CN209513717U - 一种氮气氧化物传感器芯片 - Google Patents
一种氮气氧化物传感器芯片 Download PDFInfo
- Publication number
- CN209513717U CN209513717U CN201822126019.7U CN201822126019U CN209513717U CN 209513717 U CN209513717 U CN 209513717U CN 201822126019 U CN201822126019 U CN 201822126019U CN 209513717 U CN209513717 U CN 209513717U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- layer
- pumping cell
- oxygen
- porous
- cavity
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 32
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 title claims abstract description 16
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 14
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 89
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 89
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 89
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 59
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims abstract description 42
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims abstract description 26
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 claims abstract description 21
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 20
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 19
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 172
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 57
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 claims description 26
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims description 9
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 9
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims description 4
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 claims description 3
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 2
- 238000000280 densification Methods 0.000 claims 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 abstract description 19
- 238000007639 printing Methods 0.000 abstract description 14
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 6
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 abstract description 4
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract description 2
- 230000001755 vocal effect Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 61
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 42
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 35
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 29
- ZFOZVQLOBQUTQQ-UHFFFAOYSA-N Tributyl citrate Chemical compound CCCCOC(=O)CC(O)(C(=O)OCCCC)CC(=O)OCCCC ZFOZVQLOBQUTQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 27
