CN102109485A - 氧传感器电极浆料和氧传感器传感层及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种氧传感器电极浆料，该电极浆料含有无机粘结剂、有机粘结剂和铂金属粉末，其中，该电极浆料还含有稀土金属粉末和/或稀土金属氧化物粉末。本发明还提供了这种电极浆料的制备方法，以及使用该浆料制备氧传感器传感层的方法和由该方法制得的氧传感器传感层。本发明提供的电极浆料高温烧结性能显著地提高，使共烧后形成的涂层与氧化锆基片的结合力较强且电阻较小，使最终的氧传感器电极具有优良的催化性能。此外，由于能够实现在空气气氛下进行共烧，降低了工业生产的工艺要求，从而提高了生产效率；并且由于稀土金属粉末和/或稀土金属氧化物的加入也能够降低电极浆料中铂金属粉末的用量，也降低了生产成本。

Description

氧传感器电极浆料和氧传感器传感层及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种氧传感器电极浆料及其制备方法，以及使用该电极浆料制备氧传感器传感层的方法及由该方法制得的氧传感器传感层。

背景技术

在汽车发动机三元控制系统中，电子控制供油单元、氧传感器、三元催化是控制系统的核心。现代发动机电喷系统中，使用最多的氧传感器是检测理论空燃比型氧传感器，它主要是保持发动机在理论空燃比附近工作，使三元催化处于最佳工作区间。目前广泛使用的氧传感器是浓差型氧化锆氧传感器，主要采用管式和片式结构，其中片式氧传感器由于响应时间短，成为广泛应用的新一代氧传感器产品。

片式氧传感器传感层主要是在氧化锆基片上涂覆电极浆料并共同烧结而制成。但是，由于氧化锆陶瓷的烧结温度很高，在1400℃以上，在此温度下现有的电极浆料的性能并不能达到要求，在共烧结后，得到的氧传感器的传感层的导电性的稳定性较低，共烧后形成的涂层与氧化锆基片的结合力较差且电阻较大，导致最终的氧传感器传感层的催化性能不佳。

如CN101168472A公开了一种无铅铂电极浆料及其制备方法，其中，该电极浆料含有无铅玻璃粘结剂(无机粘结剂)、有机粘结剂、金属氧化物和铂金属粉末。该电极浆料同样存在上述缺点，即共烧后形成的涂层与氧化锆基片的结合力较差且电阻较大。

因此，开发一种新的氧传感器电极的电极浆料是迫切需要解决的问题。

发明内容

本发明解决的技术问题是克服现有的氧传感器电极浆料的性能达不到要求，从而导致共烧后形成的涂层与氧化锆基片的结合力较差且电阻较大的问题，提供一种具有优良性能的氧传感器电极浆料，使共烧后形成的涂层与氧化锆基片的结合力较强且电阻较小，从而使最终的氧传感器传感层具有优良的催化性能。

本发明提供了一种氧传感器电极浆料，该电极浆料含有无机粘结剂、有机粘结剂和铂金属粉末，其中，该电极浆料还含有稀土金属粉末和/或稀土金属氧化物粉末。

本发明还提供了所述电极浆料的制备方法，其中，该方法包括将一种原料混合物混合均匀，之后进行研磨，所述原料混合物含有无机粘结剂、有机粘结剂、铂金属粉末和稀土金属粉末和/或稀土金属氧化物粉末。

本发明还提供了一种氧传感器传感层的制备方法，其中，该方法包括在氧化锆基片的两侧表面上涂覆本发明提供的电极浆料，之后共烧。

本发明还提供了一种氧传感器传感层，其中，该传感层是通过本发明提供的氧传感器传感层的制备方法制备得到的。

本发明提供的电极浆料在高温下的烧结性能显著地提高，使共烧后形成的涂层与氧化锆基片的结合力较强且电阻较小，从而使最终的氧传感器传感层具有优良的催化性能。此外，由于本发明提供的电极浆料能够在空气气氛下进行共烧，大大地降低了工业生产的工艺要求，从而提高了生产效率；并且由于稀土金属粉末和/或稀土金属氧化物的加入也能够降低电极浆料中铂金属粉末的用量，也降低了生产成本。

