[发明专利]排气传感器

说明书

排气传感器(1)的传感器元件(2A)具有：设置有暴露在检测对象气体(G)中的检测电极(311)及基准电极(312)的固体电解质体(31A)。在包含检测电极(311)的表面的固体电解质体(31A)的外侧面(301)上上，设置有多孔质保护层(37)。多孔质保护层(37)由互相结合的多个骨材粒子构成。观察构成骨材粒子的多个晶粒的截面时，3个以上晶粒相交的晶粒交界点在每单位面积中的数量在1～10000个/μm²的范围内。

相关申请的相互参考

本申请基于2019年1月28日申请的日本的专利申请号2019-012059号，并引用其记载内容。

技术领域

本发明涉及将内燃机的废气作为检测对象气体进行气体检测的排气传感器。

背景技术

在将内燃机的废气作为检测对象气体进行气体检测的排气传感器中，使用在固体电解质体上设置有检测电极及基准电极的传感器元件。在传感器元件的表面上设置有保护传感器元件避免溅水的多孔质保护层。多孔质保护层由金属氧化物等陶瓷的粒子形成。

例如，专利文献1中的气体传感器的传感器元件具有：有底筒状的固体电解质体、设置于固体电解质体的外周面的测定电极、设置于固体电解质体的内周面的基准电极、以及覆盖测定电极并使检测对象气体通过的多孔质保护层。在专利文献1中，对多孔质保护层的膜厚、气孔率等下工夫，以确保传感器元件的耐溅水性。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010-151575号公报

发明内容

在专利文献1等的以往的气体传感器中，在表面性地观察多孔质保护层、对多孔质保护层的整体的性状、特性等进行改良的方面下工夫。另一方面，在内在地观察多孔质保护层、对多孔质保护层所要求的耐溅水性进行改良的方面没有下工夫。

具体地，多孔质保护层由陶瓷等的多个骨材粒子构成。本申请发明人着眼于构成骨材粒子的多个晶粒的状态，发现通过从微观角度使骨材粒子难以被破坏，其结果是，多孔质保护层的耐溅水性提高。

本发明是想要提供能提高多孔质保护层的耐溅水性的排气传感器而得到的。

本发明的一种方式涉及一种排气传感器，其具有传感器元件，将内燃机的废气作为检测对象气体进行气体检测；

所述传感器元件具有：固体电解质体、设置于所述固体电解质体上并暴露在所述检测对象气体中的检测电极、以及设置于所述固体电解质体上的基准电极；

在所述检测电极的表面及将所述检测对象气体导向所述检测电极的表面的路径中的至少一者上设置有多孔质保护层；

所述多孔质保护层直接由多个骨材粒子构成、或由经由无机粘合剂结合而成的多个骨材粒子构成；

在观察构成所述骨材粒子的多个晶粒的截面时，3个以上晶粒相交的晶粒交界点在每单位面积中的数量在1～10000个/μm²的范围内。

在上述的一种方式的排气传感器中，在从微观角度观察设置于传感器元件上的多孔质保护层、提高构成多孔质保护层的骨材粒子的强度的方面下工夫。具体地，着眼于构成骨材粒子的多个晶粒的状态，使骨材粒子中的3个以上的晶粒相交的晶粒交界点在每单位面积中的数量在1～10000个/μm²的范围内。

关于3个以上的晶粒相交的晶粒交界点，在多孔质保护层的截面中观察晶粒之间结合的晶粒边界时，作为3个以上的晶粒相交的点被观察到。认为对多孔质保护层施加热冲击等应力的能量时，该应力的能量沿着构成骨材粒子的多个晶粒中的晶粒边界被传递。并且认为，应力的能量通过在沿着晶粒边界通过晶粒交界点时，向多个晶粒边界分散并传递，从而衰减。