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 24
- -1 carbon Hydrogen Chemical class 0.000 description 19
- 239000000463 material Substances 0.000 description 19
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 18
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 15
- 239000000020 Nitrocellulose Substances 0.000 description 14
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 14
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 14
- 229920001220 nitrocellulos Polymers 0.000 description 14
- XNGIFLGASWRNHJ-UHFFFAOYSA-N o-dicarboxybenzene Natural products OC(=O)C1=CC=CC=C1C(O)=O XNGIFLGASWRNHJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 14
- 239000002562 thickening agent Substances 0.000 description 14
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 12
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 12
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 11
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N palladium Substances [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 11
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 10
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 10
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 10
- 229910052596 spinel Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000011029 spinel Substances 0.000 description 10
- 210000001161 mammalian embryo Anatomy 0.000 description 9
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 9
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 8
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 8
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- DOIRQSBPFJWKBE-UHFFFAOYSA-N dibutyl phthalate Chemical compound CCCCOC(=O)C1=CC=CC=C1C(=O)OCCCC DOIRQSBPFJWKBE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 7
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 description 7
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 241000446313 Lamella Species 0.000 description 4
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 4
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000000498 ball milling Methods 0.000 description 4
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 4
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 4
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 4
- 229960000935 dehydrated alcohol Drugs 0.000 description 4
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 4
