[发明专利]氧传感器用电解质层和致密扩散层双层结构的制备方法

权利要求书

1.一种氧传感器用电解质层和致密扩散层双层结构的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、制备电解质层素坯；

S2、采用化学气相沉积法使反应气体在所述电解质层素坯上发生化学反应，并在所述电解质层素坯上沉积形成致密扩散层素坯；

S3、对所述带有致密扩散层素坯的电解质层素坯进行烧结；

S4、将所述烧结后的带有致密扩散层素坯的电解质层素坯冷却至室温，冷却后的致密扩散层素坯形成致密扩散层，冷却后的电解质层素坯形成电解质层，所述致密扩散层和所述电解质层彼此叠置且相连，形成双层结构。

2.根据权利要求1所述的氧传感器用电解质层和致密扩散层双层结构的制备方法，其特征在于，

在步骤S2中，所述化学气相沉积法为等离子体增强化学气相沉积法，包括如下步骤：

S2.1、将步骤S1得到的电解质层素坯进行预处理；

S2.2、将步骤S2.1得到的电解质层素坯置于等离子体增强化学气相沉积设备的恒温加热区，将沉积温度升温至300～500℃；

S2.3、向沉积室内通入源气体，并开启放电电源，所述源气体在辉光放电的作用下形成等离子体；

S2.4、向所述沉积室内通入所述反应气体，使反应压强达到10～400Pa，所述反应气体在步骤S2.3中形成的等离子体的作用下被激活后在所述电解质层素坯上发生化学反应，生长30～60min；

S2.5、停止对所述恒温加热区的加热，向所述沉积室内继续通入所述源气体，将所述电解质层素坯冷却至室温，最终在所述电解质层素坯上生长并沉积形成致密扩散层素坯。

3.根据权利要求2所述的氧传感器用电解质层和致密扩散层双层结构的制备方法，其特征在于，

所述等离子体增强化学气相沉积法的工艺条件为：

所述源气体为H₂、N₂或Ar中的一种或多种的组合；

所述源气体的流量为30～500sccm；

所述源气体的压力为0.8～1.2MPa；

所述放电电源的功率为400～1000W；

所述反应气体的总流量为30～500sccm；

所述反应气体的压力为0.8～1.2MPa。

4.根据权利要求3所述的氧传感器用电解质层和致密扩散层双层结构的制备方法，其特征在于，

所述反应气体包括CeO₂和ZrO₂，且CeO₂和ZrO₂的摩尔比为3～1:1。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的氧传感器用电解质层和致密扩散层双层结构的制备方法，其特征在于，

在步骤S3中，所述烧结温度为1000～1600℃，且先按10℃/min的升温速率进行升温至800～1000℃，再按5℃/min的升温速率升温至1000～1600℃。

6.一种氧传感器用电解质层和致密扩散层双层结构的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、制备致密扩散层素坯；

S2、采用化学气相沉积法使反应气体在所述致密扩散层素坯上发生化学反应，并在所述致密扩散层素坯上沉积形成电解质层素坯；

S3、对所述带有电解质层素坯的致密扩散层素坯进行烧结；

S4、将所述烧结后的带有电解质层素坯的致密扩散层素坯冷却至室温，冷却后的致密扩散层素坯形成致密扩散层，冷却后的电解质层素坯形成电解质层，所述致密扩散层和所述电解质层彼此叠置且相连，形成双层结构。