[发明专利]一种车用片式结构氧传感器及其制备方法

权利要求书

1.一种车用片式结构氧传感器，包括由上至下依次叠置的敏感层(14)、参比气通道层(13)和加热器层(12)，其特征是：所述的加热器层(12)包括加热基体(1)和底部布设有加热体(3)的绝缘层(2)组成，所述的绝缘层(2)设置在加热基体(1)上表面制有的长方形下凹区中；所述的参比气通道层(13)为制有参比气通道(5)的参比气通道本体(4)，该参比气通道(5)与外界环境相连通；所述的敏感层(14)包括上、下表面分别设置有外电极层(9)和内电极层(7)的氧化锆敏感基体(6)以及包覆在所述外电极层(9)上表面的多孔保护层(11)；所述的参比气通道(5)贯通参比气通道本体(4)的上下表面，并且参比气通道(5)的上下壁分别由氧化锆敏感基体(6)的下表面和绝缘层(2)的上表面构成，所述的内电极层(7)位于参比气通道(5)所处的空间内，所述的加热体(3)和内电极层(7)分别引出有加热器电极引脚(10)和内电极引脚(8)。

2.根据权利要求1所述的一种车用片式结构氧传感器，其特征是：所述的加热基体(1)制有向下贯通加热基体(1)下表面的加热器电极引出孔(15)，所述的加热器电极引脚(10)设置在加热基体(1)下表面的一端，并且加热器电极引脚(10)通过加热器电极引出孔(15)与加热体(3)电连接，所述的氧化锆敏感基体(6)制有向上贯通氧化锆敏感基体(6)上表面的内电极引出孔(16)，所述的内电极引脚(8)设置在氧化锆敏感基体(6)上表面的一端，并且内电极引脚(8)通过内电极引出孔(16)与内电极层(7)电连接。

3.根据权利要求2所述的一种车用片式结构氧传感器，其特征是：所述的参比气通道气孔(5)的孔径范围为0.2mm-0.6mm，所述的加热基体(1)和参比气通道本体(4)以及氧化锆敏感基体(6)的厚度均为0.2mm-0.6mm。

4.根据权利要求3所述的一种车用片式结构氧传感器，其特征是：所述的绝缘层(2)为采用氧化铝材料制作的厚度为40um-80um的长方形陶瓷片体，所述的加热基体长方形下凹区的深度为40um-80um。

5.一种实现权利要求1所述的车用片式结构氧传感器的制备方法，其特征是：该方法包括以下步骤：

A：采用具有0-10%摩尔钇含量和0-40%质量分数氧化铝的氧化锆材料利用流延成型技术分别制得生瓷片式具有相同材料组分的加热基体(1)和成型有参比气通道(5)的参比气通道本体(4)的参比气通道层(13)；

B：采用具有5%摩尔钇含量的氧化锆利用流延成型技术制得生瓷片的氧化锆敏感基体(6)，采用氧化铝利用流延成型技术制得流延片的绝缘层(2)；

C：采用厚膜丝网印刷技术在上述的加热基体(1)的上表面和下表面一端分别印刷出加热体(3)和加热器电极引脚(10)，制得加热器坯件；

D：采用机械冲孔在上述加热器坯件上的加热器电极引脚(10)处冲出加热器电极引出孔(15)，并在加热器电极引出孔(15)中注入用于连通加热器电极引脚(10)和加热体(3)的导体材料后将上述的绝缘层(2)叠置在加热体(3)上，制得加热器层(12)；

E：采用厚膜丝网印刷技术在上述氧化锆敏感基体(6)的上表面上分别印刷出外电极层(9)和内电极引脚(8)，并同时在氧化锆敏感基体(6)的下表面上印刷出内电极层(7)，制得含电极层的敏感基体坯件；

F：采用机械冲孔在上述敏感基体坯件的内电极引脚处(8)冲出内电极引出孔(16)，并在内电极引出孔(16)中注入用于连通内电极层(7)和内电极引脚(8)的导体材料，制得敏感层坯件；

G：采用厚膜丝网印刷技术在敏感层坯件上的外电极层上表面印制出多孔保护层(11)，制得敏感层(14)；

H：将上述步骤D中制得的加热器层(12)和步骤A中制得的参比气通道层(13)以及步骤G中制得的敏感层(14)依层次准确堆叠在一起，通过叠层热压形成整体，在低温炉中低温排胶，高温炉中保温一段时间后烧结成型，制得本产品。

6.根据权利要求5所述的一种车用片式结构氧传感器的制备方法，其特征是：所述的步骤C中加热体(3)的材料为具有正温度电阻特性的金属材料。

7.根据权利要求6所述的一种车用片式结构氧传感器的制备方法，其特征是：所述的步骤G中的多孔保护层(11)的材料为镁铝尖晶石。