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 4
- 229920002037 poly(vinyl butyral) polymer Polymers 0.000 description 4
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 4
- 238000004080 punching Methods 0.000 description 4
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010948 rhodium Substances 0.000 description 4
- MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N rhodium atom Chemical compound [Rh] MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 4
- 238000004513 sizing Methods 0.000 description 4
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 4
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011858 nanopowder Substances 0.000 description 3
- 239000005022 packaging material Substances 0.000 description 3
- PXXKQOPKNFECSZ-UHFFFAOYSA-N platinum rhodium Chemical compound [Rh].[Pt] PXXKQOPKNFECSZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 3
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052573 porcelain Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011217 control strategy Methods 0.000 description 1
- 238000007766 curtain coating Methods 0.000 description 1
- 208000002925 dental caries Diseases 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000003595 mist Substances 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000000505 pernicious effect Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 239000004071 soot Substances 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Measuring Oxygen Concentration In Cells (AREA)
Abstract
本实用新型涉及一种氮气氧化物传感器芯片。该氮气氧化物传感器芯片，包括依次叠压的上氧泵电池层、尾气控制层、下氧泵电池层、多孔氧参比层、上加热基板层和下加热基板层，上氧泵电池层一面印刷上氧泵电极层，上氧泵电池层另一面与下氧泵电池层之间设有气体检测室和多孔气体扩散障层，气体检测室内设有凸台，通过凸台设计，增大汽车尾气与催化电极接触面积，使更多非氮氧化物气体被催化，提高检测精度；采用多孔进气口技术，可以过滤尾气中颗粒，更好稳定气流及支撑结构，提高芯片强度和成品率；采用多孔陶瓷支撑技术，通过多孔架构制备参考空气腔体，提高瓷片的力学强度，有利于提高成品率。
Description
技术领域
本发明涉及氧传感器技术领域，尤其是涉及一种氮气氧化物传感器芯片。
背景技术
机动车给人们日常生活带来便利的同时，其尾气排放对自然环境和人类健康造成了恶劣的影响。例如，燃油汽车尾气中所含的有害气体以及微粒物质(铅化物、碳烟、油雾)等，已经严重威胁到从空气、水甚至食品领域。为满足日益严格的排放法规，采用先进的后处理监测及调控技术势在必行。
众所周知，发动机有害排放物主要组成为：氮氧化物(NOx)、一氧化碳(CO)、未燃碳氢(HC)和微粒(PM)等。而汽油机主要排放物为NOx、CO和HC，柴油机尾气中有害成分主要为NOx和PM。世界各国和地区均对汽油机和柴油机分别制定了较为严格的阶段性排放法规，为应对日益严格的排放法规，除采用先进的缸内燃烧技术和精密的发动机控制策略，排放后处理技术也逐渐变得不可或缺。工作在化学当量比附近的汽油机可采用三效催化剂对三种主要排放物进行高效去除，而对于采用富氧燃烧的柴油机，其NOx和PM存在此消彼长的关系，二者同时去除存在较大困难。尤其是对NOx的去除，一直是排放控制研究的重点和难点。因此，开发具有精密检测柴油机尾气中氧含量的传感器是未来发展的必然趋势。
发明内容
为解决以上问题，本发明提供一种氮气氧化物传感器芯片，通过对尾气稳定化层、氧参比层进行材料及结构的改进，提高芯片的灵敏度。
