[发明专利]一种具有优良性能的管式传感元件及其制备方法

权利要求书

1.一种具有优良性能的管式传感元件，其特征在于，包括：

管状的陶瓷基底，其具有自底面向内延伸形成的内腔体；

设置在陶瓷基底外表面的外电极，其包括环绕设置于所述陶瓷基底的外侧表面末端的外部催化电极部，和设置于所述陶瓷基底的外侧的、延伸至所述陶瓷本体的底面的、与所述外部催化电极部电性连接的外部引线电极部；

设置在内腔体的壁上的内电极，其包括环绕设置于所述内腔体的壁部末端的内部催化电极部，和设置于所述内腔体的壁部上、延伸至所述陶瓷本体的底面的、与所述内部催化电极部电性连接的内部引线电极部；

其中，所述内部催化电极包括形成于所述陶瓷基底的内腔体壁上的催化电极陶瓷基体和设置在所述催化电极陶瓷基体内部和表面的贵金属，所述催化电极陶瓷基体为内部和表面具有微小立体孔道的多孔陶瓷，所述贵金属在所述多孔陶瓷内部和表面呈立体网状分布；所述外电极由共烧电极构成。

2.如权利要求1所述的具有优良性能的管式传感元件，其特征在于：所述贵金属以晶粒形态分布在所述催化电极陶瓷基体的微小立体孔道的表面，从而所述贵金属在所述催化电极陶瓷基体内部和表面形成立体网状结构，便于传输电气信号。

3.如权利要求1所述的具有优良性能的管式传感元件，其特征在于：所述传感元件还包括有保护层，所述保护层覆盖在所述外电极的表面，所述保护层与陶瓷基底和外电极共同烧结成型。

4.如权利要求1所述的具有优良性能的管式传感元件，其特征在于：所述内电极的内部引线电极部包括形成于所述陶瓷基底的内腔体壁上的催化电极陶瓷基体和设置在所述催化电极陶瓷基体内部和表面的贵金属，所述催化电极陶瓷基体为内部和表面具有微小立体孔道的多孔陶瓷，所述贵金属在所述多孔陶瓷内呈立体网状分布；或者所述内电极的内部引线电极部由共烧电极构成。

5.如权利要求1所述的具有优良性能的管式传感元件，其特征在于：所述催化电极陶瓷基体的孔隙率在20％～80％之间，所述催化电极陶瓷基体的厚度为10-1000微米。

6.一种管式氧传感器，其特征在于：包括如权利要求1-5任一所述的具有优良性能的管式传感元件。

7.一种如权利要求3所述的具有优良性能的管式传感元件的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

提供管式的固体电解质基底生坯，所述固体电解质基底生坯具有自底面向内延伸形成的内腔体；提供共烧电极浆料；提供形成催化电极陶瓷基体的浆料；

将所述共烧电极浆料涂覆到所述固体电解质基底生坯的外表面的外电极区域和内腔体的壁上的内部引线电极部区域，将形成催化电极陶瓷基体的浆料注入到所述固体电解质基底生坯的内腔体的底部，然后进行干燥处理；

在基底生坯的外表面涂覆的共烧电极浆料的表面制备保护层，随后进行干燥处理；

将所述固体电解质基底生坯、所述固体电解质基底生坯外表面涂覆的共烧电极浆料、所述固体电解质基底生坯的内腔体的壁上的共烧电极浆料和干燥后的固体电解质基底生坯的内腔体的底部的形成催化电极陶瓷基体的浆料共同烧结，得到固体电解质陶瓷基底、设置于所述固定电解质陶瓷基底外表面的外电极，以及陶瓷基底内腔体的壁上的内部引线电极部和内腔体底部的催化电极陶瓷基体，其中所述催化电极陶瓷基体为具有电解质特性、且内部和表面具有微小立体孔道的多孔陶瓷；

将贵金属盐溶液上载到催化电极陶瓷基体内，随后进行烘烤分解得到传感元件半成品；

将传感元件半成品在800-1300℃下进行高温烘烤老化处理。

8.如权利要求7所述的具有优良性能的管式传感元件的制备方法，其特征在于：所述贵金属盐溶液为氯铂酸、硝酸铂、亚硫酸铂、氯化铑、氯铑酸铵、六氯铑酸钠、硝酸铑、氯化钯、硝酸钯、硫酸钯溶液中的一种或几种的非反应混合物。