制造。在此，颗粒大小分布取决于最 终产品的相应的应用要求并且可以由本领域技术人员应用相关地确定。附加的粘合剂不是 必须的，因为三氧化硼起粘合相的作用。干压的氮化硼密封装置的生坯坚固性如果仍不足 够则可以通过热处理提高。生坯坚固性是一个因素，所述因素对于运输和安装时的处理是 非常重要的。热处理的温度和持续时间取决于最终产品的相应要求并且可以由本领域技术 人员情形相关地确定。
【附图说明】
[0024] 本发明的其他可选择的细节和特性由优选实施例的以下描述得出，所述优选实施 例在附图中示意性示出。附图示出：
[0025] 图1 :根据本发明的传感器的横截面视图。
【具体实施方式】
[0026] 图1示出根据本发明的传感器10的横截面视图。传感器10可以用于证明测量气 体的物理和/或化学的特性，其中可以检测一个或多个特性。以下尤其参照测量气体的气 体组份的定性和/或定量的检测来描述本发明，尤其参照测量气体中的氧气组份的检测。 氧气份额例如可以以部分压力的形式和/或以百分比的形式检测。然而，原则上也可检测 其他气体组份、例如氮氧化物、碳氢化合物和/或氢气。然而，替代地或附加地也可以检测 测量气体的其他特性。本发明尤其可以用于机动车技术的领域中，从而测量气体空间尤其 可以涉及内燃机的排气装置，而测量气体尤其涉及废气。
[0027] 传感器10具有壳体12,所述壳体可以由金属制造并且具有作为用于安装到没有 示出的测量气体管中的固定模块的螺纹14。壳体12具有纵向孔16,所述纵向孔具有肩状 的环形面18。金属密封环20例如位于所述肩状的环形面18上，在所述金属密封环上施加 测量气体侧的陶瓷成形部22。测量气体侧的陶瓷成形部22朝纵向孔16的方向延伸地具有 连续的测量气体侧的裂口 24。与测量气体侧的陶瓷成形部22间隔开地，在纵向孔16中还 布置连接侧的陶瓷成形部26。连接侧的陶瓷成形部26同样朝纵向孔16的方向延伸地具有 中央布置的并且连续的连接侧的裂口 28。测量气体侧的陶瓷成形部22的测量气体侧的裂 口 24和连接侧的陶瓷成形部26的连接侧的裂口 28彼此对齐地延伸。具有测量气体侧的 端部区段32和连接侧的端部区段34的板形的传感器元件30位于裂口 24、28中。
[0028] 传感器元件30的测量气体侧的端部区段32从壳体12突出并且由保护管36包 围，所述保护管固定在壳体12上。保护管36具有用于待测量气体的进口和出口 38。连接 侧的端部区段32具有连接接触40,所述连接接触同样从壳体12突出。连接接触40与没有 示出的设置有连接线缆的接触插接部接触。从壳体12突出的连接侧的端部区段34由没有 示出的封装包围，所述封装保护连接侧的端部区段34免受周围环境影响。
[0029] 密封装置42位于测量气体侧的陶瓷成形部22和连接侧的陶瓷成形部26之间。密 封装置42包括至少一个密封装置44。在所示出的实施例中，密封装置42仅仅示例性地并 且没有限制地由第一密封装置44、第二密封装置46和第三密封装置48组成。理解为，根据 应用可以设置或多或少的密封装置。例如，本发明的另一没有详细示出的实施方式可以设 想：在所述实施方式中密封装置42仅仅由一个唯一的密封元件组成，所述密封元件具有在 图1中所描述的第一密封装置44的特性。
[0030] 第一密封装置44位于测量气体侧的陶瓷成形部22上。与之连接的是第二密封装 置46。第三密封装置48位于第二密封装置46上，连接侧的陶瓷成形部26压到所述第三密 封装置上。连接侧的陶瓷成形部26的压紧力由金属套50施加。金属套50例如具有多个 向后指向的夹紧装置52,所述夹紧装置啮合到模制在壳体12上的切槽54中。但也可以设 想，金属套50与壳体12焊接。
[0031] 第一密封装置44和第三密封装置48可以由氧化物陶瓷材料制造。氧化物陶瓷材 料可以具有多个氧化物陶瓷化合物，它们通常具有皂石。第二密封装置46由陶瓷材料制 造，所述陶瓷材料至少具有氮化硼。第一密封装置44和第三密封装置48可以替代地由与 第二密封装置46相同的材料制造。本发明的特别的但非唯一的焦点在于第二密封装置46 和所述第二密封装置的制造。根据本发明的用于制造第二密封装置46的方法以下更详细 地描述。
[0032] 第二密封装置46尤其可以如下制造。首先提供陶瓷材料，所述陶瓷材料至少具有 氮化硼和三氧化硼。三氧化硼相对于陶瓷材料的份额为2.0%至6.0% (重量）并且优选 为3.0%至5.0% (重量）、例如为4.0% (重量）。陶瓷材料尤其作为粉末或者颗粒提供。 粉末可以由碎粒或者喷涂粒制造。碎粒可以通过研磨紧凑化的三氧化硼粉末或者通过研磨 热压的烧结体来制造。喷涂粒可以由基于溶剂的充填料制造。附加的粘合剂是不必须的， 因为三氧化硼起粘合相的作用。粉末可以湿处理并且随后借助成形压合成形成密封装置。 替代地，陶瓷材料可以借助成形压合成形成密封装置42,其中干地实施成形压合并且随后 在压合之后湿处理陶瓷材料。优选地，有针对性地实施均匀的湿处理。