本发明采用的技术方案是：一种氮气氧化物传感器芯片，包括依次叠压的上氧泵电池层、尾气控制层、下氧泵电池层、多孔氧参比层、上加热基板层和下加热基板层，其特征在于：所述上氧泵电池层一面印刷上氧泵电极层，所述上氧泵电池层另一面与下氧泵电池层之间设有气体检测室和多孔气体扩散障层，所述气体检测室内设有凸台，所述凸台印刷在下氧泵电池层上，所述凸台与上氧泵电池层之间设有致密气体扩散障层；所述凸台将气体检测室分割成第一空腔和第二空腔，所述第一空腔内设有第一腔体催化电极层，所述第二空腔内设有第二腔体催化电极层和氮氧化物催化电极，所述第一腔体催化电极层和第二腔体催化电极层印刷在上氧泵电池层上，所述氮氧化物催化电极印刷在下氧泵电池层上；所述多孔氧参比层与下氧泵电池层之间设有参比电极，所述上加热基板层和下加热基板层之间依次设有绝缘层和内置加热电极。
作为优选，所述凸台高度为气体检测室高度的1/4～1/2，其目的是增大汽车尾气与对应催化电极接触面积，使更多非氮氧化物气体被催化，提高检测精度。
作为优选，所述上氧泵电极层表面有氧化铝保护层。
作为优选，所述多孔氧参比层内部设有多孔结构的填充物，可以提高气敏陶瓷片的力学强度。
本发明的一种氮气氧化物传感器芯片的制备方法，包括以下步骤：
1)制备各介质层：采用钇稳定氧化锆纳米粉体为主体材料，其中分别添加有机料粘结剂聚乙烯醇缩丁醛、增塑剂邻苯二甲酸二丁酯、无水乙醇，球磨混合均匀，采用流延技术制备膜片，采用自动切割机切割成均匀长度的样片，单层厚度为500～600μm；分别在各层上印制切割线和定位线，用激光刀切割成各介质层；
2)在相应的介质层上印刷对应的上氧泵电极层、第一腔体催化电极层、第二腔体催化电极层、参比电极及内置加热电极，所述上氧泵电极层、第一腔体催化电极层、第二腔体催化电极层、参比电极及内置加热电极均为铂金电极层，烘干后进行激光冲孔，孔径控制在0.1～0.5mm；
3)在在对应介质层的下氧泵电池层上印刷氮氧化物催化电极，氮氧化物催化电极使用的电极金属材料为铂铑钯合金；
4)在下氧泵电池层上印刷凸台，其高度为第一空腔和第二空腔高度的1/4～1/2，其目的是增大汽车尾气与催化电极接触面积，使更多非氮氧化物被催化，提高检测精度；
5)制备多孔气体扩散障层，印制料浆中固相粉体组成为：氧化锆粉，镁铝尖晶石粉，碳粉，其组份含量重量百分数之和为100％；印制料浆中添加了有机料，有机料添加量以所述固相粉体为：增稠剂硝化纤维素，增塑剂邻苯二甲酸酯，有机溶剂柠檬酸三丁酯，固相粉体均通过300目筛；
6)制备致密气体扩散障层，印制料浆中固相粉体组成为：氧化锆粉，镁铝尖晶石粉，碳粉，其组份含量重量百分数之和为100％；印制料浆中添加了有机料，有机料添加量以所述固相粉体为：增稠剂硝化纤维素，增塑剂邻苯二甲酸酯，有机溶剂柠檬酸三丁酯；固相粉体均通过300目筛；
7)在基板层上印刷多孔氧参比层，其丝网印刷浆料与多孔气体扩散障层所用浆料相同；
8)在各介质层上开好电极引线孔，依顺序将上述胚片层依氧传感器陶瓷片结构顺序定位、叠压，放入压台压实；
9)按照切割线对胚体进行切割，获得氧传感器陶瓷片素胚片；
10)将陶瓷生片(氧传感器陶瓷片素胚片)在650℃下排除有机物后，再在1400～1500℃的高温下烧结5～10小时，烧结降温时在1150～1250℃温度下保温2小时，之后随炉冷却，即得氮气氧化物传感器芯片。
作为优选，所述的凸台组成为氧化锆陶瓷，采用丝网印刷方式进行制备，其印制料浆中固相粉体为商业化YSZ；印制料浆中添加了有机料，有机料添加量以所述固相粉体重量为基础计：增稠剂硝化纤维素2～4wt％，增塑剂邻苯二甲酸酯0.5～5wt％，有机溶剂柠檬酸三丁酯30～60％；固相粉体均通过300目筛。
作为优选，所述的多孔气体扩散障层和致密气体扩散障层采用丝网印刷印制制成，由于用途不同，两种扩散障层的材料配比也不同。
作为优选，所述多孔气体扩散障层，其印制料浆中固相粉体重量百分组成为：氧化锆粉10～20wt％，镁铝尖晶石粉50～65wt％，碳粉20～30wt％，其组份含量重量百分数之和为100％；印制料浆中添加了有机料，有机料添加量以所述固相粉体重量为基础计：增稠剂硝化纤维素1～5wt％，增塑剂邻苯二甲酸酯0.5～5wt％，有机溶剂柠檬酸三丁酯30～60％；固相粉体均通过300目筛。
作为优选，所述致密气体扩散障层，其印制料浆中固相粉体重量百分组成为：氧化锆粉10～20wt％，镁铝尖晶石粉65～80wt％，碳粉5～15wt％，其组份含量重量百分数之和为100％；印制料浆中添加了有机料，有机料添加量以所述固相粉体重量为基础计：增稠剂硝化纤维素1～5wt％，增塑剂邻苯二甲酸酯0.5～5wt％，有机溶剂柠檬酸三丁酯30～60％；固相粉体均通过300目筛。
作为优选，所述的氮氧化物催化电极中使用的电极金属材料为铂铑钯合金，其最大的特点是可以催化氮氧化物。其电极组成中金属重量百分比分别为：铂占70～80wt％，铑占10～20wt％，钯占5wt％，氧化锆占5％，且所用合金粉体过300目筛。
本发明取得的有益效果是：
(1)通过凸台设计，增大汽车尾气与催化电极接触面积，使更多非氮氧化物气体被催化，提高检测精度。
(2)采用多孔进气口技术，可以过滤尾气中颗粒，更好稳定气流及支撑结构，提高芯片强度和成品率。
(3)采用多孔陶瓷支撑技术，通过多孔架构制备参考空气腔体，提高瓷片的力学强度，有利于提高成品率。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图中：1-上氧泵电池层，2-尾气控制层，3-下氧泵电池层，4-多孔氧参比层，5-上加热基板层，6-下加热基板层，7-上氧泵电极层，8-第一腔体催化电极层，9-第二腔体催化电极层，10-多孔气体扩散障层，11-第一空腔，12-致密气体扩散障层，13-凸台，14-第二空腔15-氮氧化物催化电极，16-参比电极，17-绝缘层，18-内置加热电极。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作更进一步的说明。
