[发明专利]用于热敏电阻温度传感器的陶瓷组成物及使用该组成物制造的热敏电阻装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种陶瓷组成物，其适合于在用于去除来自汽车排气系统的氧化氮、一氧化碳以及未燃烧的微粒的柴油机氧化催化器（DOC）以及柴油机微粒过滤器（DPF）中使用，或者适合于在类似的工业高温环境中应用的热敏电阻温度传感器中使用，以及涉及一种使用该组成物制造的热敏电阻装置。

背景技术

本发明涉及一种陶瓷组成物，其适合于在用于去除来自汽车排气系统的氧化氮、一氧化碳以及未燃烧的微粒的DOC以及DPF中使用，或者适合于在类似的工业高温环境中应用的热敏电阻温度传感器中使用，以及涉及一种使用该组成物制造的热敏电阻装置。

五至十种温度传感器应用于汽车中，在所述温度传感器中使用的几乎所有种类的传感器都包括使用氧化物半导体的陶瓷热敏电阻。采用所述陶瓷热敏电阻的理由是其便宜且满足汽车所需的可靠性。尽管所述陶瓷热敏电阻的温度范围可依其应用的位置而变化，但当其应用于引擎室时，该温度范围可设定成－40℃至150℃，并且在HVAC的情况下，采用－40℃至80℃的温度范围。

另外，按照排放气体的有害成分的规定，近来受到关注的汽车传感器需要基于国际环境管制以及还有排气系统的温度、压力、氧气或氮气含量的检测提高燃料效率。

排气系统中使用的所述温度传感器的感应范围一般设定为300℃至800℃。在DPF的情况下，应设定－40℃至900℃的温度范围，以便满足国际OBD II标准。

更进一步地，随着直喷方式应用到汽油发动机，汽油发动机需要一种用于过滤在寒冷天气中初始启动时排出的排放气体的过滤器。在所述汽油发动机的情况下，应测量到的温度高达1000℃，测量起来困难。所以，为了满足这样的温度范围，需要一种具有相对于高电阻值而言低B常量的组成物。

就这一点而言，传统技术包括美国第6,306,315号专利（专利文献1）以及美国第7,656,269号专利（专利文献2）。在专利文献1公开的氧化物的情况下，－40℃下的电阻为110Ω至100Ω，且所述B常量为2200k至2480k。更进一步地，大约900℃下的电阻保持在50Ω以下的水平，因而高温分解变少，且输出电压降低至大约0.1V，不理想地降低了消费者的使用。

专利文献2公开了与专利文献1类似的趋势。

而且，在允许氧化物在高温下很长一段时间的情况中，在高温下随时间的变化被视为很重要。因此，需要不断研发具有改善性质的氧化物。

发明内容

技术问题

因此，本发明的目的在于提供一种用于热敏电阻温度传感器的陶瓷组成物及使用该组成物制造的热敏电阻装置，其中传统氧化物可加入其它种类的氧化物，从而显示出适当的电阻与低B常量。

本发明的另一目的在于提供一种用于热敏电阻温度传感器的陶瓷组成物及使用该组成物制造的热敏电阻装置，其中温度的可测范围在－40℃至1000℃的宽范围。

技术方案

为了达成上述目的，本发明提供一种用于热敏电阻温度传感器的陶瓷组成物，是通过将4B族的Sn或者5B族的Sb或Bi添加到具有以ABO3表示的钙钛矿晶体结构的钙钛矿相来制备，其中A包括从除LA之外的2A族及3A族元素中选出的至少一种元素，并且B包括从4A族、5A族、6A族、7A族、8A族、2B族以及3B族过渡金属中选出的至少一种元素。

依据本发明的优选实施例，以ABO3表示的所述钙钛矿晶体结构中的A与B的混合比为1:1，并且当A的元素设定成M1；B的元素设定成M2；4B族的Sn或者5B族的Sb或Bi设定成M3时，M1、M2及M3满足从以下关系式中选出的一个或多个关系式：

0≤M1≤1

0≤M2+M3≤1

0≤M3≤0.6。

依据本发明更加优选的实施例，M1可包括从由Y₂O₃、CaCO₃、SrO₂以及MgO组成的集合中选出的一种或多种。

依据本发明更加优选的实施例，M2可包括从由MnO₂、Cr₂O₃以及NiO组成的集合中选出的一种或多种。

依据本发明更加优选的实施例，M3可包括从由CuO、SnO、Sb₂O₃、Bi₂O₃、Al₂O₃以及Fe₂O₃组成的集合中选出的一种或多种。