[发明专利]一种氧传感器电极的电极浆料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种氧传感器电极的电极浆料及其制备方法。

背景技术

在汽车发动机三元控制系统中，电子控制供油单元、氧传感器、三元催化是控制系统的核心。现代发动机电喷系统中，使用最多的氧传感器是检测空燃比型氧传感器，它主要是保持发动机在理想空燃比附近工作，使三元催化处于最佳工作区间。目前广泛使用的氧传感器是浓差型氧传感器，主要采用管式和片式结构，其中片式氧传感器由于响应时间短，成为广泛应用的新一代氧传感器产品。

片式氧传感器芯片的制备过程中，由于氧化锆陶瓷的烧结温度很高，在1400℃以上，在此温度下现有的电极浆料的性能并不能达到要求，在共烧结后，得到的氧传感器芯片的导电性的稳定性较低，发热效率不佳，影响了氧传感器的响应时间。

如CN101168472A公开了一种无铅铂电极浆料及其制备方法，其中，该电极浆料含有无铅玻璃粘结剂(无机粘结剂)、有机粘结剂、金属氧化物和铂金属粉末。该电极浆料同样存在上述缺点，即导致制得的电极的发热效率不佳，从而影响了最终的氧传感器电极的响应时间。

因此，开发一种新的氧传感器电极的电极浆料成为迫切需要解决的问题。

发明内容

本发明解决的技术问题是克服现有的氧传感器电极的电极浆料性能达不到要求从而导致影响制得的电极的发热效率的缺点，提供一种能够使制得的电极具有较高的发热效率的氧传感器电极的电极浆料及其制备方法。

本发明提供了一种氧传感器电极浆料，该电极浆料含有无机粘结剂、有机粘结剂和铂金属粉末，其中，所述无机粘结剂含有三氧化钼、三氧化二硼、二氧化硅、三氧化二铝和氧化锆，其中，以所述无机粘结剂的总重量为基准，三氧化钼的含量为10-50重量％，三氧化二硼的含量为10-70重量％，二氧化硅的含量为5-40重量％，三氧化二铝的含量为5-20重量％，氧化锆的含量为5-40重量％。

本发明还提供了电极浆料的制备方法，其中，该方法包括将一种原料混合物混合均匀，之后进行研磨，所述原料混合物含有无机粘结剂、有机粘结剂和铂金属粉末，其中，所述无机粘结剂含有三氧化钼、三氧化二硼、二氧化硅、三氧化二铝和氧化锆，其中，以所述无机粘结剂的总重量为基准，三氧化钼的含量为10-50重量％，三氧化二硼的含量为10-70重量％，二氧化硅的含量为5-40重量％，三氧化二铝的含量为5-20重量％，氧化锆的含量为5-40重量％。

本发明提供的电极浆料在高温下的烧结性能显著地提高，从而提高了制得的电极的发热效率，缩短了氧传感器的响应时间，另一方面由于能够实现直接在空气气氛下进行烧结，在保证制得的电极具有较高的发热效率的同时，还大大地降低了工业生产的工艺要求，提高了生产效率并降低了生产成本。

具体实施方式

本发明一种氧传感器电极浆料，该电极浆料含有无机粘结剂、有机粘结剂和铂金属粉末，其中，所述无机粘结剂含有三氧化钼、三氧化二硼、二氧化硅、三氧化二铝和氧化锆，其中，所述无机粘结剂中的各组分的含量可以在很大范围内改变，优选情况下，以所述无机粘结剂的总重量为基准，三氧化钼的含量为10-50重量％，三氧化二硼的含量为10-70重量％，二氧化硅的含量为5-40重量％，三氧化二铝的含量为5-20重量％，氧化锆的含量为5-40重量％；进一步优选为，以所述无机粘结剂的总重量为基准，三氧化钼的含量为15-35重量％，三氧化二硼的含量为20-50重量％，二氧化硅的含量为10-30重量％，三氧化二铝的含量为10-15重量％，氧化锆的含量为10-30重量％。

所述无机粘结剂的平均粒径可以在一定范围内改变，优选情况下，所述无机粘结剂的平均粒径小于10μm。

本发明的发明人对氧传感器电极的电极浆料进行深入的研究，发现使用上述组成的无机粘结剂能够改善无机粘合剂的高温流动性和致密性，从而能够使制得的氧传感器电极的发热效率显著提高，从而缩短响应时间，并且能够实现在空气气氛下进行烧结，在保证制得的氧传感器的响应时间的同时，还大大地降低了工业生产的工艺要求，提高了生产效率并降低了生产成本。

优选情况下，所述无机粘结剂还可以含有添加剂，该添加剂选自氧化钠、氧化钙和氧化锌中的一种或几种，所述添加剂的含量可以在很大范围内改变，优选情况下，以所述无机粘结剂的总重量为基准，所述添加剂的含量为1-10重量％。当所述无机粘结剂中含有添加剂时，能够进一步改善无机粘合剂的高温玻化性能和致密性，以进一步地提高制得的电极的发热效率。