[发明专利]一种管式氧传感器芯体及其制备方法

说明书

本发明公开了一种管式氧传感器芯体及其制备方法，属于氧传感器芯体技术领域，具体公开了包括从内到外依次包裹的内电极、过渡层一、电解质、过渡层二、外电极和保护层。同时公开了以下制备方法：将电解质成型后进行一次粗化处理，然后通过点胶的印刷方法将过渡层材料印刷于电解质内外表面，再对具有过渡层的电解质进行二次粗化处理后印刷内外电极，最后喷涂保护层，得到管式氧传感器芯体。本发明通过增加过渡层的方式，能够在不影响导电能力的情况下增加电极和电解质间的结合力，通过在界面增加接触面积的方式提高层间结合力，进而使得产品具有良好的耐久力。

技术领域

本发明涉及传感器芯体技术领域，更具体的说是涉及一种管式氧传感器芯体及其制备方法。

背景技术

随着汽车保有量不断提高，同时2019年国六标准正式全面铺开，氧传感器需求量也大幅增加(每辆燃油车有2～3颗传感器)；车用氧传感器是电喷发动机控制系统中关键的反馈传感器，是控制汽车尾气排放、降低汽车对环境污染、提高汽车发动机燃油燃烧质量的关键零件；而氧传感器中起到关键作用的是氧化锆或氧化铝敏感陶瓷芯体，通过它来检测尾气管道内的氧气浓度，从而达到精确控制燃烧情况；

虽然国内科研院校的高投入研发工作，民营企业也涉足其中，氧传感器产业化也有了飞速的发展，但就目前实际情况而言，国内企业性能还是有较大差距，国内及国际市场份额仍被国外企业垄断(如BOSCH，NTK，DENSO，DELPHI)。

现有技术中，管式氧传感器芯体的锆管的内外两侧涂有铂电极，管内腔为参比通道，管外壁与尾气接触，管内设有加热器，通过加热器加热使传感器达到工作温度。此外，现有技术中的氧化锆氧传感器的电极材料都为铂，起催化作用兼电极的作用，它使尾气中的O₂与CO反应，变成CO₂，使固体电解质两侧的氧浓差增加，从而使两极间的电压在理论空燃比附近产生突变。为了降低电极反应电阻，提高传感器的性能，ZrO₂氧传感器的铂电极应呈多孔薄膜结构。由于车上作业条件很苛刻，电极材料应具有良好的导电率、较高的触媒活性和良好的化学稳定性。

因此，如何提供一种具有良好导电效果且化学稳定性高的管式氧传感器芯体是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种能够保证燃气利用效率和尽量少的有害气体排放，且导电能力好，电极和电解质间的结合力高的管式氧传感器芯体。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种管式氧传感器芯体，包括从内到外依次包裹的内电极、过渡层一、电解质、过渡层二、外电极和保护层；

其中，所述内电极和外电极层厚度5-15μm，电解质厚度350-700μm，过渡层一和过渡层二厚度均为20-80μm，保护层厚度为100-200μm。

优选的，所述过渡层一和过渡层二采用配制的浆料印刷后烧结得到，其中所述浆料为以松油醇作为溶剂的固含量为30～75份的分散体系，所述分散体系包括以下重量份数原料：松油醇500～300份，乙基纤维素2～15份，三乙醇胺2～15份，5YSZ 30～70份，铂微粉10～20份；

其中5YSZ为氧化钇掺杂的氧化锆。

优选的，所述铂微粉粒径为20-500nm。

优选的，所述内电极和外电极均为铂电极。