DE3238824A1 - Sauerstoffmessfuehlerelement und verfahren zu dessen herstellung - Google Patents
Sauerstoffmessfuehlerelement und verfahren zu dessen herstellungInfo
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Description
T' nTk,_ _ R/im nur — Kim-rip: -- ·» Paientanwäite und gm
IEDTKE DUHLINu:: : I\INWE ·_· - . Vertreter beim EPA I|J»
λ Q1^ - * ' y% - : - " * ' - * Dipl.-lng. H. Tiedtke m
UIRUPE ~ r*ELLMANN "^ IJIRÄ'MS " *"*" Dipl.-Chem. G. Biihling
Dipl.-lng. R. Kinne _ 3 _ Dipl.-lng. R Grupe
Dipl.-lng. B. Pellrnann 23 88 24 Dipl.-lng. K. Grams
Bavariaring 4, Postfach 202403
8000 München 2
Tel.: 0 89-53 96 53
Telex: 5-24 845 tipat
cable: Germaniapatent München
?0. Oktober 1982 DE 2529/GF-2240/81-DT-405
Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha
Toyota-shi / Japan
Sauerstoffmef3fühlerelement und Verfahren zu dessen
Herstellung
Die Erfindung betrifft ein SauerstoffmeßfUhlerelement
gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, das fur die Verwendung in einer Sauerstoffmeßvorrichtung oder
einem Abgasreinigungssystem für Fahrzeuge geeignet ist, und ein Verfahren zur Herstellung dieses Sauerstoffmeßfühlerelements.
Als Sauerstoffmeßfühler für die Messung der Sauerstoffkonzentration
in einem Gas ist ein Sauerstoffmeßfühler mit einer Sauerstoffkonzentrationszelle, für die ein
Zirkoniumoxid-Festelektrolyt verwendet wird, bekannt. Wenn der Unterschied zwischen der Sauerstoffkonzentration
des Bezugs- bzw. Vergleichsgases und des zu untersuchenden bzw. zu messenden Gases klein ist, ist jedoch
bei diesem Typ eines Sauerstoffmeßfühlers die Messung
B/13
BAD ORIGINAL
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der Sauerstoffkonzentration in dem zu untersuchenden
Gas aufgrund einer außerordentlich kleinen elektromotorischen Kraft schwierig. Außerdem wird der Aufbau der
Vorrichtung kompliziert, weil die Anwendung eines Bezugsgases notwendig ist.
Im Gegensatz zu dem Prinzip der vorstehend erwähnten Sauerstoff konzentx^ationszelle ist es bekannt, daß beim
Anlegen einer1 Spannung zwischen auf beiden Oberflächen
des Festelektrolyten gebildeten Elektroden Sauerstoff von einer Seite (der Kathodenseite) zu der anderen
Seite (der Anodenseite) durch den Festelektrolyten hindurchdringt. Wenn ein Teil der Oberfläche einer
der Elektroden verschlossen bzw. abgedeckt wird, vermindert sich deshalb die Durchdringungsgeschwindigkeit
des Sauerstoffs entsprechend dem Ausmaß der Oberflächenabdeckung selbst dann, wenn die daran angelegte Spannung
konstant gehalten wird, so daß sich die Menge des zwischen den zwei Elektroden fließenden, elektrischen
Stroms vermindert. Andererseits ändert sich der elektrische Strom in Übereinstimmung mit der Änderung der
Sauerstoffkonzentration, wenn die Fläche des abgedeckten Anteils der einen Elektrodenoberfläche konstant
gehalten wird. Es ist ein Verfahren für die Messung der Sauerstoffkonzentration durch Aufzeichnung bzw.
Feststellung der Änderung des elektrischen Stroms entwickelt worden. Als Sauerstoffmeßfühler, der auf der
vorstehend erläuterten Theorie beruht, ist ein Sauerstof frneßfühler bekannt, der als "Sauerstoffmeßfühler
des Grenz- bzw. Sättigungsstrom-Typs" bezeichnet wird.
