專利名稱：一種氧傳感器陶瓷感測(cè)頭基體與鉑金電極的共燒方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及車(chē)用氧傳感器陶瓷感測(cè)頭共燒技術(shù)，特別涉及一種陶瓷感 測(cè)頭基體與鉑金電極的共燒工藝方法。
背景技術(shù)：
氧傳感器用來(lái)檢測(cè)車(chē)輛排放尾氣中的含氧量，并將數(shù)據(jù)傳送到電腦系 統(tǒng)以控制空燃比，從而達(dá)到提高燃燒效率、降低空氣污染及省油的目的。
常規(guī)氧傳感器陶瓷感測(cè)頭的制備方式為陶瓷生坯直接涂覆鉑金電極 后共燒結(jié)。該工藝方法的不足之處在于
鉑金電極的涂覆過(guò)程會(huì)對(duì)陶瓷感測(cè)頭產(chǎn)生一定的壓力，因此要求感測(cè) 頭具有相應(yīng)的抗壓強(qiáng)度。未經(jīng)匣燒的生坯強(qiáng)度較低，在后續(xù)制備過(guò)程中出 現(xiàn)裂紋的幾率較大。
陶瓷感測(cè)頭在制備過(guò)程中需要添加不同溫度層粘結(jié)劑，當(dāng)其表面移印 鉑金電極層后，氣孔率降低，當(dāng)粘結(jié)劑在揮發(fā)時(shí)不僅會(huì)阻塞鉑金電極的孔 隙，而且會(huì)對(duì)鉑金層造成損害與剝離，同時(shí)使鉑金層與陶瓷感測(cè)頭基體的 附著力降低。
鉑金電極層氣孔率脫落或被阻塞，均會(huì)直接影響到氧傳感器對(duì)排放廢 氣含氧量的探測(cè)靈敏度，并直接縮短其使用壽命。

發(fā)明內(nèi)容
為此，本發(fā)明的目的在于提供一種氧傳感器陶瓷感測(cè)頭基體與鉬金電 極共燒的新方法，以解決現(xiàn)有工藝中鉑金電極層阻塞，陶瓷感測(cè)頭基體附 著力差、易脫落等弊端。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明主要采用以下技術(shù)方案一種氧傳感器陶瓷感測(cè)頭基體與鉑金電極的共燒方法，其中包括以下 步驟
A、 將陶瓷感測(cè)頭生坯置于溫度為900 110(TC的燒結(jié)爐中匣燒2 4 小時(shí)后，隨爐冷卻至150 20(TC取出空冷；
B、 使用氣槍對(duì)陶瓷感測(cè)頭基體表面進(jìn)行清潔，并在其表面涂覆鉑金電 極層；
C、 將完成涂覆程序的陶瓷感測(cè)頭基體置于高溫?zé)Y(jié)爐中，在1400 160(TC下燒結(jié)4 7小時(shí)。
其中步驟A之前還包括陶瓷粉末經(jīng)干壓成型后制成套管狀陶瓷感測(cè) 頭生坯。
陶瓷感測(cè)頭生坯的匣燒裝置，包括高溫?zé)Y(jié)爐、匣缽和陶瓷承燒板。 其中匣缽材質(zhì)為氧化釔穩(wěn)定的氧化鋯材料，承燒板的材料為氧化鋯陶瓷。 陶瓷感測(cè)頭生坯的置放方式是將其置于匣缽內(nèi)的承燒板上，并且各氧化鋯 基體之間應(yīng)有一定的空隙，以保持燒結(jié)時(shí)熱空氣與熱輻射的對(duì)流。
將匣缽置于高溫?zé)Y(jié)爐中，升溫機(jī)制為10(TC時(shí)保溫0.5小時(shí)，300 400。C下保溫1 2小時(shí)，550 650。C下保溫2 3小時(shí)，繼續(xù)升溫至900 1100。C保溫2 4小時(shí)。
步驟B中外鉑金電極的制備方法為移印法，內(nèi)電極采用涂布法。 步驟C中燒結(jié)升溫過(guò)程為從25"C升至400。C用時(shí)1 3小時(shí)，恒溫2 小時(shí)；從400。C升至1100。C用時(shí)3 5小時(shí)，恒溫3小時(shí)；從IIO(TC升至最 高溫度用時(shí)2 4小時(shí)，恒溫4 7小時(shí)。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本k明具有以下有益效果
1、本發(fā)明中的匣燒過(guò)程，可有效提高陶瓷感測(cè)頭的抗壓強(qiáng)度。2、 在移印前對(duì)陶瓷感測(cè)頭生坯進(jìn)行匣燒，可以徹底清除低溫粘結(jié)劑， 避免在后續(xù)共燒過(guò)程中由于粘結(jié)劑揮發(fā)而阻塞或者破壞鉑金電極層。