如图1所示，本发明的一种氮气氧化物传感器芯片，包括依次叠压的上氧泵电池层1、尾气控制层2、下氧泵电池层3、多孔氧参比层4、上加热基板层5和下加热基板层6，上氧泵电池层1一面印刷上氧泵电极层7，上氧泵电池层1另一面与下氧泵电池层3之间设有气体检测室和多孔气体扩散障层10，气体检测室内设有凸台13，凸台13印刷在下氧泵电池层3上，凸台13与上氧泵电池层1之间设有致密气体扩散障层12；凸台13将气体检测室分割成第一空腔11和第二空腔14，第一空腔11内设有第一腔体催化电极层8，第二空腔14内设有第二腔体催化电极层9和氮氧化物催化电极15，第一腔体催化电极层8和第二腔体催化电极层9印刷在上氧泵电池层1上，氮氧化物催化电极15印刷在下氧泵电池层3上；多孔氧参比层4与下氧泵电池层3之间设有参比电极16，上加热基板层5和下加热基板层6之间依次设有绝缘层17和内置加热电极18。
本实施例中，凸台13高度为气体检测室高度的1/4～1/2，其目的是增大汽车尾气与第一腔体催化电极层8和第二腔体催化电极层9接触面积，使更多非氮氧化物气体被催化，提高检测精度。
本实施例中，上氧泵电极层7表面有氧化铝保护层。
本实施例中，多孔氧参比层4与一般的氧传感器参考腔不同，其内部有填充物，内部填充物为多孔结构，可以提高气敏陶瓷片的力学强度。
本实施例中，上氧泵电极层7、第一腔体催化电极层8、第二腔体催化电极层9、参比电极16及内置加热电极18中使用的电极金属材料为铂，可以对碳氢化合物、碳氧化物等进行催化，而不能催化氮氧化物。氮氧化物催化电极15中使用的电极金属材料为铂铑钯合金，其最大的特点是可以催化氮氧化物。
实施例1
氧传感器制备
1)制备各介质层：采用钇稳定氧化锆(YSZ)纳米粉体为主体材料，其中分别添加有机料粘结剂聚乙烯醇缩丁醛、增塑剂邻苯二甲酸二丁酯、无水乙醇，球磨混合均匀，采用流延技术制备膜片；采用自动切割机切割成均匀长度的样片，单层厚度为500～600μm；分别在各层上印制切割线和定位线，用激光刀切割成各层；
2)在相应的介质层上印刷铂金电极层，即上氧泵电极层7、第一腔体催化电极层8、第二腔体催化电极层9、参比电极16及内置加热电极18；烘干后进行激光冲孔，孔径控制在0.1～0.5mm；
3)在下氧泵电池层3上印刷氮氧化物催化电极15，其使用的电极金属材料为铂铑钯合金，电极组成中金属重量百分比分别为：铂占70wt％，铑占20wt％，钯占5wt％，氧化锆占5％，制备浆料为技术人员公知的方法制备；
4)在下氧泵电池层3上印刷凸台13，其高度为气体检测室高度(第一空腔11或第二空腔14)的1/4，采用丝网印刷方式进行制备，其印制料浆中固相粉体为商业化YSZ；印制料浆中添加了有机料，有机料添加量以所述固相粉体重量为基础计：增稠剂硝化纤维素2wt％，增塑剂邻苯二甲酸酯5wt％，有机溶剂柠檬酸三丁酯60％；固相粉体均通过300目筛；
5)制备多孔气体扩散障层10，其印制料浆中固相粉体重量百分组成为：氧化锆粉20wt％，镁铝尖晶石粉50wt％，碳粉30wt％，其组份含量重量百分数之和为100％；印制料浆中添加了有机料，有机料添加量以所述固相粉体重量为基础计：增稠剂硝化纤维素5wt％，增塑剂邻苯二甲酸酯0.5wt％，有机溶剂柠檬酸三丁酯30％；固相粉体均通过300目筛；
6)制备致密气体扩散障层12，其印制料浆中固相粉体重量百分组成为：氧化锆粉20wt％，镁铝尖晶石粉75wt％，碳粉5wt％，其组份含量重量百分数之和为100％；印制料浆中添加了有机料，有机料添加量以所述固相粉体重量为基础计：增稠剂硝化纤维素1wt％，增塑剂邻苯二甲酸酯5wt％，有机溶剂柠檬酸三丁酯30％；固相粉体均通过300目筛；
7)在基板层上印刷多孔氧参比层4，其丝网印刷浆料与多孔气体扩散障层10所用浆料相同；
8)在各介质层上开好电极引线孔，依顺序将上述胚片层依氧传感器陶瓷片结构顺序定位、叠压，放入压台压实；
9)按照切割线对胚体进行切割，获得氧传感器陶瓷片素胚片；
10)将陶瓷生片在650℃下排除有机物后，再在1400℃的高温下烧结10小时，烧结降温时在1250℃温度下保温2小时，之后随炉冷却，即得氧传感器陶瓷片。
实施例2
氧传感器制备
1)制备各介质层：采用钇稳定氧化锆(YSZ)纳米粉体为主体材料，其中分别添加有机料粘结剂聚乙烯醇缩丁醛、增塑剂邻苯二甲酸二丁酯、无水乙醇，球磨混合均匀，采用流延技术制备膜片；采用自动切割机切割成均匀长度的样片，单层厚度为500～600μm；分别在各层上印制切割线和定位线，用激光刀切割成各层；
2)在相应的介质层上印刷铂金电极层，即上氧泵电极层7、第一腔体催化电极层8、第二腔体催化电极层9、参比电极16及内置加热电极18；烘干后进行激光冲孔，孔径控制在0.1～0.5mm；
3)在下氧泵电池层3上印刷氮氧化物催化电极15，其使用的电极金属材料为铂铑钯合金，电极组成中金属重量百分比分别为：铂占75wt％，铑占15wt％，钯占5wt％，氧化锆占5％，制备浆料为技术人员公知的方法制备；
4)在下氧泵电池层3上印刷凸台13，其高度为气体检测室高度(第一空腔11或第二空腔14)的1/2，采用丝网印刷方式进行制备，其印制料浆中固相粉体为商业化YSZ；印制料浆中添加了有机料，有机料添加量以所述固相粉体重量为基础计：增稠剂硝化纤维素4wt％，增塑剂邻苯二甲酸酯0.5wt％，有机溶剂柠檬酸三丁酯30％；固相粉体均通过300目筛；
5)制备多孔气体扩散障层10，其印制料浆中固相粉体重量百分组成为：氧化锆粉10wt％，镁铝尖晶石粉65wt％，碳粉25wt％，其组份含量重量百分数之和为100％；印制料浆中添加了有机料，有机料添加量以所述固相粉体重量为基础计：增稠剂硝化纤维素2wt％，增塑剂邻苯二甲酸酯4wt％，有机溶剂柠檬酸三丁酯40％；固相粉体均通过300目筛；