具体实施方式

本发明提供了一种氧传感器电极浆料，该电极浆料含有无机粘结剂、有机粘结剂和铂金属粉末，其中，该电极浆料还含有稀土金属粉末和/或稀土金属氧化物粉末。

本发明的发明人对氧传感器电极浆料进行深入的研究，发现在电极浆料中引入稀土金属粉末和/或稀土金属氧化物粉末，能够显著地提高电极浆料的性能，使共烧后形成的涂层与氧化锆基片的结合力较强且电阻较小，从而使最终的氧传感器传感层具有优良的催化性能。此外，由于稀土金属粉末和/或稀土金属氧化物的加入也能够降低电极浆料中铂金属粉末的用量，大大地降低了生产成本。

所述稀土金属粉末和/或稀土金属氧化物粉末可以为各种能够实现上述效果的稀土金属粉末和/或稀土金属氧化物粉末，优选情况下，所述稀土金属粉末可以为金属铈粉末、金属镧粉末和金属镨粉末中的一种或几种，所述稀土金属氧化物粉末可以为氧化铈粉末、氧化镧粉末和氧化镨粉末中的一种或几种，所述稀土金属粉末和/或稀土氧化物粉末的平均粒子直径可以在很大范围内改变，优选为0.1-2μm。

本发明中，所述电极浆料中各组分的含量可以在很大范围内改变，优选情况下，相对于100重量份的铂金属粉末，所述无机粘结剂的含量可以为1-10重量份，所述有机粘结剂的含量可以为20-40重量份，所述稀土金属粉末和/或稀土金属氧化物粉末的含量可以为5-20重量份。进一步优选为，相对于100重量份的铂金属粉末，所述无机粘结剂的含量可以为2-5重量份，所述有机粘结剂的含量为25-35重量份，所述稀土金属粉末和/或稀土金属氧化物粉末的含量可以为10-15重量份。

根据本发明，所述无机粘结剂在高温下呈现液相，能够降低烧结温度，所述无机粘结剂的组成可以在很大范围内改变，优选情况下，所述无机粘结剂含有二氧化硅、三氧化二铝、氧化镁、氧化锌、二氧化钛、碳酸钠和碳酸钙，其中，以所述无机粘结剂的总重量为基准，二氧化硅的含量为50-70重量％，三氧化二铝的含量为10-20重量％，氧化镁的含量为5-15重量％，氧化锌的含量为5-15重量％，二氧化钛的含量为5-15重量％，碳酸钠的含量为1-10重量％，碳酸钙的含量为1-10重量％。所述无机粘结剂的平均粒径可以在很大范围内改变，优选情况下，所述无机粘结剂的平均粒径小于10μm。

本发明中，所述有机粘结剂的组成可以在很大范围内改变，优选情况下，所述有机粘结剂含有有机树脂、有机溶剂和选择性含有的第一添加剂，以所述有机粘结剂的总重量为基准，其中，有机树脂的含量为10-40重量％，有机溶剂的含量为60-90重量％，第一添加剂的含量为0-15重量％，所述第一添加剂为流平剂、分散剂和触变剂中的一种或几种。所述有机树脂可以为乙基纤维素、聚乙烯醇缩丁醛和硝化纤维素中的一种或几种；所述有机溶剂可以为松油醇、柠檬酸二丁酯和丙酸酯中的一种或几种；所述流平剂的种类为本领域技术人员所公知，例如可以为糖酸和/或对苯二酸；所述分散剂的种类为本领域技术人员所公知，例如可以为甲苯和/或环己酮；所述触变剂的种类为本领域技术人员所公知，例如可以为硅酸钙、胶体氧化铝和淀粉中的一种或几种。

优选情况下，所述电极浆料还含有第二添加剂，该第二添加剂选自氧化锆、氧化铟和二硅化钼中一种或几种化合物，进一步优选为氧化铟和/或二硅化钼。所述第二添加剂的含量可以在很大范围内改变，优选情况下，相对于100重量份的铂金属粉末，所述第二添加剂的含量为1-5重量份。本发明人发现，在电极浆料中添加氧化锆、氧化铟和二硅化钼中的一种或几种时，能够进一步改善无机粘合剂的高温流动性和致密性，从而进一步地提高电极浆料的性能。

本发明中，所述铂金属粉末的平均粒子直径为本领域技术人员所公知，但优选情况下，所述铂金属粉末的平均粒子直径为0.1-2μm。

本发明还提供了所述电极浆料的制备方法，其中，该方法包括将一种原料混合物混合均匀，之后进行研磨，所述原料混合物含有无机粘结剂、有机粘结剂、铂金属粉末和稀土金属粉末和/或稀土金属氧化物粉末。

