
29.图4为本发明的3y，6y和al2o3热膨胀系数的运算公式。
具体实施方式
30.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
31.实施例一：
32.请参阅图1、图2和图4，一种氧传感器芯片中3y和6y的氧化锆流延片复合层的制备方法，包括以下步骤：
33.s1：工作准备：准备制备需要的原料、反应材料和加工机器；
34.s2：了解并调整3y流延片、6y流延片和al2o3的热膨胀系数；
35.步骤s2还包括：
36.s201：取得3y，6y，al2o3的热膨胀系数，3y的热膨胀系数为11.7(10-6
/k)， 6y的热膨胀系数为11.0(10-6
/k)，al2o3的热膨胀系数为8.0(10-6
/k)；
37.s202：3y，6y，al2o3设质量份数为x，1，1-x，则匹配条件是： 11.7x+(1-x)*8＝11.0；
38.s203：得出结论，x＝0.81，1-x＝0.19，所得在流延配方中，6y层的6y粉体质量份数为100份，对应匹配的3y+al2o3质量份数是3y含81份，而al2o3 含19份。
39.实施例二：
40.请参阅图1和图3，s3：3y流延片、6y流延片和al2o3均采用相同的有机粘结剂和溶剂配方进行反应，有机粘结剂为羧甲基纤维素钠、重铬酸钾、硫化促进剂m和改性松香树脂进行醚化反应而成，羧甲基纤维素钠、重铬酸钾、硫化促进剂m和改性松香树脂其制备配比为60∶10∶20∶10。
41.s4：将复合氧化锆粉，溶剂和流延胶按比例配置调和浆料，将浆料经流延机流延形成流延片。
42.步骤s4中还包括：
43.s401：将复合氧化锆粉，溶剂和流延胶按比例配置，复合氧化锆粉，溶剂和流延胶按质量分数比为：100∶(30～50)∶(20～40)；
44.步骤s401中，流延胶由聚乙烯醇缩丁醛溶于乙醇并添加聚乙二醇增塑剂形成，聚乙烯醇缩丁醛∶乙醇∶聚乙二醇增塑剂的容积比为：100∶(50～100)∶(20～50)；
45.s402：将完成配比的原料调和形成浆料；
46.s403：浆料放置于流延机上流延形成流延片，流延机型号为cam-h355。
47.综上所述：准备制备需要的原料、反应材料和加工机器，了解并调整3y 流延片、6y流延片和al2o3的热膨胀系数，取得3y，6y，al2o3的热膨胀系数， 3y的热膨胀系数为11.7(10-6
/k)，6y的热膨胀系数为11.0(10-6
/k)，al2o3 的热膨胀系数为8.0(10-6
/k)，3y的韧性较好，6y的氧离子导电性较好，将3y流延片、6y流延片和al2o3进行反应，使制成的氧化锆流延片复合层具有韧性较好和氧离子导电性较好的优点，设置3y，6y，al2o3设质量份数为 x，1，1-x，则匹配条件是：11.7x+(1-x)*8＝11.0，得出结论，x＝0.81，1-x＝0.19，所得在流延配方中，6y层的6y粉体质量份数为100份，对应匹配的3y+al2o3 质量份数是3y含81份，而al2o3含19份，3y流延片、6y流延片和al2o3均采用相同的有机粘结剂和溶剂配方进行反应，有机粘结剂为羧甲基纤维素钠、重铬酸钾、硫化促进剂m和改性松香树脂进行醚化反应而成，羧甲基纤维素钠、重铬酸钾、硫化促进剂m和改性松香树脂其制备配比为50∶20∶21∶9，羧甲基纤维素钠具有无臭、无味、有吸湿性和易于分散在水中的特性，且由于是可食性材料，对人体健康不会造成不良影响，将复合氧化锆粉，溶剂和流延胶按比例配置调和浆料，将复合氧化锆粉，溶剂和流延胶按比例配置，复合氧化锆粉，溶剂和流延胶按质量分数比为：100∶(30～50)∶(20～40)，流延胶由聚乙烯醇缩丁醛溶于乙醇并添加聚乙二醇增塑剂形成，聚乙烯醇缩丁醛∶乙醇∶聚乙二醇增塑剂的容积比为：100∶(50～100)∶(20～50)，将完成配比的原料调和形成浆料，将浆料经流延机流延形成流延片。
48.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
49.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。