6)制备致密气体扩散障层12，其印制料浆中固相粉体重量百分组成为：氧化锆粉10wt％，镁铝尖晶石粉80wt％，碳粉10wt％，其组份含量重量百分数之和为100％；印制料浆中添加了有机料，有机料添加量以所述固相粉体重量为基础计：增稠剂硝化纤维素5wt％，增塑剂邻苯二甲酸酯0.5wt％，有机溶剂柠檬酸三丁酯40％；固相粉体均通过300目筛；
7)在基板层上印刷多孔氧参比层4，其丝网印刷浆料与多孔气体扩散障层10所用浆料相同；
8)在各介质层上开好电极引线孔，依顺序将上述胚片层依氧传感器陶瓷片结构顺序定位、叠压，放入压台压实；
9)按照切割线对胚体进行切割，获得氧传感器陶瓷片素胚片；
10)将陶瓷生片在650℃下排除有机物后，再在1500℃的高温下烧结5小时，烧结降温时在1150℃温度下保温2小时，之后随炉冷却，即得氧传感器陶瓷片。
实施例3
氧传感器制备
1)制备各介质层：采用钇稳定氧化锆(YSZ)纳米粉体为主体材料，其中分别添加有机料粘结剂聚乙烯醇缩丁醛、增塑剂邻苯二甲酸二丁酯、无水乙醇，球磨混合均匀，采用流延技术制备膜片；采用自动切割机切割成均匀长度的样片，单层厚度为500～600μm；分别在各层上印制切割线和定位线，用激光刀切割成各层；
2)在相应的介质层上印刷铂金电极层，即上氧泵电极层7、第一腔体催化电极层8、第二腔体催化电极层9、参比电极16及内置加热电极18；烘干后进行激光冲孔，孔径控制在0.1～0.5mm；
3)在下氧泵电池层3上印刷氮氧化物催化电极15，其使用的电极金属材料为铂铑钯合金，电极组成中金属重量百分比分别为：铂占80wt％，铑占10wt％，钯占5wt％，氧化锆占5％，制备浆料为技术人员公知的方法制备；
4)在下氧泵电池层3上印刷凸台13，其高度为气体检测室高度(第一空腔11或第二空腔14)的1/3，采用丝网印刷方式进行制备，其印制料浆中固相粉体为商业化YSZ；印制料浆中添加了有机料，有机料添加量以所述固相粉体重量为基础计：增稠剂硝化纤维素3wt％，增塑剂邻苯二甲酸酯3wt％，有机溶剂柠檬酸三丁酯40％；固相粉体均通过300目筛；
5)制备多孔气体扩散障层10，其印制料浆中固相粉体重量百分组成为：氧化锆粉18wt％，镁铝尖晶石粉62wt％，碳粉20wt％，其组份含量重量百分数之和为100％；印制料浆中添加了有机料，有机料添加量以所述固相粉体重量为基础计：增稠剂硝化纤维素1wt％，增塑剂邻苯二甲酸酯5wt％，有机溶剂柠檬酸三丁酯60％；固相粉体均通过300目筛；
6)制备致密气体扩散障层12，其印制料浆中固相粉体重量百分组成为：氧化锆粉20wt％，镁铝尖晶石粉65wt％，碳粉15wt％，其组份含量重量百分数之和为100％；印制料浆中添加了有机料，有机料添加量以所述固相粉体重量为基础计：增稠剂硝化纤维素3wt％，增塑剂邻苯二甲酸酯5wt％，有机溶剂柠檬酸三丁酯60％；固相粉体均通过300目筛；
7)在基板层上印刷多孔氧参比层4，其丝网印刷浆料与多孔气体扩散障层10所用浆料相同；
8)在各介质层上开好电极引线孔，依顺序将上述胚片层依氧传感器陶瓷片结构顺序定位、叠压，放入压台压实；
9)按照切割线对胚体进行切割，获得氧传感器陶瓷片素胚片；
10)将陶瓷生片在650℃下排除有机物后，再在1450℃的高温下烧结8小时，烧结降温时在1200℃温度下保温2小时，之后随炉冷却，即得氧传感器陶瓷片。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要结构特征。本发明不受上述实例的限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (4)
1.一种氮气氧化物传感器芯片，包括依次叠压的上氧泵电池层(1)、尾气控制层(2)、下氧泵电池层(3)、多孔氧参比层(4)、上加热基板层(5)和下加热基板层(6)，其特征在于：所述上氧泵电池层(1)一面印刷上氧泵电极层(7)，所述上氧泵电池层(1)另一面与下氧泵电池层(3)之间设有气体检测室和多孔气体扩散障层(10)，所述气体检测室内设有凸台(13)，所述凸台(13)印刷在下氧泵电池层(3)上，所述凸台(13)与上氧泵电池层(1)之间设有致密气体扩散障层(12)；所述凸台(13)将气体检测室分割成第一空腔(11)和第二空腔(14)，所述第一空腔(11)内设有第一腔体催化电极层(8)，所述第二空腔(14)内设有第二腔体催化电极层(9)和氮氧化物催化电极(15)，所述第一腔体催化电极层(8)和第二腔体催化电极层(9)印刷在上氧泵电池层(1)上，所述氮氧化物催化电极(15)印刷在下氧泵电池层(3)上；所述多孔氧参比层(4)与下氧泵电池层(3)之间设有参比电极(16)，所述上加热基板层(5)和下加热基板层(6)之间依次设有绝缘层(17)和内置加热电极(18)。
2.根据权利要求1所述的氮气氧化物传感器芯片，其特征在于：所述凸台(13)高度为气体检测室高度的1/4～1/2。
3.根据权利要求1所述的氮气氧化物传感器芯片，其特征在于：所述上氧泵电极层(7)表面有氧化铝保护层。
4.根据权利要求1所述的氮气氧化物传感器芯片，其特征在于：所述多孔氧参比层(4)内部设有多孔结构的填充物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201822126019.7U CN209513717U (zh) | 2018-12-18 | 2018-12-18 | 一种氮气氧化物传感器芯片 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201822126019.7U CN209513717U (zh) | 2018-12-18 | 2018-12-18 | 一种氮气氧化物传感器芯片 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN209513717U true CN209513717U (zh) | 2019-10-18 |
Family
