[发明专利]一种柴油发动机氧化物陶瓷电热塞及其生产方法

权利要求书

1.一种柴油发动机氧化物陶瓷电热塞，包括导电层、绝缘层和发热层，所述绝缘层设置在导电层外，发热层设置在绝缘层外，在导电层前部的绝缘层开设使发热层和导电层相连接的环形槽，在导电层的后端设置电极接入端子；其特征在于导电层由Sr或Ca掺杂的LaCr_1-xCo_xO₃和YSZ组成；绝缘层为YSZ；发热层由Sr或Ca至少一种掺杂的GdCrO₃和YSZ组成。

2.根据权利要求1所述柴油发动机氧化物陶瓷电热塞，其特征在于在所述导电层中，YSZ占导电层总质量的1～4%。

3.根据权利要求1或2所述柴油发动机氧化物陶瓷电热塞，其特征在于在所述发热层中，YSZ占发热层总质量的1～5%。

4.如权利要求1所述柴油发动机氧化物陶瓷电热塞的生产方法，其特征在于包括以下步骤：

1）将由掺杂Sr或Ca的LaCr_1-xCo_xO₃、YSZ、油酸、石蜡和蜂蜡混合制成导电层坯体，经脱蜡、预烧结，取得棒状导电层材料；

2）将含有YSZ的绝缘层浆料浸涂于棒状导电层材料外，经干燥后，在导电层的前部制出圆环槽，直至露出圆环状导电层；

3）将含有Sr或Ca掺杂的GdCrO₃和YSZ的发热层浆料浸涂于所述圆环槽和绝缘层表面，并经过干燥，取得半制品；

4）将半制品于空气气氛中共烧结，取得氧化物陶瓷电热塞。

5.根据权利要求4所述生产方法，其特征在于所述步骤1）中，先将掺杂Sr或Ca的LaCr_1-xCo_xO₃和粒径为0.1～0.5μm的YSZ混合，烘干，所述烘干的混合物中含水质量小于0.1％、YSZ占烘干的混合物总质量的1～4%；再将烘干的混合物与油酸、熔融的石蜡和蜂蜡混合均匀，冷却后取得蜡板块；将蜡板块置于热压铸机中加热，在模具中热压铸成形后脱膜，取得棒状导电层素坯；将棒状导电层素坯埋入装有经过煅烧的Al₂O₃细粉中，将棒状导电层素坯埋入装有经过煅烧的Al₂O₃细粉中，以0.5℃/min升温速率升温至70～80℃，保温3～5h，再以0.5℃/min的升温速度，用以排除坯体中的石蜡和蜂蜡，升温至1150℃～1250℃进行保温预烧3～5h，取得棒状导电层材料。

6.根据权利要求5所述生产方法，其特征在于所述步骤1）中，所述油酸占烘干的混合物和油酸、石蜡及蜂蜡总质量的0.2～0.5%；所述石蜡占烘干的混合物和油酸、石蜡及蜂蜡总质量的12～20%；蜂蜡占烘干的混合物和油酸、石蜡及蜂蜡总质量的0.1～2%。

7.根据权利要求4所述生产方法，其特征在于所述步骤2）中，所述含有YSZ的绝缘层浆料由含有粒径为0.01～0.1μm的YSZ的水混合物、分子量为200～10000的聚乙二醇和无水酒精混合组成；所述聚乙二醇占含有YSZ的绝缘层浆料总质量的0.5～10%；酒精占绝缘层YSZ浆料总质量的0.1%；浸涂的厚度为40～1000μm。

8.根据权利要求4所述生产方法，其特征在于所述步骤3）中，所述含有Sr或Ca掺杂的GdCrO₃和YSZ的发热层浆料由粒径为0.1～0.4μm的Sr或Ca掺杂的GdCrO₃粉、分子量为200～10000的聚乙二醇、酒精溶液和粒径为0.01～0.1μmYSZ的水混合物组成，所述YSZ占发热层浆料质量的0.5～2.5%，所述聚乙二醇占发热层浆料质量的0.5～15%，Sr或Ca掺杂的GdCrO₃粉占发热层浆料质量的47.5～49.5%。

9.根据权利要求4或8所述生产方法，其特征在于所述步骤3）中，浸涂的厚度为400～1000μm。

10.根据权利要求4所述生产方法，其特征在于所述步骤4）中，将半制品埋入经过煅烧的Al₂O₃细粉中，以0.5～1℃/min的升温速度将室温升至600℃，然后再以2～5℃/min的升温速度升温至1400～1600℃，保温1～4h；随炉降温后，从Al₂O₃细粉中取出氧化物陶瓷电热塞。