[0033] 密封装置42通过这种方式构造成可变形体。相应地，密封装置42首先作为生坯 存在。通过热处理可以提高生坯坚固性并且因此改善密封装置42在运输和进一步处理期 间的稳健性。密封装置42如此构造，使得密封装置42可以置于传感器10的壳体12的纵 向孔16中。
[0034] 最后，将密封装置42置于传感器10的壳体12的纵向孔16中。如此构造的第二 密封装置46与第一密封装置44和第三密封装置48 -同置于已经包含传感器元件30的纵 向孔16中。在如此构造的密封装置42上布置连接侧的陶瓷成形部26。随后，将金属套50 放置到连接侧的陶瓷成形部26上。随后，借助压印将力施加到金属套50上，所述力通过连 接侧的陶瓷成形部26作用到密封装置42的密封装置44、46、48上。在此，使密封装置44、 46、48的预制造的环如此变形，使得密封装置44、46、48的材料与传感器元件30和壳体12 匹配。在安装之前和/或之后，例如可以通过感应式加热将剩余水从密封装置44、46、48排 出。
[0035] 在设置第二密封装置46之前可以热处理第二密封装置46。热处理在475°C至 1250°C的温度、例如650°时实施。替代地且优选地，在将第二密封装置46置于传感器10 的壳体12的纵向孔16中之后实施热处理。以上所描述的温度如此选择，使得热处理在以 下温度时实施：所述温度在三氧化硼的熔化温度以上，但是在皂石的烧结温度以下，由所述 皂石制造第一密封装置44和第三密封装置48。
[0036] 后一替代方案利用三氧化硼的确定的特性，如以下更详细描述的那样。三氧化硼 是强烈吸湿的并且在水吸收的情况下容易过渡成邻硼酸Η 3Β03。硼酸在上述热处理时出现， 因为在此温度位于三氧化硼的熔化温度以上并且皂石的烧结温度以下，并且与第一密封装 置44和第三密封装置48的邻接的皂石原材料一同构成硼酸玻璃。在此，三氧化硼起非定形 的粘合相的作用，第一密封装置44和第三密封装置48的皂石原材料作为矩阵起作用。此 外，接合间隙以及由不同热膨胀系数决定的间隙在比通过非定形的由氮化硼制造的密封装 置能够实现的更高的温度时相对于壳体12和传感器元件30改善地闭合并且补偿。
【主权项】
1. 一种用于制造用于传感器（10)的传感器元件（30)的密封装置（42,46)的方法，所 述传感器用于检测测量气体空间中的测量气体的至少一个特性，尤其用于检测所述测量气 体中的气体组份的份额或者所述测量气体的温度，所述方法包括以下步骤： 提供陶瓷材料，所述陶瓷材料至少具有氮化硼和三氧化硼，其中，所述三氧化硼相对于 所述陶瓷材料的份额为2.0%至6.0% (重量）； 将所述陶瓷材料成形压合成密封装置（42,46); 热处理所述密封装置（42,46)。2. 根据以上权利要求所述的方法，其中，干式地实施所述成形压合。3. 根据以上权利要求中任一项所述的方法，其中，所述热处理在475°C至1250Γ的温 度时实施。4. 根据以上权利要求中任一项所述的方法，其中，所述陶瓷材料作为粉末提供。5. 根据以上权利要求中任一项所述的方法，其中，所述粉末由碎粒或者喷涂粒制造。6. 根据以上权利要求中任一项所述的方法，其中，湿处理所述陶瓷材料。7. 根据以上权利要求中任一项所述的方法，其中，在所述压合之后湿处理所述陶瓷材 料。8. 根据以上权利要求中任一项所述的方法，其中，所述密封装置（42,46)构造成可变 形体。9. 根据以上权利要求中任一项所述的方法，其中，所述密封装置（42,46)如此构造，使 得所述密封装置能够置于所述传感器（10)的壳体（12)的纵向孔（16)中。10. 根据以上权利要求中任一项所述的方法，其中，在将所述密封装置（42,46)置于所 述传感器（10)的壳体（12)的纵向孔（16)中之后实施所述热处理。
【专利摘要】本发明提出一种用于制造用于传感器(10)的传感器元件(30)的密封装置(42，46)的方法，所述传感器用于检测测量气体空间中的测量气体的至少一个特性，尤其用于检测在测量气体中气体组份的份额或者测量气体的温度。所述方法包括以下步骤：提供陶瓷材料，所述陶瓷材料至少具有氮化硼和三氧化硼，其中三氧化硼相对于陶瓷材料的份额为2.0％至6.0％(重量)；将所述陶瓷材料成形压合成密封装置(42，46)并且热处理所述密封装置(42，46)。
【IPC分类】G01N27/403, G01N27/409, C04B35/583
【公开号】CN105572201
【申请号】CN201510736652
【发明人】C·耶格, J·莫拉特, M·罗森兰德, B·维尔德
【申请人】罗伯特·博世有限公司
【公开日】2016年5月11日
【申请日】2015年11月3日
【公告号】DE102014222365A1