3、 陶瓷感測(cè)頭生坯中'的陶瓷顆粒為不規(guī)則形狀，匣燒后，生坯表面顆 粒之間會(huì)由于粘結(jié)劑的揮發(fā)而產(chǎn)生孔隙，從而使得鉑金顆粒更容易進(jìn)入生 坯表面深處，大大提高電極薄膜的附著力，降低了電極的剝落幾率，并提 高耐熱沖擊能力。


圖1為本發(fā)明所述與鉑金電極共燒后氧傳感器陶瓷感測(cè)頭外觀示意圖。 圖2為氧傳感器陶瓷感測(cè)頭與鉑金電極共燒的工藝流程示意圖。
圖中標(biāo)識(shí)說(shuō)明陶瓷感測(cè)頭基體l，鉑金電極層2。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的核心思想是本發(fā)明將粉末干壓成型后的陶瓷感測(cè)頭生坯經(jīng) 匣燒將基體中的粘結(jié)劑清除完全，接著在陶瓷感測(cè)頭基體表面涂覆鉑金電 極層，然后分別采用涂布法和移印法在陶瓷感測(cè)頭基體制備鉑金內(nèi)、外電 極，最后將陶瓷感測(cè)頭基體在高溫?zé)Y(jié)爐中共燒，制備出含有鉑金電極的 氧傳感器陶瓷感測(cè)頭。
為闡述本發(fā)明的思想及目的，下面將結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明 做進(jìn)一步說(shuō)明。
如圖1所示，通過(guò)粉末干壓成型工藝制備出套管狀陶瓷感測(cè)頭基體1 的生坯，然后將該生坯置于匣缽中高溫匣燒，待匣燒后的陶瓷感測(cè)頭基體1
冷卻和清潔后，分別在其內(nèi)、外側(cè)印制鉑金電極涂層2，最后共燒制備陶瓷 感測(cè)頭。
如圖2所示，該工藝方法的具體步驟包括A、 首先將噴霧造粒后的釔穩(wěn)定的氧化鋯粉末在一定壓力下干壓成型， 即制成套管狀陶瓷感測(cè)頭基體的生坯。將套管狀陶瓷感測(cè)頭生坯置于匣缽 內(nèi)的承燒板上，并且待匣燒生坯之間留有一定空隙，以保持燒結(jié)時(shí)熱空氣
與熱輻射的對(duì)流。將匣缽辨置于高溫?zé)Y(jié)爐中，升溫至900 110(TC保溫2 4小時(shí)，隨爐冷卻至150 20(TC后取出空冷；
B、 使用氣槍對(duì)陶瓷感測(cè)頭基體進(jìn)行表面清潔，最后在其表面涂覆鉑金 電極層。其中外鉑金電極的印制方法為移印法，內(nèi)電極采用涂布法。
C、 將完成所有涂覆程序的陶瓷感測(cè)頭基體置于高溫?zé)Y(jié)爐中，在 1400 1600。C下共燒4 7小時(shí)。
其中步驟C具體升溫機(jī)制為 Cl:將陶瓷感測(cè)頭棊體置于高溫?zé)Y(jié)爐中，用時(shí)1 3小時(shí)將爐溫從
25X:升至40(TC，保持恒溫2小時(shí)；
c2:用時(shí)3 5小時(shí)，將爐溫從400。C升至1100°C，保持恒溫3小時(shí)； c3:用時(shí)2 4小時(shí)，將爐溫從IIO(TC升至1600°C，保持恒溫4 7小
時(shí)；
c4:結(jié)束后，隨爐冷卻至150 20(TC取出空冷。
本發(fā)明提出了一種新穎的共燒工藝方法，從根本上避免了陶瓷感測(cè)頭 生坯和鉑電極漿料共燒的弊端，有效地增強(qiáng)了陶瓷感測(cè)頭成型體的抗壓強(qiáng) 度；特別地，通過(guò)將鉑金顆粒嵌入匣燒后表面多孔的陶瓷感測(cè)頭基體內(nèi)部， 并在最后燒結(jié)的工藝中將其融合，大大增強(qiáng)了鉑金電極層與基體的結(jié)合強(qiáng) 度，從而制造出了一種高抗振性能的氧傳感器陶瓷感測(cè)頭。
以上是對(duì)本發(fā)明所提供的一種氧傳感器陶瓷感測(cè)頭基體與鉑金電極的 共燒方法進(jìn)行了詳細(xì)的介紹，本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其 核心思想；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具 體實(shí)施方式及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說(shuō)明書(shū)內(nèi)容不應(yīng) 理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
權(quán)利要求