所述稀土金属粉末和/或稀土金属氧化物粉末可以为各种能够实现上述效果的稀土金属粉末和/或稀土金属氧化物粉末，优选情况下，所述稀土金属粉末可以为金属铈粉末、金属镧粉末和金属镨粉末中的一种或几种，所述稀土金属氧化物粉末可以为氧化铈粉末、氧化镧粉末和氧化镨粉末中的一种或几种，所述稀土金属粉末和/或稀土氧化物粉末的平均粒子直径可以在很大范围内改变，优选为0.1-2μm。

本发明中，所述电极浆料中各组分的用量可以在很大范围内改变，优选情况下，相对于100重量份的铂金属粉末，所述无机粘结剂的用量可以为1-10重量份，所述有机粘结剂的用量可以为20-40重量份，所述稀土金属粉末和/或稀土金属氧化物粉末的用量可以为5-20重量份。进一步优选为，相对于100重量份的铂金属粉末，所述无机粘结剂的用量可以为2-5重量份，所述有机粘结剂的用量为25-35重量份，所述稀土金属粉末和/或稀土金属氧化物粉末的用量可以为10-15重量份。

根据本发明，所述无机粘结剂在高温下呈现液相，能够降低烧结温度，所述无机粘结剂的组成可以在很大范围内改变，优选情况下，所述无机粘结剂含有二氧化硅、三氧化二铝、氧化镁、氧化锌、二氧化钛、碳酸钠和碳酸钙，其中，以所述无机粘结剂的总重量为基准，二氧化硅的用量为50-70重量％，三氧化二铝的用量为10-20重量％，氧化镁的含量为5-15重量％，氧化锌的用量为5-15重量％，二氧化钛的用量为5-15重量％，碳酸钠的用量为1-10重量％，碳酸钙的用量为1-10重量％。所述无机粘结剂的制备方法没有特别的限制，只要能够使二氧化硅、三氧化二铝、氧化镁、氧化锌、二氧化钛、碳酸钠和碳酸钙混合均匀即可，所述混合的条件使得到的无机粘结剂的的平均粒径小于10μm。

本发明中，所述有机粘结剂的组成可以在很大范围内改变，优选情况下，所述有机粘结剂含有有机树脂、有机溶剂和选择性含有的第一添加剂，以所述有机粘结剂的总重量为基准，其中，有机树脂的用量为10-40重量％，有机溶剂的用量为60-90重量％，第一添加剂的用量为0-15重量％，所述第一添加剂为流平剂、分散剂和触变剂中的一种或几种。所述有机树脂可以为乙基纤维素、聚乙烯醇缩丁醛和硝化纤维素中的一种或几种；所述有机溶剂可以为松油醇、柠檬酸二丁酯和丙酸酯中的一种或几种；所述流平剂的种类为本领域技术人员所公知，例如可以为糖酸和/或对苯二酸；所述分散剂的种类为本领域技术人员所公知，例如可以为甲苯和/或环己酮；所述触变剂的种类为本领域技术人员所公知，例如可以为硅酸钙、胶体氧化铝和淀粉中的一种或几种。

优选情况下，所述电极浆料还含有第二添加剂，该第二添加剂选自氧化锆、氧化铟和二硅化钼中一种或几种化合物，进一步优选为氧化铟和/或二硅化钼。所述第二添加剂的用量可以在很大范围内改变，优选情况下，相对于100重量份的铂金属粉末，所述第二添加剂的用量为1-5重量份。本发明人发现，在电极浆料中添加氧化锆、氧化铟和二硅化钼中的一种或几种时，能够进一步改善无机粘合剂的高温流动性和致密性，从而进一步地提高电极浆料的性能。

本发明中，所述铂金属粉末的平均粒子直径为本领域技术人员所公知，但优选情况下，所述铂金属粉末的平均粒子直径为0.1-2μm。

根据本发明，在对混合均匀的原料混合物进行研磨的条件没有特别的限制，优选情况下，所述研磨的条件使得到的电极浆料的细度为小于10μm，使所述电极浆料的粘度为30-60Pa.S。术语“细度”是按照GB/T17473.2-2008标准检测的。