Das Sauerstoffmeßfühlerelement der vorstehend beschriebenen Art weist einen tafelförmigen, scheibenartigen,
zylindrischen oder säulenförmigen, für Sauerstoffionen
durchlässigen Sinterkörper und auf beiden Seiten des
BAD ÖRIGlMÄk '%-&
- 5 - DE 2529
Sinterkörpers gebildete Elektroden, an die durch damit
verbundene Zuleitungen bzw. Stromleitungen eine Spannung
angelegt werden kann, auf. Auf den Elektrodenoberflächen werden durch Flammspritzen eines Materials vom Spinelltyp
wie MgO.Al„O„ poröse Deck- bzw. Überzugsschichten
gebildet, die dazu dienen, das Hindurchdringen von Sauerstoff einzuschränken. Eine Ungleichmäßigkeit der
Dicke der durch Flammspritzen gebildeten Deckschicht
beeinträchtigt die Sauerstoffdurchlässigkeit und macht infolgedessen die elektrischen Eigenschaften des Elements
instabil, weil die Sauerstoffdurchlässigkeit der Deckschicht in hohem Maße von dem Durchmesser der
Poren der Deckschicht und von der Dichte sowie der Dicke der Deckschicht abhängt. Außerdem ist die HaItbarkeit
nicht sehr- hoch, weil die durch Flammspritzen gebildeten Deckschichten während langzeitiger Verwendung
dazu neigen, abzublättern bzw. sich abzuschälen.
Des weiteren ist der Schritt der Bildung der Elektrode
sehr kompliziert und schwierig, wie aus der nachstehenden Beschreibung hervorgeht: Fig. 4 zeigt den Schritt der
Bildung der Elektroden sowie der Deckschichten. In diesem Schritt wird ein Sinterkörper aus einem Festelektrolyten
aktiviert, und auf dem Sinterkörper wird ein chemisches Plattieren bzw. Galvanisieren durchgeführt.
Dann wird unter Anwendung der durch chemisches Plattieren erhaltenen Schichten als Elektroden eine
Elektroplattierung durchgeführt, um fertige Elektroden zu bilden. Schließlich wird das Material vom Spinelltyp
durch Flammspritzen auf die Elektrode aufgebracht.
Die Einschränkung des Hindurchdringens von Sauerstoff kann durch ein anderes, als "Diffusionslochverfahren"
bezeichnetes Verfahren bewirkt werden, bei dem auf das Element ein Gehäuse, das Öffnungen mit einer vor-
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- 6 - DE 2529
bestimmten Größe aufweist, aufgelegt bzw. aufgesetzt
wird. Dieses Verfahren ist jedoch sehr kompliziert und unpraktisch.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Sauerstoffmeßfühlerelement
zur Verfügung zu stellen, das eine auch als Deckschicht für die Regelung des Hindurchdringens
von Sauerstoff dienende Elektrodenschicht aufweist, einfach aufgebaut ist, frei von Qualitätsschwankungen
^O ist, die Schwierigkeiten bei der Einrichtung bzw. Regelung
der Fertigungsbedingungen zuzuschreiben sind, und stabile elektrische Eigenschaften und eine hohe
Haltbarkeit zeigt. Durch die Erfindung soll auch ein Verfahren zur Herstellung eines Sauerstoffmeßfühler-
!5 elements zur Verfügung gestellt werden, das die Fertigung
eines in hohem Maße zuverlässigen bzw. betriebssicheren Sauerstoffmeßfühlerelements mit einer verminderten
Anzahl von Fertigungsverfahren bzw. Fertigungsschritten ermöglicht.
Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch ein Sauerstoffmeßfühlerelement,
das einen tafel- oder säulenförmigen, für Sauerstoffionen durchlässigen Festelektrolyten
und auf beiden Seiten des Festelektrolyten gebildete Elektrodenschichten aufweist, wobei die Elektrodenschichten
aus einem gebrannten Körper bestehen, der gleichmäßig zusammengesetzt ist und 100 Gew.-Teile
eines Metalls sowie. 0,1 bis 10 Gew.-Teile Glas enthält.
Eine besondere Ausgestaltung der Erfindung besteht in einem Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen
Sauerstoffmeßfühlerelements. Dieses Verfahren ist durch die folgenden Schritte gekennzeichnet: Vermischen von
0,1 bis 10 Gew.-Teilen Glaspulver mit 100 Gew.-Teilen einer Metallpaste, Aufbringen der Mischung auf beide
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Seiten eines Festelektrolyten, der eine tafel- oder
säulenförmige Gestalt hat, sowie Trocknen und Brennen des Festelektrolyten, auf den die Mischung aufgebracht
worden ist.
Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Sauerstoffmeßfühlerelements.
Fig. 2 ist ein Schaltbild eines Stromkreises für die Messung der Ü—I-Kennlinie bzw. Spannungs-Strom-Kennlinie.
Fig. 3 erläutert ein erfindungsgemäßes Fertigungsverfahren.
Fig. 4 erläutert ein bekanntes -Fertigungsverfahren, bei dem ein Elektrodenbeschichtungsschritt angewandt
wird.
