[发明专利]气体传感器含陶瓷的固体电解质和其制造方法

权利要求书

1.一种气体传感器，包括一个测定气体浓度的电化学电池，它包括一个氧离子导电固体电解质层和形成在氧离子导电固体电解质层上的金属电极，其中氧离子导电固体电解质层含有重量10-80％的绝缘陶瓷晶粒。

2.根据权利要求1所述的气体传感器，其特征在于还包括：一个陶瓷基片，它与氧离子导电固体电解质层分层地结合一体。

3.根据权利要求1所述的气体传感器，其特征在于氧离子导电固体电解质层含有重量为20-90％的固体电解质陶瓷。

4.根据权利要求1所述的气体传感器，其特征在于在氧离子导电固体电解质层中含的固体电解质陶瓷含有重量10％以下的稳定剂。

5.根据权利要求1所述的气体传感器，其特征在于在氧离子导电固体电解质层中含的固体电解质陶瓷的平均晶粒度不大于2.5μm，并且，在氧离子导电固体电解质层中含的绝缘陶瓷晶粒的平均晶粒度不大于1μm。

6.根据权利要求1所述的气体传感器，其特征在于在600℃的电极间的电阻小于5kΩ。

7.根据权利要求1所述的气体传感器，其特征在于在600℃的电极间的电阻小于1kΩ。

8.根据权利要求2所述的气体传感器，其特征在于，还包括在氧离子导电固体电解质层和绝缘陶瓷基片间的中间陶瓷层，其中绝缘层、中间层和氧离子导电固体电解质层整体共同烧结形成一层状结构。

9.根据权利要求8所述的气体传感器，其特征在于，中间陶瓷层含有电解质陶瓷和绝缘陶瓷，并且在中间陶瓷层中含的绝缘陶瓷重量至少比氧离子导电固体电解质层中的高10％。

10.根据权利要求2所述的气体传感器，其特征在于，还包括一个形成在金属电极上的相比密度为60-99.5％的陶瓷层，所述金属电极形成在氧离子导电固体电解质层上。

11.根据权利要求1所述的气体传感器，其特征在于，形成在氧离子导电固体电解质层上的金属电极包括Pt。

12.根据权利要求1所述的气体传感器，其特征在于，在氧离子导电固体电解质层中含的绝缘陶瓷晶粒包括氧化铝。

13.根据权利要求1所述的气体传感器，其特征在于，还包括：一个氧化铝基片，在所述氧化铝基片上一体地形成氧离子导电固体电解质层；一个加热器，位于氧化铝基片内；一个氧参考电极，一体地形成在氧离子导电固体电解质层上；和一个气体测量电极，一体地形成在氧离子导电固体电解质层上；其中氧离子导电固体电解质层含有氧化锆和氧化铝，含在氧离子导电固体电解质层中氧化铝晶粒的重量为氧离子导电固体电解质层总重量的10-80％。

14.根据权利要求13所述的气体传感器，其特征在于，氧化铝晶粒的重量为氧离子导电固体电解质层重量的30-70％。

15.根据权利要求13所述的气体传感器，其特征在于，还包括在氧化铝基片和氧离子导电固体电解质层间的一个中间层，其特征在于，中间层舍氧化锆和绝缘陶瓷，中间层中的绝缘陶瓷含量与氧离子导电固体电解质层中的不同。

16.根据权利要求15所述的气体传感器，其特征在于，中间层中的绝缘陶瓷重量含量，至少比氧离子导电固体电解质层中的绝缘陶瓷的重量含量大10％。

17.根据权利要求2所述的气体传感器，其特征在于，在绝缘陶瓷基片中含的主要材料是氧化铝。

18.根据权利要求13所述的气体传感器，其特征在于还包括形成在气体测量电极和/或氧离子导电固体电解质层上的陶瓷层，它具有60-99.5％的相比密度。

19.根据权利要求18所述的气体传感器，其特征在于，还包括一个防毒层，形成在陶瓷层的外表面上，防止气体测量电极被外来元素中毒。

20.根据权利要求19所述的气体传感器，其特征在于，防毒层含尖晶石。

21.根据权利要求1所述的气体传感器，其特征在于，在氧离子导电固体电解质层中含的绝缘晶粒是从纯度大于99.9％的氧化铝制造的产品。