本发明还一种氧传感器传感层的制备方法，其中，该方法包括在氧化锆基片的两侧表面上涂覆本发明提供的电极浆料，之后共烧。

根据本发明，所述电极浆料的涂覆量可以根据需要而改变，优选情况下，所述电极浆料的涂覆量可以使共烧后在所述氧化锆基片的每侧表面上形成的涂层的厚度为5-20微米。

所述共烧的条件可以在很大范围内改变，优选情况下，所述共烧的条件可以包括共烧的温度为1350-1550℃，共烧的时间为30-180分钟，所述共烧的氛围可以为空气气氛下，也可以为氢气保护的气氛下，由于本发明提供的电极浆料的性能优越，从而能够实现在空气气氛下的共烧，从而降低了工业生产的工艺要求，提高了生产效率并降低了成本，因此，优选在空气气氛下进行共烧。

本发明还提供了一种氧传感器传感层，其中，该传感层是通过本发明提供的氧传感器传感层的制备方法制备得到的。

下面将通过实施例对本发明进行进一步具体描述。

实施例1

本实施例用于说明本发明提供的氧传感器电极浆料及其制备方法。

(1)将平均粒子直径小于1μm的下述颗粒粉末加入到行星式球磨机中，在400rpm的转速下球磨20小时：60重量份的二氧化硅、15重量份的三氧化二铝、5重量份的氧化镁、5重量份的氧化锌、5重量份的二氧化钛、5重量份的碳酸钠和5重量份的碳酸钙；之后用400目滤布过滤，将经过滤布的浆料置于烘箱内于80℃烘干；将烘干后的粉末置于刚玉坩埚中，空气气氛下加热至1100℃，在该温度保持30分钟，取出后将其粉碎，过400目筛，得到的粉末留存待用。

(2)将15重量份的聚乙烯醇缩丁醛、80重量份的松油醇和5重量份的蓖麻油搅拌均匀，并加热直至完全溶解，使用400目的滤布过滤，待用。

(3)将100重量份铂金属粉末(平均粒子直径为2μm)和12重量份的金属铈粉末(平均粒子直径为2μm)混合均匀，之后加入2重量份的步骤(1)制得的无机粘结剂和38重量份的步骤(2)制得的有机粘结剂，并混合均匀得到电极浆料A1。

使用刮板细度计(型号BYK A-1509，博达精密仪器有限公司)按照GB/T17473.2-2008标准，检测电极浆料A1的细度为9μm，使用旋转粘度计(NDJ-1，上海精晖仪器设备有限公司)测量检测电极浆料的粘度为60Pa.S。

对比例1

根据与实施例1相同的方法制备参比电极浆料CA1，不同在于，没有加入金属铈粉末。

使用刮板细度计(型号BYK A-1509，博达精密仪器有限公司)按照GB/T17473.2-2008标准，检测参比电极浆料CA1的细度为8μm，使用旋转粘度计(NDJ-1，上海精晖仪器设备有限公司)测量检测电极浆料的粘度为55Pa.S。

实施例2

本实施例用于说明本发明提供的氧传感器电极浆料及其制备方法。

(1)将平均粒子直径小于1μm的下述颗粒粉末加入到行星式球磨机中，在400rpm的转速下球磨20小时：50重量份的二氧化硅、20重量份的三氧化二铝、10重量份的氧化镁、5重量份的氧化锌、5重量份的二氧化钛、2重量份的碳酸钠和8重量份的碳酸钙；之后用400目滤布过滤，将经过滤布的浆料置于烘箱内于80℃烘干；将烘干后的粉末置于刚玉坩埚中，空气气氛下加热至1100℃，在该温度保持30分钟，取出后将其粉碎，过400目筛，得到的粉末留存待用。

(2)将20重量份的聚乙烯醇缩丁醛、10重量份的乙基纤维素、60重量份的松油醇和10重量份的蓖麻油，搅拌均匀，并加热直至完全溶解，使用400目的滤布过滤，待用。

(3)将100重量份铂金属粉末(平均粒子直径为0.5μm)、13重量份的金属镧粉末(平均粒子直径为0.2μm)和5重量份的氧化锆粉末(平均粒子直径为1μm)混合均匀，之后加入9重量份的步骤(1)制得的无机粘结剂和20重量份的步骤(2)制得的有机粘结剂，并混合均匀得到电极浆料A2。

