[发明专利]一种氧传感器铂电极及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种氧传感器铂电极及其制备方法，更具体地，本发明涉及 一种汽车氧传感器铂电极及其制备方法。

背景技术

在汽车发动机三元控制系统中，电子控制供油单元、氧传感器、三元 催化是控制系统的核心。现代发动机电喷系统中，使用最多的氧传感器是检 测理论空燃比型氧传感器，它主要是保持发动机在理论空燃比附近工作，使 三元催化处于最佳工作区间。目前广泛使用的氧传感器是浓差型氧化锆氧传 感器，主要采用管式结构，其中敏感元件氧化锆管可采取注射成形或冷等静 压成形制出。

在实际使用过程中，汽车氧传感器常常会出现失效的情况，如响应速 度减慢、输出信号很弱等，这主要是由氧化锆陶瓷管上的铂电极“中毒” 失效引起的。电极“中毒”是电极失效的主要原因。为了防止电极因中毒而 失效，目前大致可采取两方面的措施：一是对电极进行防护，二是采用新的 抗中毒的电极材料。对铂电极采用涂层保护是较为简便而实用的方法。

如CN24561666Y公开了一种氧传感器，该氧传感器包括一端开口、一 端封闭的管状陶瓷氧敏感元件，该敏感元件内外表面分别有参比电极和测量 电极，其特征在于参比电极和测量电极为多孔金属电极，测量电极外设置有 氧化锆多孔保护层，氧化锆多孔保护层(3)外设置有氧化铝多孔保护层。 其中，氧化锆多孔保护层为ZrO₂·MgO、ZrO₂·Y₂O₃、ZrO₂·Al₂O₃·Y₂O₃和ZrO₂·CaO的混合粉末层，孔隙率为10-15％，厚度为30-100微米；氧化 铝多孔保护层为α-Al₂O₃、γ-Al₂O₃和MgO的混合粉末层，孔隙率为15-60 ％，厚度为200-450微米。由文献报道，该氧传感器的响应时间小于30毫 秒，使用寿命可达30万公里。该氧传感器铂电极保护层的抗热震性能不理 想。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的氧传感器铂电极保护层的抗热震性能 不理想的缺陷，提供一种抗热震性能好的氧传感器铂电极及其制备方法。

本发明提供了一种氧传感器铂电极，该铂电极包括铂电极基体和附着 在该基体上的保护层，所述保护层由内向外包括第一保护层和第二保护层， 其中，所述第一保护层是通过将第一涂层烧结而形成的，所述第二保护层是 通过将第二涂层烧结而形成的，其中，第一涂层含有氧化钇稳定的氧化锆、 镁铝尖晶石、粘结剂和造孔剂；第二涂层含有镁铝尖晶石、粘结剂和造孔剂。

本发明提供了一种氧传感器铂电极的制备方法，该方法包括在铂电极 基体上附着保护层，所述保护层由内向外包括第一保护层和第二保护层，其 中，附着保护层的方法包括在铂电极基体上形成第一涂层，再在第一涂层上 形成第二涂层，烧结后分别形成第一保护层和第二保护层；或者，在铂电极 基体上形成第一涂层，烧结后形成第一保护层，再在第一保护层上形成第二 涂层，烧结后形成第二保护层，其中，第一涂层含有氧化钇稳定的氧化锆、 镁铝尖晶石、粘结剂和造孔剂；第二涂层含有镁铝尖晶石、粘结剂和造孔剂。

本发明涉及的铂电极包括铂电极基体和附着在该基体上的保护层，所 述保护层由内向外包括第一保护层和第二保护层，第一保护层由第一涂层形 成，第二保护层由第二涂层形成。本发明的发明人发现，由于第一保护层含 有氧化钇稳定的氧化锆，该氧化钇稳定的氧化锆与铂电极基体中的氧化锆的 性质相接近，界面阻力小，膨胀系数相接近，且气孔率即能够满足透气性又 不会过高，因此，所述第一保护层与铂电极基体的附着强度较高、抗热震性 较好；此外，该第一保护层还能对废气起到二次过渡作用。第二保护层的多 孔陶瓷材料，主要是镁铝尖晶石，由于镁铝尖晶石的结合力好，使得保护层 不容易脱落，且镁铝尖晶石的多孔结构又易于氧传递，此外，高温粘结剂、 有机粘结剂和造孔剂的加入一方面能够满足保护层气孔率的要求，另一方面 能够很好的与第一保护层相的结合。