CN101001486A

CN101001486A - 一种传感器用陶瓷加热芯的制备方法

Info

Publication number: CN101001486A
Application number: CN 200610157720
Authority: CN
Inventors: 杨世养; 周云
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-12-25
Filing date: 2006-12-25
Publication date: 2007-07-18

Abstract

本发明公开了一种传感器用陶瓷加热芯的制备方法，所制备的传感器用陶瓷加热芯包括加热芯基体、设在加热芯基体外圆周的绝缘层、设在绝缘层内壁上的若干加热电阻和设在绝缘层外壁上的电极引脚，在制备所述传感器用陶瓷加热芯的过程中采用了先进的流延成型技术和双刀口技术，且在制备绝缘层的原料中添加了氧化硅、氧化钙和氧化镁来调节其烧结温度同加热芯基体一致，同时还采用了先进的厚膜丝网印刷技术在绝缘层内、外壁上印刷加热电阻和电极引脚，所以本发明所公开的方法不仅工艺过程简单，而且所制备的传感器用陶瓷加热芯性能优良。

Description

一种传感器用陶瓷加热芯的制备方法

技术领域

本发明涉及一种传感器用陶瓷加热芯的制备方法，更具体地说，是涉及一种汽车用空燃比检测一种传感器用陶瓷加热芯的制备方法。

背景技术

近期汽车产业发展迅猛，尾气排放标准不断的提高，对汽车用氧传感器的要求也不断提高。目前国内普遍采用的是管式二氧化锆氧传感器，使用管状二氧化锆敏感探头，中间嵌入氧化铝陶瓷加热芯。该陶瓷加热芯可以加快氧传感器的升温激活，使传感器能够较快的进入工作状态。现在普遍采用的传感器用陶瓷加热芯的制备方法生产工艺复杂，需特种设备，所生产出的产品性能不足。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的上述缺陷，提供一种传感器用陶瓷加热芯的制备方法，其意义在于提高所生产的产品的性能，简化生产工艺。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案如下：构造一种陶瓷加热芯，包括加热芯基体、设在加热芯基体外圆周的绝缘层、设在绝缘层内壁上的若干加热电阻和设在绝缘层外壁上的电极引脚，所述传感器用陶瓷加热芯由如下方法制备：

A、以90％～95％氧化铝材料为基料，加入5％～10％的氧化硅、氧化钙和氧化镁粉末，混合均匀后以挤压或热压铸的方法制作成等径圆柱体，在1300～1500℃下烧结成型，得到所述的加热芯基体。

B、以氧化铝为基料，加入5％～10％的氧化硅，氧化钙，氧化镁微粉制成陶瓷粉体，将陶瓷粉体通过球磨工艺制备成流延浆料，并在流延浆料中加入含鱼油、三油酸甘油酯、蓖麻油、PVB、PEG、乙醇和丁酮中的一种或多种，粘度控制在30～50Pa.s，球磨15～20小时混合均匀后，通过双刀口技术使用精密流延机上流延制成所述绝缘层，自然干燥或者带辅助加热干燥，并采用机械冲孔的方式在所述绝缘层预留联通孔。

C、以钨浆料为原料采用厚膜丝网印刷技术分别在所述绝缘层内、外壁印刷所述加热电阻和所述电极引脚，并通过连通孔使所述加热电阻和所述电极引脚连接导通。

D、所述加热芯和所述绝缘层通过定位模具精确定位后，在50～100℃，25～50MPa等静压压力下形成整体圆柱装结构，最后采用高温共烧的方式，在1500～1600℃的高温炉中，以氢气为保护气，保温1～3小时烧结成型。

所述钨浆料是以钨粉为原料，在钨粉中加入氧化铝、氧化硅、氧化钙、氧化镁和氧化锰的微粉，并添加鱼油、三油酸甘油酯、蓖麻油、PVB和PEG中的一种或多种制成。

所述绝缘层的厚度为0.35～0.40mm。

所述电极引脚经过无氰化学镀金处理。

本发明提供的一种传感器用陶瓷加热芯的制备方法的有益效果是：

1、由于采用了先进的流延成型技术和双刀口技术，且在制备绝缘层的原料中添加了氧化钙和氧化镁调节其烧结温度同加热芯基体一致，同时还采用了先进的厚膜丝网印刷技术在绝缘层内、外壁上印刷加热电阻和电极引脚，所以本发明所公开的方法所制备的传感器用陶瓷加热芯性能优良。

2、工艺简单，由于采用了先进的流延成型技术和双刀口技术和厚膜丝网印刷技术，所以本发明不仅工艺过程简单，而且不需要特种设备。

附图说明

图1是陶瓷加热芯的剖视图；

注：附图标记说明

加热芯基体(1)；绝缘层(2)；加热电阻(3)；电极引脚(4)；连通孔(5)。

具体实施方式

参照图1，提供一种传感器用陶瓷加热芯的制备方法，所制备的传感器用陶瓷加热芯包括加热芯基体(1)、设在加热芯基体(1)外圆周的绝缘层(2)、设在绝缘层(2)内壁上的若干加热电阻(3)和设在绝缘层(2)外壁上的电极引脚(4)，其制备方法如下：

A、以90％～95％氧化铝材料为基料，加入5％～10％的氧化硅、氧化钙和氧化镁粉末，混合均匀后以挤压或热压铸的方法制作成直径3.1毫米的等径圆柱体，在1300～1500℃下烧结成型，得到加热芯基体(1)。

