[发明专利]一种自恒温电化学片式气体传感器及其制备方法

权利要求书

1.一种自恒温电化学片式气体传感器，其特征在于，包括：电化学片式气体传感器以及用于为电化学片式气体传感器提供并保持在所需工作温度的陶瓷加热片；所述自恒温电化学片式气体传感器的制备方法为：

利用高温固相法制备NASICON，即Na_1+xZr₂Si_xP_3-XO₁₂粉体材料，其中x＝2，并利用冷等静压在160MPa压力下制得NASICON胚体，然后在马弗炉中高温烧结制得NASICON基片；取NASICON固体电解质基片，打磨至厚度为1.4mm，并在NASCION基片一面上丝网印刷铂浆形成三个互不导通的铂电极，分别作为对电极、工作电极和参比电极，80℃烘干0.5h，利用铂浆将铂丝固定在铂电极上，再次80℃烘干0.5h后，将器件置于马弗炉中750℃煅烧2h，在参比电极表面涂敷一层无机粘结剂，使参比电极与空气完全隔绝；然后将TiO₂、松油醇并利用摆振球磨机使其均匀混合得到TiO₂浆体；按质量比1：5称取NaNO₂、松油醇并利用摆振球磨机使其均匀混合得到NaNO₂电极材料；在工作电极丝网印刷一层TiO₂浆料，烘干后置于马弗炉中500℃煅烧2h，形成TiO₂催化氧化层，在对电极处丝网印刷一层NaNO₂电极材料，烘干，形成NaNO₂电极材料层；利用耐高温粘结剂将PTC陶瓷加热板粘结在所得传感器基片另一面，静置24h，待耐高温粘结剂达到最高强度，将陶瓷加热片通过导线连接电池；

或者利用共沉淀法制备GDC中间固体产物，高温煅烧后制得GDC粉体材料；取50g粉体材料加入15mL体积比为99.7％的无水乙醇和三乙醇胺混合液球磨24h，利用流延法制得GDC生胚材料，在1450℃高温处理10h使之陶瓷化后得到GDC基片； 取GDC固体电解质基片，在基片一侧面通过丝网印刷铂浆形成两个互不导通的铂电极，80℃烘干0.5h，利用铂浆将铂丝固定在铂电极上，再次80℃烘干0.5h后，将器件置于马弗炉中1400℃煅烧2h，得到印有Pt电极的片式试样；利用模板法制取介孔WO₃，取5g WO₃粉体与1mL松油醇混合并球磨12h，得到WO₃敏感电极浆料；利用丝网印刷工艺将WO₃敏感电极浆料印刷在其中一个电极上，使Pt电极完全被覆盖，烘干后即为工作电极，另一个电极为参比电极；利用耐高温粘结剂将MCH陶瓷加热板粘结在所得传感器基片另一侧面，静置，待耐高温粘结剂达到最高强度，将MCH陶瓷加热板通过导线连接电池。

2.如权利要求1所述的自恒温电化学片式气体传感器，其特征在于，所述的耐高温粘结剂为导热系数大于1.5W/(m·k)的耐高温导热胶。

3.如权利要求1所述的自恒温电化学片式气体传感器，其特征在于，所述的陶瓷加热片的尺寸与固体电解质型气体传感器基片相同。