料优选采用金属鹤制成，在步骤（2)制得 的参比基体底面印刷鹤电阻浆料后在加热电极的表面印刷氧化侣浆料将加热电极覆盖住 后在1400?1550°C烧结，时间为60?120分钟。
[003引将步骤（1)制得的敏感层覆盖在步骤做制得的参比基体上面，并在敏感层和参 比基体之间涂覆高温陶瓷釉料在1150?1200°C烧结10?30分钟制得片式氧传感器。
[0036] 参见图1为采用本发明方法制得的新型片式氧传感器的结构示意图，该片式传感 器自下而上依次包括加热器保护层7、加热电极6、参比基体5、内电极4、传感器基体3、外电 极2和多孔保护层1，显然相比于现有技术中片式氧传感器的结构，本发明制得新型片式氧 传感器结构简化了许多，参比基体5起到参比空气通道层和绝缘层的作用，而且加热电极6 与传感器基体3之间具有优良的绝缘性能，可避免加热电极6漏电对传感器信号的干扰，而 且加热电阻采用鹤代替传统的贵金属销电阻浆料，降低了材料成本。
[0037] W下通过具体实施例对本发明做进一步的解释和说明。
[00測 实施例1
[0039] ①制作敏感层
[0040] 将2?8mole% Y203渗杂的氧化错粉末lOOg置于球磨机中，加入150g己醇、5gS 己醇胺、2g甘油、7g聚己締醇，球磨混合3化后制得粘度为5400mPa. S的浆料，在流延机中 制成厚度为0. 1?0. 5mm的流延片作为传感器基体，然后在传感器基体的两面采用销电极 浆料分别印刷外电极和内电极，然后在外电极上印刷多孔保护层，在60?400°C烘干后，在 1350 ?1550 °C 烧结。
[0041] ②制作参比基体
[0042] 用氧化侣粉末和1?5wt%氧化娃粉末或氧化儀粉末混合，加入8%的PVB、5%S 己醇胺、5 %聚己二醇、40 %无水己醇W及32 %的了酬，经过24小时球磨后流延成厚度为 0. 3?0. 5mm的流延片，然后将其中3片切割成带槽的片W及一片没有槽的片经过叠压成为 带有凹腔的参比基体，制得参比基体的厚度为1. 2mm，凹腔的厚度为0. 9mm，所述凹腔的长 度与所述参比基体匹配并在所述参比基体的上面和侧面开口。然后在60?400°C烘干后， 在1350?1550°C烧结。
[0043] ⑨制作加热层
[0044] 在上述制得的参比基体的底面印刷鹤电阻浆料作为加热电极，然后在加热电极的 表面印刷氧化侣浆料后在1400?1550°C条件下烧结60?120分钟。氧化侣浆料烧结后为 加热器基体。
[0045] 最后将敏感层覆盖在参比基体上并在敏感层和参比基体之间涂覆高温陶瓷釉料， 然后在1150?1200°C条件下烧结10?30分钟。
[0046] 实施例2
[0047] 其他与实施例1相同，不同之处在于：制作传感器基体的氧化错粉末中渗杂2? 8mole%的MgO ;制作参比基体时，氧化娃或氧化儀粉末的含量为5wt%，参比基体的厚度为 1mm，凹腔的厚度为0. 1mm。
[0048] 实施例3
[0049] 其他与实施例1相同，不同之处在于：制作传感器基体的氧化错粉末中渗杂2? 8mole%的化0 ;制作参比基体时，氧化娃或氧化儀粉末的含量为3wt%，参比基体的厚度为 1. 5mm，凹腔的厚度为1mm。
[0化日]对比例1
[0051] 现在制备片式传感器加热器绝缘层的方法一般为：加热层采用与传感器基体的材 料一致，即用氧化错材料制备加热层，将氧化侣制备成印刷浆料印刷在氧化错上，然后在将 加热电路印刷在氧化侣层上再在加热电路上印刷一层氧化侣浆料将加热电路包裹起来，最 后将敏感层、空气通道及加热层叠在一起进行脱脂共烧结。该样制备的加热器绝缘层的绝 缘电阻一般小于30化'Q，如果氧化侣绝缘浆料印刷不均匀时，绝缘电阻可能只有200? 400k' Q。
[0052] 性能测试；为了说明本发明的效果，分别测试了如下性能