使用刮板细度计(型号BYK A-1509，博达精密仪器有限公司)按照GB/T17473.2-2008标准，检测电极浆料A2的细度为8μm，使用旋转粘度计(NDJ-1，上海精晖仪器设备有限公司)测量电极浆料的粘度为30Pa.S。

实施例3

本实施例用于说明本发明提供的氧传感器电极浆料及其制备方法。

(1)将平均粒子直径小于1μm的下述颗粒粉末加入到行星式球磨机中，在400rpm的转速下球磨20小时：63重量份的二氧化硅、15重量份的三氧化二铝、8重量份的氧化镁、5重量份的氧化锌、3重量份的二氧化钛、3重量份的碳酸钠和3重量份的碳酸钙；之后用400目滤布过滤，将经过滤布的浆料置于烘箱内于80℃烘干；将烘干后的粉末置于刚玉坩埚中，空气气氛下加热至1100℃，在该温度保持30分钟，取出后将其粉碎，过400目筛，得到的粉末留存待用。

(2)将8重量份的聚乙烯醇缩丁醛、12重量份的乙基纤维素、75重量份的松油醇和5重量份的蓖麻油搅拌均匀，并加热直至完全溶解，使用400目的滤布过滤，待用。

(3)将100重量份铂金属粉末(平均粒子直径为1μm)、12重量份的金属镧粉末(平均粒子直径为1μm)混合均匀，之后加入5重量份的步骤(1)制得的无机粘结剂和30重量份的步骤(2)制得的有机粘结剂，并混合均匀得到电极浆料A3。

使用刮板细度计(型号BYK A-1509，博达精密仪器有限公司)按照GB/T17473.2-2008标准，检测电极浆料A3的细度小于10μm，使用旋转粘度计测量(NDJ-1，上海精晖仪器设备有限公司)检测电极浆料的粘度为50Pa.S。

实施例4

本实施例用于说明本发明提供的氧传感器电极浆料及其制备方法。

(1)将平均粒子直径小于1μm的下述颗粒粉末加入到行星式球磨机中，在400rpm的转速下球磨20小时：66重量份的二氧化硅、10重量份的三氧化二铝、5重量份的氧化镁、5重量份的氧化锌、5重量份的二氧化钛、5重量份的碳酸钠和4重量份的碳酸钙；之后用400目滤布过滤，将经过滤布的浆料置于烘箱内于80℃烘干；将烘干后的粉末置于刚玉坩埚中，空气气氛下加热至1100℃，在该温度保持30分钟，取出后将其粉碎，过400目筛，得到的粉末留存待用。

(2)将6重量份的聚乙烯醇缩丁醛、12重量份的乙基纤维素、75重量份的松油醇、5重量份的蓖麻油，搅拌均匀，并加热直至完全溶解，使用400目的滤布过滤，待用。

(3)将100重量份铂金属粉末(平均粒子直径为0.5μm)、8重量份的金属镧粉末(平均粒子直径为0.5μm)和3重量份的二氧化钼粉末(平均粒子直径为0.5μm)混合均匀，之后加入6重量份的步骤(1)制得的无机粘结剂和35重量份的步骤(2)制得的有机粘结剂，并混合均匀得到电极浆料A4。

使用刮板细度计(型号BYK A-1509，博达精密仪器有限公司)按照GB/T17473.2-2008标准，检测电极浆料A4的细度为10μm，使用旋转粘度计(NDJ-1，上海精晖仪器设备有限公司)测量电极浆料的粘度为50Pa.S。

实施例5

本实施例用于说明本发明提供的氧传感器电极浆料及其制备方法。

(1)将平均粒子直径小于1μm的下述颗粒粉末加入到行星式球磨机中，在400rpm的转速下球磨20小时：66重量份的二氧化硅、10重量份的三氧化二铝、5重量份的氧化镁、5重量份的氧化锌、5重量份的二氧化钛、5重量份的碳酸钠和4重量份的碳酸钙；之后用400目滤布过滤，将经过滤布的浆料置于烘箱内于80℃烘干；将烘干后的粉末置于刚玉坩埚中，空气气氛下加热至1100℃，在该温度保持30分钟，取出后将其粉碎，过400目筛，得到的粉末留存待用。

