一种片式氧传感器用敏感功能材料及其制备方法
【专利说明】-种片式氧传感器用敏感功能材料及其制备方法
[000。（一）技术领域 本发明设及敏感功能陶瓷材料领域，特别设及一种片式氧传感器用敏感功能材料及其 制备方法。
[000引仁）【背景技术】 汽车氧传感器是电喷发动机控制系统中关键的传感部件，为保证尾气排放达标，汽车 氧传感器是利用陶瓷敏感元件对排气管道内的氧电势进行测量，再经由化学平衡原理计算 出对应的氧浓度，达到监测和控制炉内燃烧空燃比的目的。汽车氧传感器是目前最佳的燃 烧气氛测量方式，具有结构简单、响应迅速、测量准确、维护容易、使用便捷等优点。
[0003] 氧传感器W固体电解质的材料划分主要分为；氧化错氧传感器和氧化铁氧传感 器，而氧化错氧传感器是应用最广泛的氧传感器。氧传感器按工作原理分类可分为；浓差型 (Nernst型）氧化错氧传感器、极限电流型氧化错氧传感器和宽范围空燃比传感器。目前 W浓差电池型氧传感器为主。浓差电池型氧传感器的工作原理是：浓差电池型氧传感器是 基于固体电解质两边氧分压的差异而产生浓差电势，与自加热套管式传感器类似，都是利 用高温氧离子导电而无电子导电的固体电解质的特性。图1显示了它的剖面图。浓差电势 大小利用能斯特公式可得
【主权项】
1. 一种片式氧传感器用敏感功能材料，以Y-Sr-Zr系氧化物作为主配方，其特征在 于：在主配方中掺入添加剂Nb205、MgO和Al2O3制成，其中，主配方为重量比为2~10:30~40: 60~70的Y203、SrO、ZrO2，添加剂总量为主配方重量的0. 5~10%。
2. 根据权利要求1所述的片式氧传感器用敏感功能材料，其特征在于：添加剂重量比 为 Nb205:Mg0 :A1 203 =35~45 :25~40 :20~35。
3. -种权利要求1所述的片式氧传感器用敏感功能材料的制备方法，其特征在于： 在主配方Y-Sr-Zr系氧化物中掺入Nb205、MgO和Al2O 3后将其进行20~24小时的球磨， 经100~150°C烘干后加入粘合剂造成200~300目的颗粒，并制成各种厚度的成形圆片，在 1400~1550°C高温下烧结2~3小时，最后印刷得到成品。
4. 根据权利要求2所述的片式氧传感器用敏感功能材料的制备方法，其特征在于：所 述烧结过程为由室温~200 °C时，升温速率为0. 28 °C /min ;继续升温至600 °C，升温速率为 0. 48°C /min ;继续升温至800°C，升温速率为0. 56°C /min ;然后升温至1300°C，升温速率为 2. 08°C /min ;之后1300°C，恒温1~2小时，再次升温至烧结温度，升温速率为3. 33°C /min， 在烧结温度上恒温2~3小时，最后随炉降温。
5. 根据权利要求2所述的片式氧传感器用敏感功能材料的制备方法，其特征在于：所 述球磨时，球磨物料、水和球的重量配比为1:1. 1~1. 3:1. 4~1. 8。
6. 根据权利要求2所述的片式氧传感器用敏感功能材料的制备方法，其特征在于：所 述粘合剂为质量浓度为15~25%的聚乙烯醇溶液，其用量为主配方重量的20~30%。
7. 根据权利要求2所述的片式氧传感器用敏感功能材料的制备方法，其特征在于：所 述成形圆片的直径为5cm，成形密度为2. 4~3. 6g/cm3。
8. 根据权利要求2所述的片式氧传感器用敏感功能材料的制备方法，其特征在于： Y2O3量的减少，添加剂总量的增加，烧结温度的增加，此三个条件中的任何一个得到满足， 都会引起片式氧传感器用敏感功能材料的电导率下降，工作温度上升。
9. 一种片式氧传感器，其特征在于，采用权利要求1所述的片式氧传感器用敏感功能 材料制成。
【专利摘要】本发明涉及热敏材料领域，特别公开了一种片式氧传感器用敏感功能材料及其制备方法。该片式氧传感器用敏感功能材料，以Y-Sr-Zr系氧化物作为主配方，其特征在于：在主配方中掺入Nb2O5、MgO和Al2O3制成，其中，主配方为重量比为2~10:30~40:60~70的Y2O3、SrO、ZrO2。本发明的材料具有致密性好、稳定性高、导电性能优良等特点，是片式氧传感器所需的重要材料。
【IPC分类】C04B35-48
【公开号】CN104829226
【申请号】CN201510138488
【发明人】李本文, 朱金鸿, 刘倩
【申请人】山东中厦电子科技有限公司
【公开日】2015年8月12日
【申请日】2015年3月27日