[发明专利]氧传感器陶瓷感测头外电极双层多孔保护膜的制备方法

说明书

技术领域：

本发明涉及车用氧传感器陶瓷感测头，特别是一种车用氧传感器陶瓷 感测头表面电极双层多孔保护膜的制备方法。

背景技术：

氧传感器是闭环控制的汽车发动机电喷系统(EMS)的核心部件之一， 安装在汽车发动机排气管上，用于检测发动机排出废气中氧的残留量。

氧传感器在使用过程中，易受汽油燃烧产物的侵蚀和污染，如碳和颗 粒沉积于电极表面，会造成多孔电极的孔隙堵塞，阻止废气与电极面的接 触，从而失去反应的三相界面；另外，汽油燃烧后所产生的硫化物和热冲 击对陶瓷感测头表面的腐蚀和破坏亦是一个不容忽视的问题，这些因素都 将造成氧传感器陶瓷感测头表面电极“中毒”现象，降低响应速度和信号 输出灵敏度，从而缩短氧传感器的使用寿命。

目前，在电极表面制备单层多孔陶瓷保护膜的方法主要有火焰喷涂、 电浆喷涂、电弧喷涂、爆震喷涂等。虽然此类方法具有耐磨耗、阻热、耐 腐蚀的优点，但因其设备成本高、场地要求特殊、使用工作温度高、工艺 流程繁琐、污染物较多、良品率不易控制、操作人员须经过特殊培训、设 备需定期保养等外在因素，限制了其在工业批量生产中的应用。同时，此 类方法并不能完全阻止积碳、颗粒和废气物对电极面的污染，因此会导致 电极不能得到最有效的保护。若无保护膜则电极表面容易因热冲击与积碳 等问题造成剥落与降低响应速度和信号输出灵敏度。

发明内容：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种氧传感器陶瓷感测头外电极双 层多孔保护膜的制备方法，以解决现有单层保护膜所存在的电极寿命短、 效率低、保护膜易剥落等不良问题。

为实现上述目的，本发明主要采用以下技术方案：

一种氧传感器陶瓷感测头外电极双层多孔保护膜的制备方法，其中包 括以下步骤：

A、分别配制大尺寸颗粒保护膜前驱体浆料和小尺寸颗粒保护膜前驱体 浆料；

B、将氧传感器陶瓷感测头外电极先浸入大尺寸颗粒保护膜前驱体浆料 中1分钟，取出并在100～300℃温度下干燥，然后再浸入小尺寸颗粒保护膜 前驱体浆料中1分钟，取出并在100～300℃温度下干燥；

C、将上述氧传感器陶瓷感测头置于隧道窑中，在900～1100℃下高温 烧结4～6小时，随炉冷却。

步骤A具体包括：

A1、取质量百分比：大颗粒氧化铝粉末60％，纯水30％，高温粘结剂 5％和低温粘结剂5％均匀混合后，充分搅拌，制成大尺寸颗粒保护膜前驱 体浆料；

A2、取质量百分比：小颗粒氧化铝粉末60％，纯水30％，高温粘结剂 5％和低温粘结剂5％均匀混合后，充分搅拌，制成小尺寸颗粒保护膜前驱 体浆料。

所述大尺寸颗粒保护膜前驱体浆料中颗粒粒径范围为10～40μm；所述 小尺寸颗粒保护膜前驱体浆料中颗粒粒径范围为0.5～2μm。

步骤A和步骤B之间还包括：

将氧传感器陶瓷感测头外电极清洗干净，并在100～150℃温度下干燥。

所述高温粘结剂优选为硅酸乙酯。

所述低温粘结剂优选为聚乙烯醇。

本发明具有以下有益效果：

1、本发明氧传感器陶瓷感测头外电极为双层多孔保护膜结构，其中小 颗粒尺寸的多孔保护膜包覆于大颗粒尺寸保护膜的外层，从而使孔隙不被 堵塞而且均匀分散于两保护膜的间隙之中。

2、氧传感器使用过程中，废气中的污染物易于被小颗粒尺寸的保护膜 所捕获，从而阻止其对电极的损伤。同时，沉积于外层保护膜的污染物颗 粒可以在汽车的振动过程中脱落，难于阻塞外层孔隙，并有利于电极表面 与废气之间的互相接触，以达到应有的响应速度和信号输出灵敏度。

3、与单层多孔保护膜相比，本发明采用双层多孔保护膜增强了与电极 表面的粘结强度，有效降低了保护膜剥落几率。

附图说明：

图1为本发明双层多孔保护膜氧传感器陶瓷感测头的立体示意图。

图2为本发明陶瓷感测头的剖面示意图。

图中标识说明：管形固体电解质基体1、多孔电极保护膜2、内电极3、 陶瓷固体电解质4、外电极5、内层电极保护膜6、外层电极保护膜7。

具体实施方式：