(2)将6重量份的聚乙烯醇缩丁醛、12重量份的乙基纤维素、60重量份的松油醇、5重量份的蓖麻油、5重量份的苯二酸、5重量份的甲苯、5重量份的淀粉，搅拌均匀，并加热直至完全溶解，使用400目的滤布过滤，待用。

(3)将100重量份铂金属粉末(平均粒子直径为0.4μm)、4重量份的氧化镧粉末(平均粒子直径为0.6μm)和8重量份的金属镨粉末(平均粒子直径为0.8μm)和1重量份的氧化铟粉末(平均粒子直径为0.5μm)和2重量份的二硅化钼氧化锆粉末(平均粒子直径为0.7μm)混合均匀，之后加入7重量份的步骤(1)制得的无机粘结剂和33重量份的步骤(2)制得的有机粘结剂，并混合均匀得到电极浆料A5。

使用刮板细度计(型号BYK A-1509，博达精密仪器有限公司)按照GB/T17473.2-2008标准，检测电极浆料A5的细度为9μm，使用旋转粘度计(NDJ-1，上海精晖仪器设备有限公司)测量电极浆料的粘度为55Pa.S。

实施例6-10

分别使用实施例1-5中制得的电极浆料A1-A5制备氧传感器传感层D1-D5，制备过程中除了使用不同的电极浆料以外，其他条件均相同。具体步骤如下：

将设计好电极图案的网板(材质为不锈钢丝，孔径大小325目)装在印刷机上，将待印刷的氧化锆基片(尺寸100×10×1.5mm)用治具固定在印刷台上，调节网板高度，使网板与陶瓷坯体的距离大约在1mm-2mm之间。工艺要求3000级净化车间，恒温恒湿环境，温度约25℃左右，相对湿度为55％。

分别使用实施例1-5中制得的电极浆料A1-A5进行丝网印刷，丝网印刷的浆料的量使共烧后氧化锆基片的每侧表面上形成的涂层的厚度为15微米，印刷完成后，水平静置10分钟，然后放入80℃烘箱中，保温约30分钟至烘干，得到氧传感器传感层生坯；然后放入空气气氛的高温烧结炉中烧结，烧结温度约1400℃，保温3小时，得到氧传感器传感层D1-D5。

对比例2

根据与实施例6-10中的方法相同的方法，制备参比氧传感器传感层CD1，不同在于使用的电极浆料为对比例1中制得的参比电极浆料CA1。

实施例11-15

该实施例用于说明本发明的氧传感器传感层的性能

(1)抗热震性能测试：

将样品放入加热炉加热至600℃，并保温15分钟；然后取出，迅速浸入室温下的冷水中，3分钟后，观察电极(涂层)与氧化锆基片的结合情况；重复上述操作，记录传感层表面出现裂纹时的操作次数。结果如下表1所示。

(2)静态电阻测试

用万用表(FLUKE 17B)测试电极任意两点问电阻，阻值均在2Ω以内。

根据GB/T 17473.3-2008微电子技术用贵金属浆料方阻测试方法，测试其方阻，当膜厚为10μm时，方阻为20±5mΩ/□。

(3)氧传感器响应时间测试

分别将D1-D5的传感层的一面的电极上覆盖多孔保护层，使多孔保护层的一面朝上，将传感层、参比气基片与加热器基体从上至下叠压烧结得到片式氧传感器；采用汽车行业标准QC/T803.1-2008公开的测试方法，测试各片式氧传感器的响应时间，结果均在75±5ms之间；响应时间短，符合行业标准。

对比例3

根据与实施例11-15相同的方法，检测对比例2中得到的参比氧传感器传感层CD1的性能，结果如表1所示。

表1

传感层	电阻/方阻	抗热震性/次	响应时间/ms
				D1	1.7Ω，21mΩ/□	35	77
D2	1.7Ω，22mΩ/□	35	78
				D3	1.6Ω，20mΩ/□	40	77
D4	1.5Ω，20mΩ/□	52	74
				D5	1.5Ω，18mΩ/□	55	73
CD1	3.0Ω，35mΩ/□	5	110

从上表1中的数据可以看出，与使用参比浆料CA1制得的参比传感层CD1相比，使用本发明提供的氧传感器电极的电极浆料制得的氧传感器传感层D1-D5的抗热震性能测试的温度达到了600℃，在该温度下，抗热震性实验达到至少35次，较好的达到50次以上，而CD1的抗热震性实验仅为5次，说明使用本发明的电极浆料能够使制得的氧传感器传感层具有良好的抗热震性能，此外，本发明的氧传感器传感层D1-D5的电阻较低，响应时间短，这使得本发明提供的氧传感器传感层的催化性能较好，能够更好地满足实际需要。