ID=68195495
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201822126019.7U Active CN209513717U (zh) | 2018-12-18 | 2018-12-18 | 一种氮气氧化物传感器芯片 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN209513717U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109632915A (zh) * | 2018-12-18 | 2019-04-16 | 武汉泽科宁电子科技有限公司 | 一种氮气氧化物传感器芯片及其制造方法 |
-
2018
- 2018-12-18 CN CN201822126019.7U patent/CN209513717U/zh active Active
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109632915A (zh) * | 2018-12-18 | 2019-04-16 | 武汉泽科宁电子科技有限公司 | 一种氮气氧化物传感器芯片及其制造方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102608193B (zh) | 一种平板式氧传感器及其制备方法 | |
| EP3001000B1 (en) | Diesel particulate filter and exhaust gas purification device | |
| CN108414602B (zh) | 一种宽域式线性氧传感器及制造方法 | |
| EP2047907B1 (en) | Catalyst supported on particulate filter | |
| CN102941088A (zh) | 一种同时去除CO、CH、NOx、PM催化剂及其制备方法 | |
| US20090260987A1 (en) | Method of making gas sensor element, and gas sensor derived therefrom | |
| CN103185738B (zh) | 一种氧传感器电极、具有该电极的浓差型氧传感器及其制备方法 | |
| KR101521744B1 (ko) | 배기가스 정화 촉매 | |
| CN101053831A (zh) | 废气净化用催化剂、及用于废气净化用催化剂的复合氧化物粒子混合物的制造方法 | |
| CN209513717U (zh) | 一种氮气氧化物传感器芯片 | |
| EP3778020A1 (en) | Exhaust gas purification catalyst | |
| CN102910903B (zh) | 氧化锆基传感器的低温共烧方法 | |
| EP2022554B1 (en) | Catalyst-supported particulate filter | |
| CN109632915A (zh) | 一种氮气氧化物传感器芯片及其制造方法 | |
| JP4456839B2 (ja) | ＮＯｘ検知用セル及びその製造方法並びに該セルを備えたＮＯｘ検出装置 | |
| JP2013096888A (ja) | スクリーン印刷用電極ペースト及びそれを用いた電極の製造方法 | |
| CN108645907B (zh) | 一种极限电流式线性氧传感器及制造方法 | |
| CN103962154A (zh) | 一种NOx催化材料及其制备方法以及一种NOx催化电极浆料 | |
| JP4918230B2 (ja) | ディーゼルパーティキュレートフィルタ及びこれを用いた浄化装置 | |
| CN208313885U (zh) | 一种宽域式线性氧传感器 | |
| CN104819998A (zh) | 一种阻抗谱型NOx传感器及其固体电解质材料的制备方法 | |
| CN103664141A (zh) | 一种负温度系数热敏电阻芯片、热敏电阻以及其制备方法 | |
| JP2006298759A (ja) | 排ガス浄化用触媒 | |
| CN208621556U (zh) | 一种极限电流式线性氧传感器 | |
| CN101625336A (zh) | 一种新型极限电流氢气传感器及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20230926 Address after: 430058 Hubei Cultural and Creative Technology Enterprise Incubator (Collection WCKJ-C2205) on 22MB plot in Wuhan Economic and Technological Development Zone, Hubei Province Patentee after: Borui Intelligent Technology (Wuhan) Co.,Ltd. Address before: 430056 Changhua Industrial Park, the fourth northwest Hu Road, Wuhan Economic and Technological Development Zone, Hubei Province Patentee before: WUHAN ZIRCONIA ELECTRONIC TECHNOLOGY CO.,LTD. |
|
| TR01 | Transfer of patent right |