[发明专利]一种片式浓差型氧传感器及制备方法

说明书

本发明公开了一种片式浓差型氧传感器及制备方法，该氧传感器由下到上依次为加热器承载氧化锆生瓷胚，过渡氧化锆生瓷胚，气体流道氧化锆生瓷胚和电极承载氧化锆生瓷胚；各氧化锆生瓷胚采用至少2层的氧化锆生瓷带通过等静压工艺叠压制备而成；本发明中气体流道氧化锆生瓷胚划切有气体流道，气体流道中填充碳基牺牲材料；本发明的加热器承载氧化锆生瓷胚和电极承载氧化锆生瓷胚上划切电连接通孔，电连接通孔的孔壁内灌满氧化铝绝缘浆料，并以该电连接通孔为同心圆，划切补孔，补孔内填充导体。本发明采用预叠合工艺减少工艺流程，提高加工效率，本发明通过增厚孔壁氧化铝厚度的方式，提高氧化锆与铂之间的距离，提高绝缘性能，杜绝漏电流的影响。

技术领域

本发明涉及一种片式浓差型氧传感器及制备方法，属于汽车氧传感器技术领域。

背景技术

氧气传感器在汽车电喷系统的应用已经非常广泛，对电喷系统中缸内燃料充分燃烧、降低能耗及降低有害气体排放有着非常重要的作用。

在不完全燃烧的发动机燃料废气混合物中，除了氮气（N2）、二氧化碳（CO2）和水（H2O）之外，还排出大量有毒有害的燃烧产物，在这些燃烧产物中碳氢化合物（HC）、一氧化碳（CO）和氮氧化物（NOx）、SO2会用环境造成很大污染。

在目前的汽车电喷控制系统中典型地使用氧气传感器对燃烧进行控制调节。在目前的发动机控制系统中典型地使用氧气浓度调节，利用氧气传感器测量排放后(三元催化处理装置前)废气的氧气含量，根据该氧气含量测量值从校正缸内燃油喷射量。

现有的氧传感器采用的是氧化锆基材进行制作的，氧化锆高温下导电，未有专门的通孔绝缘处理，导致加热端电流信号影响氧传感器输出信号。孔内只是依靠表面绝缘浆料自然掉落孔内，无法保障绝缘质量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种片式浓差型氧传感器及制备方法，能够克服现有氧传感器“绝缘性能差”和“不适合批量生产”缺陷。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明提供一种片式浓差型氧传感器的制备方法，包括：

制备氧化锆生瓷胚并进行预加热处理；制备的所述氧化锆生瓷胚包括：加热器承载氧化锆生瓷胚、电极承载氧化锆生瓷胚、过渡氧化锆生瓷胚和气体流道氧化锆生瓷胚；

在预加热处理后的加热器承载氧化锆生瓷胚和电极承载氧化锆生瓷胚上划切电连接通孔，以及在预加热处理后的气体流道氧化锆生瓷胚上划切气体流道；

在加热器承载氧化锆生瓷胚上印刷加热器层和加热器端引脚并补孔，以及在电极承载氧化锆生瓷胚上印刷电极和电极端引脚；

依次按照加热器承载氧化锆生瓷胚、过渡氧化锆生瓷胚、气体流道氧化锆生瓷和电极承载氧化锆生瓷胚的顺序进行叠压，并进行热等静压处理；

将热等静压后的氧化锆生瓷胚进行热切和排胶烧结，得到片式浓差型氧传感器。

进一步的，所述制备氧化锆生瓷胚包括：

采用至少2层的氧化锆生瓷带，通过等静压工艺叠压制备成氧化锆生瓷胚；

所述加热器承载氧化锆生瓷胚采用3-5层氧化锆生瓷叠压，

所述电极承载氧化锆生瓷胚采用3-5层氧化锆生瓷叠压，

所述过渡氧化锆胚采用2-4层氧化锆生瓷叠压，

所述气体流道氧化锆生瓷胚采用2-3层氧化锆生瓷叠压；

所述单层氧化锆生瓷带的厚度为120-130um；

所述等静压工艺温度为70-90℃，压力为30-40Mpa。

进一步的，所述进行预加热处理的温度为70-90℃，时间为10-20min。

进一步的，所述划切电连接通孔，包括：

采用激光打孔的方式在氧化锆生瓷胚上划切打孔；

采用挤压填孔工艺将孔壁内灌满氧化铝绝缘浆料，并通过整平机进行整平；