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一種新型片式寬域汽車(chē)氧傳感器及其制備方法與流程

文檔序號(hào):12061371閱讀:來(lái)源:國(guó)知局

技術(shù)特征:

1.一種新型片式寬域汽車(chē)氧傳感器,其特征在于:所述傳感器包括保護(hù)層、信號(hào)層以及加熱層由上至下依次疊合后燒結(jié)而成;

所述信號(hào)層包括由上至下依次疊合的第一層流延基片、第二層流延基片、第三層流延基片、第四層流延基片以及第五層流延基片,在第一層流延基片的上表面設(shè)置一外反應(yīng)電極,所述外反應(yīng)電極的上表面與下表面分別設(shè)置一上外反應(yīng)電極絕緣層與下外反應(yīng)電極絕緣層,且在外反應(yīng)電極上的上外反應(yīng)電極絕緣層上表面還疊合一保護(hù)層;在第三層流延基片的下表面平行設(shè)置有一內(nèi)反應(yīng)電極和一參比反應(yīng)電極,且內(nèi)反應(yīng)電極和參比反應(yīng)電極處于同一水平面上,在內(nèi)反應(yīng)電極及參比反應(yīng)電極的上表面與下表面分別設(shè)置覆蓋兩反應(yīng)電極反應(yīng)腔的上反應(yīng)電極絕緣層和下反應(yīng)電極絕緣層;在第四層流延基片的上表面設(shè)置擴(kuò)散障礙層,且擴(kuò)散阻礙層為帶有氣孔的蜂窩狀結(jié)構(gòu);

所述參比反應(yīng)電極引線A的一端與參比反應(yīng)電極連接,另一端由下至上依次貫穿第三層流延基片、第二層流延基片以及第一層流延基片后的參比反應(yīng)電極導(dǎo)出孔與外反應(yīng)電極相連,形成參比電極引出電極引腳,內(nèi)反應(yīng)電極引線B的一端與內(nèi)反應(yīng)電極連接,另一端由下至上依次貫穿第三層流延基片、第二層流延基片以及第一層流延基片后的內(nèi)反應(yīng)電極導(dǎo)出孔與外反應(yīng)電極相連,形成內(nèi)反應(yīng)電極引出電極引腳;

所述加熱層包括由上至下依次疊合的第六層流延基片、第七層流延基片以及第八層流延基片,在第六層流延基片的上表面與第八層流延基片的下表面分別設(shè)置有一加熱電極和一加熱電極引腳;所述加熱電極的上表面與下表面分別設(shè)置兩上加熱電極絕緣層與兩下加熱電極絕緣層,所述加熱電極與加熱電極引腳通過(guò)一引線C相連,該引線C的一端與加熱電極相連,另一端由上至下依次貫穿第六層流延基片、第七層流延基片以及第八層流延基片上的加熱電極導(dǎo)出孔與加熱電極引腳相連,在第八層流延基片下表面與加熱電極引腳上表面之間還設(shè)置有加熱電極引腳絕緣層;

其中,所述第一層流延基片至第八層流延基片的材質(zhì)均為氧化鋯,厚度均為115um;外反應(yīng)電極、內(nèi)反應(yīng)電極以及參比反應(yīng)電極采用多孔性催化能力強(qiáng)的鉑電極,加熱電極和加熱電極引腳的材質(zhì)選用鉑漿料及對(duì)應(yīng)的各絕緣層的材質(zhì)選用與不同鉑電極匹配的氧化鋁。

2.一種權(quán)利要求1所述新型片式寬域汽車(chē)氧傳感器的制備方法,其特征在于:所述制備方法具體步驟如下:

(1)制備多種流延漿料:

以5mol氧化釔穩(wěn)定氧化鋯為主要粉體,加入溶劑、分散劑、粘結(jié)劑和增塑劑,其中氧化鋯粉體、溶劑、分散劑、粘結(jié)劑、增塑劑的質(zhì)量比為:1000:(300~500):(10~30):(50~80):(20~40),通過(guò)球磨法制成穩(wěn)定均勻的流延漿料;

以碳粉為主要粉體,加入溶劑、分散劑、粘結(jié)劑和增塑劑,其中碳粉、溶劑、分散劑、粘結(jié)劑、增塑劑的質(zhì)量比為:500:(300~500):(10~30):(50~80):(30~40),通過(guò)球磨法制成穩(wěn)定均勻的流延漿料;