此外，由于本发明提供的电极浆料能够在空气气氛下进行共烧，大大地降低了工业生产的工艺要求，从而提高了生产效率；并且由于稀土金属粉末和/或稀土金属氧化物的加入也能够降低电极浆料中铂金属粉末的用量，也降低了生产成本。

Claims (13)

1.一种氧传感器电极浆料，该电极浆料含有无机粘结剂、有机粘结剂和铂金属粉末，其特征在于，该电极浆料还含有稀土金属粉末和/或稀土金属氧化物粉末。

2.根据权利要求1所述的电极浆料，其中，所述稀土金属粉末为金属铈粉末、金属镧粉末和金属镨粉末中的一种或几种，所述稀土金属氧化物粉末为氧化铈粉末、氧化镧粉末和氧化镨粉末中的一种或几种，并且所述稀土金属粉末和/或稀土氧化物粉末的平均粒子直径为0.1-2μm。

3.根据权利要求1所述的电极浆料，其中，相对于100重量份的铂金属粉末，所述无机粘结剂的含量为1-10重量份，所述有机粘结剂的含量为20-40重量份，所述稀土金属粉末和/或稀土金属氧化物粉末的含量为5-20重量份。

4.根据权利要求3所述的电极浆料，其中，相对于100重量份的铂金属粉末，所述无机粘结剂的含量为3-8重量份，所述有机粘结剂的含量为25-35重量份，所述稀土金属粉末和/或稀土金属氧化物粉末的含量为10-15重量份。

5.根据权利要求1、3或4所述的电极浆料，其中，所述无机粘结剂含有二氧化硅、三氧化二铝、氧化镁、氧化锌、二氧化钛、碳酸钠和碳酸钙，其中，以所述无机粘结剂的总重量为基准，二氧化硅的含量为50-70重量％，三氧化二铝的含量为10-20重量％，氧化镁的含量为5-15重量％，氧化锌的含量为5-15重量％，二氧化钛的含量为5-15重量％，碳酸钠的含量为1-10重量％，碳酸钙的含量为1-10重量％。

6.根据权利要求1、3或4所述的电极浆料，其中，所述有机粘结剂含有有机树脂、有机溶剂和选择性含有的第一添加剂，以所述有机粘结剂的总重量为基准，其中，有机树脂的含量为10-40重量％，有机溶剂的含量为60-90重量％，第一添加剂的含量为0-15重量％，所述有机树脂为乙基纤维素、聚乙烯醇缩丁醛和硝化纤维素中的一种或几种；所述有机溶剂为松油醇、柠檬酸二丁酯和丙酸酯中的一种或几种，所述第一添加剂为流平剂、分散剂和触变剂中的一种或几种。

7.根据权利要求1所述的电极浆料，其中，该电极浆料还含有第二添加剂，该第二添加剂为氧化锆、氧化铟和二硅化钼中一种或几种，其中，相对于100重量份的铂金属粉末，所述第二添加剂的含量为1-5重量份。

8.根据权利要求7所述的电极浆料，其中，所述铂金属粉末的平均粒子直径为0.1-2μm。

9.权利要求1所述的氧传感器电极浆料的制备方法，其中，该方法包括将一种原料混合物混合均匀，之后进行研磨，所述原料混合物含有无机粘结剂、有机粘结剂、铂金属粉末、稀土金属粉末和/或稀土金属氧化物粉末。

10.一种氧传感器传感层的制备方法，其中，该方法包括在氧化锆基片的两侧表面上涂覆权利要求书1-8中的任意一项所述的电极浆料，之后共烧。

11.根据权利要求10所述的制备方法，其中，所述电极浆料的涂覆量使共烧后在所述氧化锆基片的每侧表面上形成的涂层的厚度为5-20微米。

12.根据权利要求10所述的制备方法，其中，所述共烧的条件包括共烧的温度为1350-1550℃，共烧的时间为30-180分钟。

13.一种氧传感器传感层，其特征在于，该传感层是通过权利要求10-12中的任意一项所述的制备方法制备得到的。