[发明专利]ZrO2基氧敏感元件共烧结铂电极的制备方法

说明书

本发明提供了一种ZrO₂基氧敏感元件共烧结铂电极的制备方法，该制备方法包括以下步骤：S1.制备ZrO₂基固体电解质坯件；S2.制备铂电极浆料；以及S3.将所述铂电极浆料均匀涂覆在所述ZrO₂基固体电解质坯件的内壁表面和外壁表面上，室温晾干后对涂覆有铂电极浆料的ZrO₂基固体电解质坯件进行烧结。根据本发明的ZrO₂基氧敏感元件共烧结铂电极的制备方法，通过在铂电极浆料中添加与ZrO₂基固体电解质坯件材料相同的组分，减小坯件材料与浆料中的成分的差异，从而减小了铂电极与ZrO₂基氧敏感元件基体之间的热膨胀系数差异，增强了铂电极的附着性能，由此延长了ZrO₂基氧敏感元件的使用寿命。

技术领域

本发明涉及一种ZrO₂基氧传感器的电极的制备方法，更具体地，涉及ZrO₂基氧传感器氧敏感元件共烧结铂电极的制备方法。

背景技术

ZrO₂基氧传感器是利用ZrO₂基氧敏感元件测量待测气体或特定环境中的氧电势，再根据能斯特方程计算出其中的氧含量，这种传感器已被广泛应用于锅炉燃烧和汽车空燃比监测方面，起到了节约能源和保护环境的作用。而这种氧传感器的性能与ZrO₂基氧敏感元件的铂电极的制备方法密切相关。

目前，ZrO₂基氧敏感元件的铂电极的制备方法主要有两种，第一种制备方法是，首先在高温下制备ZrO₂基固体电解质基体，然后在基体上涂覆电极浆料，经高温烧结制得电极。另一种制备方法是，将电极浆料直接涂覆在ZrO₂基固体电解质坯件的表面，共烧结制得电极。

由于铂电极与ZrO₂基氧敏感元件基体的热膨胀系数之间存在较大差异，因此，当电极长期处于腐蚀性气体、冲刷严重或温度剧烈变化的环境中时，容易出现电极开裂甚至脱落的现象，由此将导致氧传感器失效。

为了提高铂电极在ZrO₂基氧敏感元件基体表面的附着性能，通常在电极浆料中添加玻璃粉。但当玻璃粉的添加量过大时，高温下玻璃粉熔融，会堵塞铂电极的催化活性区域，降低电极的催化活性。

因此，现有技术中需要一种能够在确保铂电极的催化活性的情况下使铂电极能够牢固地附着在基体表面的ZrO₂基氧敏感元件。

发明内容

为了解决上述技术问题中的至少一个方面，本发明的实施例提供了一种ZrO₂基氧敏感元件共烧结铂电极的制备方法，该制备方法包括以下步骤：

S1.制备ZrO₂基固体电解质坯件；

S2.制备铂电极浆料；以及

S3.将所述铂电极浆料均匀涂覆在所述ZrO₂基固体电解质坯件的内壁表面和外壁表面上，室温晾干后对涂覆有铂电极浆料的ZrO₂基固体电解质坯件进行烧结。

根据本发明的ZrO₂基氧敏感元件共烧结铂电极的制备方法的一个优选的实施例，步骤S1包括采用冷等静压压制技术将5mol％-8mol％Y₂O₃掺杂的ZrO₂粉料压制成管状，以制备所述ZrO₂基固体电解质坯件。