以5mol氧化釔穩(wěn)定氧化鋯為主要粉體,以碳粉為造孔劑,加入溶劑、分散劑、粘結(jié)劑和增塑劑,其中氧化鋯粉體、碳粉、溶劑、分散劑、粘結(jié)劑、增塑劑的質(zhì)量比為:1000:(100~150):(300~500):(10~30):(50~80):(20~40),通過(guò)球磨法制成穩(wěn)定均勻的流延漿料;

(2)流延成型:

各種流延漿料在流延機(jī)上進(jìn)行流延烘干定型,烘干溫度為40~80℃,獲得厚度為115um的氧化鋯流延生坯卷帶;

(3)去邊分切:

將115um的氧化鋯流延生坯卷帶在自動(dòng)裁片機(jī)上,裁成傳感器上信號(hào)層的第一層流延基片、第二層流延基片、第三層流延基片、第四層流延基片和第五層流延基片,加熱層的第六層流延基片、第七層流延基片和第八層流延基片;

(4)沖孔:

在裁好的第一層流延基片、第二層流延基片、第三層流延基片、第四層流延基片和第五層流延基片沖出參比反應(yīng)電極導(dǎo)出孔和內(nèi)反應(yīng)電極導(dǎo)出孔;在第六層流延基片、第七層流延基片和第八層流延基片上沖出加熱電極導(dǎo)出孔;

(5)絲網(wǎng)印刷:

在第一層流延基片上表面印刷氧化鋁漿料,形成下外反應(yīng)電極絕緣層,然后在下外反應(yīng)電極絕緣層上表面印刷Pt電極漿料,形成外反應(yīng)電極,再在外反應(yīng)電極上表面印刷氧化鋁漿料,形成上外反應(yīng)電極絕緣層,最后在上外反應(yīng)電極絕緣層印刷外電極保護(hù)層;

在第三層流延基片的下表面印刷氧化鋁漿料,形成上反應(yīng)電極絕緣層,然后在上反應(yīng)電極絕緣層下表面印刷Pt電極漿料,形成平行設(shè)置的內(nèi)反應(yīng)電極和參比反應(yīng)電極,最后在內(nèi)反應(yīng)電極和參比反應(yīng)電極下表面印刷氧化鋁漿料,形成下反應(yīng)電極絕緣層;且在第四層流延基片的上表面印刷帶有氣孔的蜂窩狀結(jié)構(gòu)的擴(kuò)散阻礙層;

在第六層流延基片上表面印刷兩次氧化鋁漿料,形成兩下加熱電極絕緣層,然后在下加熱電極絕緣層上表面印刷Pt電極漿料,形成加熱電極,最后在加熱電極上表面印刷兩次氧化鋁漿料,形成兩上加熱電極絕緣層;

在第八層流延基片的下表面印刷氧化鋁漿料,形成加熱引腳絕緣層,然后在引腳絕緣層下表面印刷加熱引腳;

其中每一次印刷都通過(guò)圖形檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行不良品的記錄;

(6)疊片:

將所有印刷、填充好的第八層流延基片至第一層流延基片由下至上進(jìn)行疊合,最后疊合上保護(hù)層形成氧傳感器生坯;

(7)真空封塑:

在疊合后的氧傳感器生坯下方墊上鋼板,然后進(jìn)行真空包裝;

(8)溫等靜壓:

對(duì)包裝好的氧傳感器生坯進(jìn)行溫水等靜壓壓制,使所有流延基片疊合緊密,等靜壓溫度為80℃,時(shí)間為30~60min,形成一個(gè)穩(wěn)定的整體,等靜壓完成后擦干包裝外面的水,取出氧傳感器生坯;

(9)分切:

對(duì)壓制好的氧傳感器生坯進(jìn)行加溫切割,首先對(duì)氧傳感器生坯進(jìn)行預(yù)熱處理,使PVB軟化,便于切割,切割時(shí)同時(shí)對(duì)氧傳感器生坯和刀片進(jìn)行加熱,切割成規(guī)則、精確的傳感器基片;其中,切割預(yù)熱溫度為50~80℃,切割臺(tái)板溫度為60~80℃,切割刀口的溫度為80℃;

(10)燒結(jié):

把傳感器基片按照順序擺好在高溫爐內(nèi),按照燒結(jié)程序進(jìn)行燒結(jié),燒結(jié)溫度為1400~1500℃,保溫時(shí)間為2h。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述片式寬域汽車(chē)氧傳感器的制備方法,其特征在于:所述步驟(1)中的溶劑為無(wú)水乙醇和二甲苯,分散劑為改性魚(yú)油,粘結(jié)劑為聚乙烯醇縮丁醛,增塑劑為鄰苯二甲酸丁芐酯。

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