1、一種氧傳感器陶瓷感測(cè)頭基體與鉑金電極的共燒方法，其特征在于包括以下步驟A、將陶瓷感測(cè)頭生坯置于溫度為900～1100℃的燒結(jié)爐中匣燒2～4小時(shí)后，隨爐冷卻至150～200℃取出空冷；B、使用氣槍對(duì)陶瓷感測(cè)頭基體表面進(jìn)行清潔，并在其表面涂覆鉑金電極層；C、將表面涂覆有鉑金電極層的陶瓷感測(cè)頭基體置于高溫?zé)Y(jié)爐中，在1400～1600℃下燒結(jié)4～7小時(shí)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧傳感器陶瓷感測(cè)頭基體與鉑金電極的共燒 方法，其特征在于步驟A之前還包括陶瓷粉末經(jīng)干壓成型后制成套管狀陶瓷感測(cè)頭生坯。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧傳感器陶瓷感測(cè)頭基體與鉑金電極的共燒 方法，其特征在于步驟B所述鉑金外電極制備方法為移印法，內(nèi)電極采用 涂布法。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧傳感器陶瓷感測(cè)頭基體與鉑金電極的共燒 方法，其特征在于歩驟A具體包括將陶瓷感測(cè)頭生坯保持10(TC時(shí)0.5小 時(shí)匣燒，加熱到300 40(TC下保溫1 2小時(shí)，然后加溫至550 65(TC下 保溫2 3小時(shí)，繼續(xù)升溫至900 110(TC保溫2 4小時(shí)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧傳感器陶瓷感測(cè)頭基體與鉑金電極的共燒 方法，其特征在于步驟C具體包括cl:將陶瓷感測(cè)頭基體置于高溫?zé)Y(jié)爐中，用時(shí)l 3小時(shí)將爐溫從25T: 升至40(TC，保持恒溫2小時(shí)；c2:用時(shí)3 5小時(shí)，將爐溫從400。C升至1100°C，保持恒溫3小時(shí)；c3:用時(shí)2 4小時(shí)，將爐溫從IIOO'C升至1600°C，保持恒溫4 7小時(shí)；c4:結(jié)束后，隨爐冷卻至150 20(TC取出空冷。
6、 一種陶瓷感測(cè)頭生坯的匣燒裝置，其特征在于包括有高溫?zé)Y(jié)爐、匣缽和位于匣缽內(nèi)部的陶瓷承燒板，其中陶瓷感測(cè)頭生坯置放于承燒板上， 且相鄰陶瓷感測(cè)頭生坯之間留有一定的空隙，以保持燒結(jié)時(shí)熱空氣與熱輻 射的對(duì)流。
7、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的氧傳感器陶瓷感測(cè)頭生坯的匣燒裝置，其特征在于所述匣缽材質(zhì)為氧化釔穩(wěn)定的氧化鋯材料，承燒板的材料為氧化鋯陶瓷。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種氧傳感器陶瓷感測(cè)頭基體與鉑金電極的共燒方法，其中包括步驟A.將陶瓷感測(cè)頭生坯置于溫度為900～1100℃的燒結(jié)爐中匣燒2～4小時(shí)后，隨爐冷卻至150～200℃取出空冷；B.使用氣槍對(duì)陶瓷感測(cè)頭基體表面進(jìn)行清潔，并在其表面涂覆鉑金電極層；C.將表面涂覆有鉑金電極層的陶瓷感測(cè)頭基體置于高溫?zé)Y(jié)爐中，在1400～1600℃下燒結(jié)4～7小時(shí)。本發(fā)明提出了一種新穎的共燒工藝方法，不僅有效地增強(qiáng)了陶瓷感測(cè)頭成型體的抗壓強(qiáng)度；而且將鉑金顆粒嵌入匣燒后表面多孔的陶瓷感測(cè)頭基體內(nèi)部，使其在燒結(jié)的工藝中互相融合，大大增強(qiáng)了鉑金電極層與基體的結(jié)合強(qiáng)度，從而有效地增強(qiáng)了陶瓷感測(cè)頭成型體的抗壓強(qiáng)度。
文檔編號(hào)G01N27/30GK101413914SQ20081021650
公開(kāi)日2009年4月22日 申請(qǐng)日期2008年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月26日
發(fā)明者澍 江, 孟 熊, 薄向輝, 連儒宏 申請(qǐng)人:深圳市日理江澍實(shí)業(yè)有限公司