[0053] 1、密封性测试；将上述实施例中的传感器安装在片式传感器密封性测试台上进行 测试，即将片式传感器的空气通道开口一端插入密封测试台测试腔中，将压缩空气通入传 感器空气通道内，使其压力达到300kPa，同时测量其压力变化，记录压力随时间的变化，W 每分钟压力下降的多少记为气体泄漏率，单位为化/min。
[0054] 2、绝缘电阻测试；将直流电源与传感器加热引线连接，使传感器温度达到800。 此时用阻抗大于10M' Q万用表测量加热器引线与传感器敏感电极（内电极或者外电极） 之间的电阻大小。
[0化5] 测试结果见下表：
[0化6]
【主权项】
1. 一种新型片式氧传感器的制备方法，其特征在于包括以下步骤： (1) 用氧化物掺杂的氧化锆粉末制作流延片作为传感器基体，在所述传感器基体的上 下两面分别印刷外电极Pt和内电极Pt，并在外电极的上方印刷多孔保护层后烘干、烧结制 得敏感层； (2) 用氧化铝粉末和氧化硅粉末或氧化镁粉末混合，制作流延片通过叠层方法制作参 比基体后烧结，该参比基体具有凹腔，或者通过注射成形方法制作参比基体；所述凹腔的长 度与所述参比基体匹配并在所述参比基体的上面和侧面开口； (3) 在步骤（2)制得参比基体的底面印刷钨电阻浆料作为加热电极，然后在加热电极 的表面印刷氧化铝制作的浆料后烧结； (4) 将步骤（1)中制得敏感层覆盖在步骤（3)制得的参比基体上面，并在两者之间涂覆 高温陶瓷釉料后烧结制得片式氧传感器。
2. 根据权利要求1所述的新型片式氧传感器的制备方法，其特征在于：所述步骤（1) 中氧化物为Y2〇3、MgO或CaO中一种或其混合物。
3. 根据权利要求2所述的新型片式氧传感器的制备方法，其特征在于：所述氧化物的 含量为2?8Mole%。
4. 根据权利要求1所述的新型片式氧传感器的制备方法，其特征在于：所述步骤（2) 中氧化硅粉末或氧化镁粉末的含量为1?5wt%。
5. 根据权利要求1所述的新型片式氧传感器的制备方法，其特征在于：所述步骤（2) 中参比基体的厚度为1?I. 5mm。
6. 根据权利要求1所述的新型片式氧传感器的制备方法，其特征在于：所述步骤（2) 中凹腔厚度为〇· 1?lmm〇
7. 根据权利要求1所述的新型片式氧传感器的制备方法，其特征在于：所述步骤（2) 中烧结温度为1350?1550°C，时间为60?120分钟。
8. 根据权利要求1所述的新型片式氧传感器的制备方法，其特征在于：所述步骤（3) 中烧结温度为1400?1550°C，时间为60?120分钟。
9. 根据权利要求1所述的新型片式氧传感器的制备方法，其特征在于：所述步骤（4) 中烧结温度为1150?1200°C，时间为10?30分钟。
【专利摘要】本发明公开了一种新型片式氧传感器的制备方法，其包括以下步骤，制作氧化锆传感器基体，在其上下两面印刷外电极Pt和内电极Pt后再在外电极上印刷多孔保护层后烘干、烧结；用氧化铝粉末和氧化硅或氧化镁粉末混合制作参比基体并在参比基体上制作作为空气通道的凹腔后烧结；在参比基体的底面印刷钨电阻浆料，然后在加热电极的表面印刷氧化铝浆料，然后经过烘干、烧结；最后将敏感层覆盖在参比基体上面，并在敏感层和参比基体之间涂覆高温陶瓷釉料后烧结。本发明提供的新型片式氧传感器的制备方法简化了片式氧传感器的结构，降低了生产成本，而且也提高了加热电极和敏感层之间的绝缘性能，进而提高了片式氧传感器的性能。
【IPC分类】G01N27-00, G01N27-409
【公开号】CN104569108
【申请号】CN201410815085
【发明人】朱捷, 肖建中
【申请人】昆山圣赛诺尔传感技术有限公司
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2014年12月24日