一种流延浆料及其制备方法、基材、陶瓷基体和氧传感器的制造方法_3

文档序号:8467243阅读:来源:国知局
,所述绝缘层浆料中的分散剂为聚羧酸铵盐。在本发明的实施例中,所述绝缘层浆料中的增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯和/或聚乙二醇。在本发明的实施例中,所述绝缘层浆料中的溶剂包括松油醇、酒精和二甲苯中的一种或几种。
[0099]在本发明的实施例中,所述电极浆料包括铂粉、氧化锆粉、氧化铝粉和溶剂。在本发明的实施例中,所述电极浆料中的溶剂包括鱼油、三油酸甘油酯和蓖麻油中的一种或几种。
[0100]在本发明的实施例中,在加热基底表面印刷绝缘层浆料和电极浆料的方法可以为厚膜丝网印刷。
[0101]在本发明的实施例中,所述加热层的厚度可以为110微米?200微米;在其他的实施例中,所述加热层的厚度可以为130微米?180微米;在另外的实施例中,所述加热层的厚度可以为140微米?160微米。
[0102]本发明提供的氧传感器包括设置在所述加热层表面的参比气层,所述参比气层的材质为上述技术方案所述的陶瓷基体。在本发明中,所述陶瓷基体与上述技术方案所述的陶瓷基体一致,在此不再赘述。在本发明的实施例中,所述参比气层的厚度为110微米?180微米;在其他的实施例中,所述参比气层的厚度可以为130微米?160微米;在另外的实施例中,所述参比气层的厚度可以为140微米?150微米。
[0103]在本发明的实施例中,所述参比气层中参比通道的形状为长方形。在本发明的实施例中,所述参比气层中参比通道的深度为90微米?110微米;在其他的实施例中,所述参比气层中参比通道的深度为100微米。
[0104]在本发明的实施例中,所述参比气层的制备方法为:
[0105]在上述技术方案所述的基材表面切割参比通道,得到参比气层。
[0106]在本发明中,所述基材与上述技术方案所述的基材一致,在此不再赘述。在本发明的实施例中,所述切割的方法为激光切割。在本发明中,所述参比通道与上述技术方案所述的参比通道一致,在此不再赘述。
[0107]本发明提供的氧传感器包括设置在所述参比气层表面的传感层,所述传感层包括上述技术方案所述的陶瓷基体。在本发明中,所述陶瓷基体与上述技术方案所述的陶瓷基体一致,在此不再赘述。
[0108]在本发明的实施例中,所述传感层包括:
[0109]陶瓷基体;
[0110]设置在所述陶瓷基体上表面的测试电极;
[0111]设置在所述陶瓷基体下表面的参比电极。
[0112]在本发明的实施例中,所述陶瓷基体的厚度为110微米?180微米;在其他的实施例中,所述陶瓷基体的厚度为120微米?170微米;在另外的实施例中,所述陶瓷基体的厚度为130微米?160微米。
[0113]在本发明的实施例中,所述传感层的制备方法为:
[0114]在上述技术方案所述的基材上下表面分别印刷电极浆料后烘干,得到传感层,所述电极浆料与上述技术方案所述的电极浆料一致。在本发明中,所述基材上表面印刷的电极浆料烘干后形成测试电极,所述基材下表面印刷的电极浆料烘干后形成参比电极。在本发明的实施例中,在所述基材上下表面印刷电极浆料的方法可以为厚膜丝网印刷。在本发明中,所述基材与上述技术方案所述的基材一致,在此不再赘述。
[0115]本发明对所述氧传感器的制备方法没有特殊的限制,采用本领域技术人员熟知的制备氧传感器的技术方案制备得到即可。在本发明的实施例中,所述氧传感器的制备方法为:
[0116]将加热层、参比气层和传感层按从下到上的顺序叠加后热压烧结,得到氧传感器。
[0117]在本发明中,所述加热层、参比气层和传感层的结构、材质和来源与上述技术方案所述加热层、参比气层和传感层的结构、材质和来源一致,在此不再赘述。
[0118]在本发明的实施例中,所述热压的温度为50°C?100°C ;在其他的实施例中,所述热压的温度为60°C?80°C。在本发明的实施例中,所述热压的压力为25MPa?50MPa ;在其他的实施例中,所述热压的压力为30MPa?40MPa。在本发明的实施例中,所述烧结的温度为1400°C?1600°C;在其他的实施例中,所述烧结的温度为1450°C?1550°C。在本发明的实施例中,所述烧结的时间为I小时?3小时。
[0119]本发明提供的氧传感器是由上述技术方案所述的强度较高的陶瓷基体制备得到的,采用这种强度较高的陶瓷基体制备氧传感器,能够提高氧传感器的合格率。
[0120]观察本发明提供的基材和陶瓷基体的表面;观察结果为,本发明提供的基材表面光滑、平整、均匀;本发明提供的陶瓷基体表面无翘曲、开裂产生。
[0121]采用上海倾技仪器仪表科技有限公司提供的QJ210C型号的张力拉伸仪对本发明提供的基材进行强度测试;测试结果为,本发明提供的基材的在拉力达到30N/cm2?35N/cm2时不断裂。
