[发明专利]一种保护性强的家电用空燃比传感器及其制备方法

权利要求书

1.一种保护性强的家电用空燃比传感器，其特征在于：由多层陶瓷片叠合而成，由上而下依次为固体电解质层、扩散基体层、基体层及加热器基体层，扩散基体层上设置扩散缓冲室、多孔扩散障及气室，加热器基体层上表面设置有加热器、加热器引线，下表面设置有加热器引脚，加热器通过加热器引线与加热器引脚相连；传感器的电极端头外侧还包裹一层气孔率大于多孔扩散障的多孔材料层。

2.如权利要求1所述的一种保护性强的家电用空燃比传感器，其特征在于：多孔扩散障的气孔率为10％～40％，多孔材料层的气孔率为50％～70％。

3.如权利要求1所述的一种保护性强的家电用空燃比传感器，其特征在于：所述固体电解质层的上表面设置有外电极、外电极引线、过孔，下表面设置有内电极、内电极引线，内电极通过内电极引线再到过孔与其中一个电极引脚相连，外电极通过外电极引线与另一个电极引脚相连，外电极的上表面覆盖有多孔保护层，多孔保护层具有气孔，外电极引线的上表面覆盖有保护层。

4.如权利要求3所述的一种保护性强的家电用空燃比传感器，其特征在于：所述固体电解质层为掺杂氧化钇的氧化锆材料，保护层、多孔保护层、扩散基体层、基体层和加热器基体层均为氧化铝材料，其中多孔保护层另添加有造孔剂。

5.如权利要求1所述的一种保护性强的家电用空燃比传感器，其特征在于：所述基体层具有多层。

6.一种如权利要求1至5中任意一项所述的保护性强的家电用空燃比传感器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1)、流延片制备：将高纯氧化铝粉体中添加一定量的溶剂、分散剂、粘结剂、增塑剂在球磨罐中球磨混合制成均匀体系的浆料，经脱泡后用流延机制成厚度在100μm～300μm之间的氧化铝流延片，用作保护层、扩散基体层、基体层和加热器基体层，通过相同的方法制得6％摩尔氧化钇部分稳定的氧化锆流延片，用作固体电解质层；

步骤2)、覆盖外电极的多孔浆料制备：在氧化铝粉体中添加一定量的碳粉制备气孔率较大的多孔保护浆料，用于多孔保护层；

步骤3)、冲孔：采用机械冲孔的方式对保护层流延片、加热器基体层流延片、固体电解质层流延片进行打孔处理；

步骤4)、丝印：采用丝网印刷技术在加热器基体层流延片上丝印加热器、加热器引线、加热器引脚，在固体电解质层流延片上丝印内外电极、电极引线，在保护层上丝印电极引脚；在扩散基体层上分别印刷碳浆和限制极限电流的扩散障浆料，形成扩散缓冲室和多孔扩散障；

步骤5)、层压：依次将加热器基体层流延片、多层基体层流延片、扩散基体层流延片、固体电解质层流延片、保护层流延片、多孔保护层流延片叠加在一起，经过等静压压合后切割形成素坯；

步骤6)、排胶烧结：将步骤5)制得的素坯置于高温烧结炉中，烧结出保护性强的家电用空燃比传感器。

7.如权利要求6所述的一种保护性强的家电用空燃比传感器的制备方法，其特征在于：步骤3)中，加热器基体层流延片、固体电解质层流延片分别打1～2个过孔，过孔的直径选择为0.2mm～0.3mm。

8.如权利要求6所述的一种保护性强的家电用空燃比传感器的制备方法，其特征在于：步骤6)中，排胶采用排胶炉，在排胶阶段从常温到500℃采用1.5℃/min以下的升温速率，且在增塑剂和粘结剂挥发剧烈的温度点进行保温，烧结过程采用高温烧结炉，并在常压大气条件下进行，烧结温度为1400～1600℃，时间为1～3h。