B、以氧化铝为基料，加入5％～10％的氧化硅，氧化钙，氧化镁微粉制成陶瓷粉体，氧化钙，氧化镁微粉可以调节其烧结温度同加热芯基体(1)一致；将陶瓷粉体通过球磨工艺制备成流延浆料，并在流延浆料中加入含鱼油、三油酸甘油酯、蓖麻油、PVB、PEG、乙醇和丁酮中的一种或多种，粘度控制在30～50Pa.s，球磨15～20小时混合均匀后，通过双刀口技术使用精密流延机上流延制成绝缘层(2)，绝缘层(2)的厚度为0.35～0.40mm，自然干燥或者带辅助加热干燥，并采用机械冲孔的方式在绝缘层(2)预留连通孔(5)。

C、以钨粉为钨浆料，在钨粉中加入氧化铝、氧化硅、氧化钙、氧化镁和氧化锰的微粉来调节方阻、附着力和电阻温度系数，并添加鱼油、三油酸甘油酯、蓖麻油、PVB和PEG中的一种或多种来调节浆料的触变性和流平性，保证精细印刷的进行。

然后，以钨浆料为原料采用厚膜丝网印刷技术分别在绝缘层(2)内、外壁印刷加热电阻(3)和电极引脚(4)，并通过连通孔(5)使加热电阻(3)和电极引脚(4)连接导通，电极引脚(4)经过镀镍和镀金后形成同内部发热电阻的可靠连接。

D、加热芯和绝缘层(2)通过定位模具精确定位后，在50～100℃，25～50MPa等静压压力下形成整体圆柱装结构，最后采用高温共烧的方式，在1500～1600℃的高温炉中，以氢气为保护气，保温1～3小时烧结成型。

烧结过程中特别的温度控制程序用于各功能层烧结致密前生坯有机物的排出，有效地控制产品的变形。

Claims

1、一种传感器用陶瓷加热芯的制备方法，所述传感器用陶瓷加热芯包括加热芯基体(1)、设在加热芯基体(1)外圆周的绝缘层(2)、设在绝缘层(2)内壁上的若干加热电阻(3)和设在绝缘层(2)外壁上的电极引脚(4)，其特征在于，所述传感器用陶瓷加热芯经由如下步骤制备而成：

A、以氧化铝材料为基料，加入氧化硅、氧化钙和氧化镁粉末，混合均匀后以挤压或热压铸的方法制作成等径圆柱体，烧结成型后得到所述的加热芯基体(1)。

B、将陶瓷粉体通过球磨工艺制备成流延浆料，通过双刀口技术使用精密流延机上流延制成所述绝缘层(2)，自然干燥或者带辅助加热干燥，并采用机械冲孔的方式在所述绝缘层(2)预留连通孔(5)。

C、以钨浆料为原料采用厚膜丝网印刷技术分别在所述绝缘层(2)内、外壁印刷所述加热电阻(3)和所述电极引脚(4)，并通过联通孔(5)使所述加热电阻(3)和所述电极引脚(4)连接导通。

D、所述加热芯和所述绝缘层(2)通过定位模具精确定位后，形成整体圆柱装结构，最后采用高温共烧的方式，在高温炉中，在保护气的保护下，保温一段时间后烧结成型。

2、根据权利要求1所述的一种传感器用陶瓷加热芯的制备方法，其特征在于，所述加热芯基体(1)是以90％～95％氧化铝材料为基料，加入5％～10％的氧化硅、氧化钙和氧化镁粉末，混合均匀后以挤压或热压铸的方法制作成等径圆柱体，在1300～1500℃下烧结成型。

3、根据权利要求1所述的一种传感器用陶瓷加热芯的制备方法，其特征在于，所述陶瓷粉体是以氧化铝为基料，加入5％-10％的氧化硅，氧化钙，氧化镁微粉制成。

4、根据权利要求1所述的一种传感器用陶瓷加热芯的制备方法，其特征在于，在所述流延浆料中添加有鱼油、三油酸甘油酯、蓖麻油、PVB、PEG、乙醇和丁酮中的一种或多种，粘度控制在30～50Pa.s，球磨15～20小时混合均匀后。

5、根据权利要求1所述的一种传感器用陶瓷加热芯的制备方法，其特征在于，所述钨浆料是以钨粉为原料，在钨粉中加入氧化铝、氧化硅、氧化钙、氧化镁和氧化锰的微粉制成。

6、根据权利要求1所述的一种传感器用陶瓷加热芯的制备方法，其特征在于，所述钨浆料中添加有鱼油、三油酸甘油酯、蓖麻油、PVB和PEG中的一种或多种。

7、根据权利要求1所述的一种传感器用陶瓷加热芯的制备方法，其特征在于，所述绝缘层(2)的厚度为0.35～0.40mm。

8、根据权利要求1所述的一种传感器用陶瓷加热芯的制备方法，其特征在于，所述电极引脚(4)经过无氰化学镀金处理。

9、根据权利要求1所述的一种传感器用陶瓷加热芯的制备方法，其特征在于，所述加热芯和所述绝缘层(2)通过定位模具精确定位后，在50～100℃，25～50MPa等静压压力下形成整体圆柱装结构，最后采用高温共烧的方式，在1500～1600℃的高温炉中，以氢气为保护气，保温1～3小时烧结成型。