[0122]采用三点弯曲测试的方法在优鸿公司提供的陶瓷三点弯曲强度测试仪设备上测试本发明提供的陶瓷基体的强度,具体方法为:
[0123]将本发明提供的陶瓷基体放在陶瓷三点弯曲强度测试仪有一定距离的两个支撑点上,在两个支撑点中点上方向本发明提供的陶瓷基体施加向下的载荷,陶瓷基体的3个接触点形成相等的两个力矩时即发生三点弯曲,陶瓷基体将于中点处发生断裂。
[0124]测试结果为,本发明提供的陶瓷基体的强度为580MPa?600MPa。
[0125]将本发明提供的氧传感器放入模拟汽车发动机尾气排放检测系统进行检测,测试本发明提供的氧传感器的输出信号和响应时间,检测温度为450°C,氧传感器的加载电压为12V ;所述模拟汽车发动机尾气排放检测系统为天津市圣威科技发展有限公司提供的SV-5Q型号的产品;测试结果为,本发明提供的氧传感器输出信号高电压为910mv?950mv,低电压为50mv?60mv ;本发明提供的氧传感器的响应时间为50ms?80ms,响应时间短;由此可知,本发明提供的氧传感器为合成产品。
[0126]本发明以下实施例所用到的氧化锆粉体为山东玉马新材料公司提供的YSZ5y型号的产品,蓖麻油为国药集团药业股份有限公司公司提供的AR(沪试)型号的产品,鱼油为荣成市海洋鱼油精料厂提供的深海鱼油,三乙醇胺为国药集团药业股份有限公司公司提供的AR型号的产品,三聚氰胺树脂为吴江市南风精细化工有限公司提供的203-615-4型号的产品,丙烯酸树脂为博山轻工化学厂公司提供的BC/201型号的产品,邻苯二甲酸二丁酯为国药集团药业股份有限公司公司提供的AR型号的产品,消泡剂为毕克化学公司提供的BYK-051型号的产品。
[0127]实施例1
[0128]向球磨罐中加入粒度为400?500nm的40g的氧化锆粉体,加入5g的异丙醇、20g的乙醇、1g的丁酮、5g的环己酮、0.5g的蓖麻油、0.4g的鱼油、0.1g的三乙醇胺、5g的三聚氰胺树脂、5g的丙烯酸树脂、7g的邻苯二甲酸二丁酯和2g的消泡剂,再加入140g的氧化锆球磨珠,以350转/分的速度球磨96小时,得到混合物;将所述混合物在20转/秒的搅拌的条件下置于-0.lMPa、25°C、50%的湿度的真空环境中消泡2小时,得到流延浆料。
[0129]按照上述技术方案所述的方法,测试本发明实施例1制备得到的流延浆料的粘度,测试结果为,本发明实施例1制备得到的流延浆料的粘度为15000mPa.s?
[0130]实施例2
[0131]向球磨罐中加入粒度为400?500nm的40g的氧化锆粉体,加入5g的异丙醇、20g的乙醇、1g的丁酮、5g的环己酮、0.5g的蓖麻油、0.4g的鱼油、0.1g的三乙醇胺、7g的三聚氰胺树脂、3g的丙烯酸树脂、7g的邻苯二甲酸二丁酯和2g的消泡剂,再加入140g的氧化锆球磨珠,以300转/分的速度球磨90小时,得到混合物;将所述混合物在25转/秒的搅拌的条件下置于-0.05MPa、25°C、45%的湿度下的真空环境中消泡2小时,得到流延浆料。
[0132]按照上述技术方案所述的方法,测试本发明实施例2制备得到的流延浆料的粘度,测试结果为,本发明实施例2制备得到的流延浆料的粘度为20000mPa.s?
[0133]实施例3
[0134]向球磨罐中加入粒度为400?500nm的40g的氧化锆粉体,加入5g的异丙醇、20g的乙醇、1g的丁酮、5g的环己酮、0.5g的蓖麻油、0.4g的鱼油、0.1g的三乙醇胺、3g的三聚氰胺树脂、7g的丙烯酸树脂、7g的邻苯二甲酸二丁酯和2g的消泡剂,再加入140g的氧化锆球磨珠,以400转/分的速度球磨100小时,得到混合物;将所述混合物在30转/秒的搅拌的条件下置于-0.2MPa、25°C、54%的湿度下的真空环境中消泡2小时,得到流延浆料。
[0135]按照上述技术方案所述的方法,测试本发明实施例3制备得到的流延浆料的粘度,测试结果为,本发明实施例3制备得到的流延浆料的粘度为19000mPa.s?
[0136]实施例4
[0137]将本发明实施例1提供的流延浆料在汕头市青打塑胶机械有限公司提供的LYJ2700型号的流延机上25°C下流延I小时,然后将得到的流延产品在55°C下干燥20分钟,得到厚度为0.1mm的基材;所述流延过程中刮刀和成膜衬带之间的间隙厚度为0.4mm,所述流延过程中的成膜速度为0.05m/so
[0138]观察本发明实施例4制备得到的基材表面,观察结果如图1所示,图1为本发明实施例4提供的基材的图片,由图1可知,本发明实施例1提供的基材表面光滑、平整、均匀。
[0139]按照上述技术方案所述的方法,测试本发明实施例4提供的基材的强度,测试结果为,本发明实施例4提供的基材在拉力达到30N/cm2时不断裂。
[0140]将本发明实施例4制备得到的基材在1400°C下烧结I小时,得到陶瓷基体。
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