[发明专利]一种改善片式氧传感器气密性的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种改善片式氧传感器气密性的方法。

背景技术

随着人们对环境保护的要求越来越高，人们开始制定汽车排放的标准来控制汽车对环境的污染。世界上各个国家都开始制定不同的标准来限制排放，其中排放的尾气中NO_x以及PM的含量和空燃比有很大的关系。

在使用三元催化转换器以减少排气污染的发动机上，氧传感器是必不可少的元件。由于混合气的空燃比一旦偏离理论空燃比，三元催化剂对CO、HC和NO_x的净化能力将急剧下降，故在排气管中安装氧传感器，用以检测排气中氧的浓度，并向ECU发出反馈信号，再由ECU控制喷油器喷油量的增减，从而将混合气的空燃比控制在理论值附近。氧传感器一旦出现故障，将使电子燃油喷射系统的电脑不能得到排气管中氧浓度的信息，因而不能对空燃比进行反馈控制，会使发动机油耗和排气污染增加，发动机出现怠速不稳、缺火、喘振等故障现象。

基于ZrO₂固体电解质材料的片式氧传感器不仅能够满足快速启动、响应时间短等高性能要求，在小型化以及作为下一代尾气传感器（NO_x、HC等）的平台均显示了极大的可能性。

目前新一代的平板式多层传感器的启动时间为10s左右。这种传感器的主要特征在于预热时间短、尺寸小、质量轻，最重要的是价格便宜。

这种传感器制作的生产工艺和微电子的生产工艺类似，其结构比较复杂。工艺流程一般包括：采用流延法制备氧化锆（YSZ）陶瓷基片，并且裁剪成合适的尺寸，冲孔，加热器、电极、导线多孔保护层以及绝缘层采用丝网印刷技术印制在基片表面。整个传感器包括加热层、空气导入层、以及传感器层。加热层由一层铂金的线组成，被一层氧化铝绝缘层覆盖。

在制备片式氧传感器的过程中常见的失效形式是产品的气密性不够，导致输出的电动势达不到标准要求。原因在于叠层的时候，基片之间的粘结不均匀，导致部分区域分开或者出现裂缝。如何降低由于气密性原因导致的产品失效是业界急需解决的问题。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明旨在提供一种改善片式氧传感器气密性的方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种改善片式氧传感器气密性的方法，包括如下步骤：

a)制备Li₂O-Al₂O₃-SiO₂或CaO-Al₂O₃-SiO₂玻璃料；

b)将步骤a)制得的玻璃料或其与氧化锆粉体的混合物加入粘结剂中，制得浆料；

c)将步骤b)得到的浆料涂覆在片式氧传感器周围，然后在1200～1500℃下共烧0.5～4小时。

作为优选方案，所述Li₂O-Al₂O₃-SiO₂玻璃料的组成配方为：10～40wt%Li₂O、10～30wt%Al₂O₃和30～80wt%SiO₂，上述各组成的百分比之和为100%；所述CaO-Al₂O₃-SiO₂玻璃料的组成配方为：20～40wt%CaO、20～40wt%Al₂O₃和20～60wt%SiO₂，上述各组成的百分比之和为100%。

作为优选方案，所述玻璃料与氧化锆粉体的混合物中，氧化锆粉体所占质量百分比为10～50%。

作为优选方案，所述的粘结剂为松油醇与乙基纤维素和邻苯二甲酸二丁酯形成的混合物。

与现有技术相比，本发明方法可显著提高片式氧传感器产品的合格率，减少因为气密性原因导致的不合格品，具有实用价值。

具体实施方式

下面结合实施例和对比例对本发明技术方案做进一步详细、完整地说明。

实施例1

按如下配方：CaO30质量份、Al₂O₃30质量份及SiO₂40质量份混合均匀，得到玻璃料；将所得玻璃料70质量份与氧化锆粉体30质量份混合均匀，然后加入由松油醇10质量份与乙基纤维素1质量份和邻苯二甲酸二丁酯0.2质量份形成的粘结剂中，制得浆料；将所得浆料均匀涂覆在片式氧传感器周围，然后在1400℃烧结2小时。