Fig. 5 zeigt die V-I-Kennlinie bzw. Spannungs-Strom-Kennlinie
des erfindungsgemäßen Sauerstoffmeßfühlerelements.
Fig. 6 zeigt die Aungangskennlinie bzw. -charakteristik
eines erfindungsgemäf3en Sauerstoffmeßfühlerelements.
30
30
Fig. 7 zeigt die Ausgangskennlinie bzw. -charakteristik
eines bekannten Sauerstoffmeßfühlerelements, und
Fig. 8 ist eine graphische Darstellung, die die langzeitige
Veränderung des erfindungsgemäßen Sauerstof
fmeßfühlerelements A und eines bekannten Sauerstoffmeßfühlerelements B zeigt.
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Der Festelektrolyt wird erfindungsgemäß aus einem für
Sauerstoffionen durchlässigen Oxid wie Zirkoniumoxid ■
(ZrOp) ■ oder Titanoxid (TiO0), dar. einen Stabilisator
wie Yttriumoxid (Y?0 ) oder Ytterbiumoxid (Yb 0.) in Form einer festen Lösung enthält, hergestellt. Das
als Material der Elektrodenschichten dienende Metallpulver wird aus Materialien wie Platin (Pt), Rhodium
(Rh), Palladium (Pd) oder Silber (Ag), die eine gute Hitze- urui Oxidationsbeständigkeit sowie eine hohe
elektrische Leitfähigkeit haben und dazu befähigt sind,
durch Reaktion mit Sauerstoff instabile Verbindungen zu bilden, um eine Emission von Sauerstoffionen zu
ermöglichen, ausgewählt. Das Glaspulver, das eine hohe
Hitzebeständigkeit zeigt, dient zur Verbesserung der Affinität zwischen dem Festelektrolyten und den Metallpulvern,
um die Elektrodenschichten zu verfeinern und
dadurch das Hindurchdringen von Sauerstoff einzuschränken.
Das Verhältnis des zu verwendenden Glaspulvers zu dem Metallpulver wird im allgemeinen in einem Bereich
gewählt, der zwischen 0,1 und 10 Gew.-Teilen, vorzugsweise zwischen 0,3 und 2,0 Gew.-Teilen und insbesondere
zwischen 0,7 und 1,0 Gew.-Teilen Glaspulver pro 100 Gew.-Teile Metallpulver liegt. Die Dicke der durch
die gleichmäßige Mischung aus dem Metallpulver und dem Glaspulver gebildeten Elektrodenschicht wird so
gewählt, daß sie die Anforderungen erfüllt, und kann deshalb in der gewünschten Weise variiert werden. Die
Elektrodendicke wird jedoch im allgemeinen so gewählt, daß sie weniger als 50 pm und vorzugsweise 1 bis
40 pm beträgt und insbesondere zwischen 2 und 30 ^m
liegt. Es ist nicht immer notwendig, daß beide Elektrodenschichten erfindungsgemäße Elektrodenschichten sind.
Die auf einer Seite des Festelektrolyten gebildete Elektrode ist nämlich in einigen Fällen eine bekannte
Elektrode, d. h. eine nur aus einem Metall bestehende
BAD ORIGINAL
..-..■ ■ .:.'■..'■' -*"■.-.:;; 323882Λ
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Elektrode, während die auf der anderen Seite befindliche
Elektrode erfindungsgemäß aus einer Mischung von Glas- ·
pulver mit Metallpulver gebildet wird.
Das Material der. mit dem Metallpulver zu vermischenden
Glaspulvers kann aus einem weiten Bereich von Materialien ausgewählt werdert, und ein gewöhnliches, hitzebeständiges
Glas kann in zufriedenstellender Weise verwendet werden,
■ jedoch wird die Verwendung der nachstehend angegebenen Materialien bevorzugt:
Als Glasmaterial werden geeigneterweise Glasfasern
eingesetzt, wie nie zur Verstärkung von Zement verwendet werden, da sie die Eigenschaft der Alkalibeständigkeit
haben. Die Zusammensetzung dieser Glasmaterialien wird beispielsweise in der japanischen Patentpublikation
4012-6/1974 (korrespondierend mit der britischen Patentanmeldung 37862/1969) und der japanischen Offenlegungsschrift
54118/1973 (korrespondierend mit der britischen Patentanmeldung 51177/1971) gezeigt.
Die Zusammensetzung enthält:
Mol-%
25
25
SiO | 2 |
ZrO | 2 |
R2O | |
R1O | |
Al2 | °3 |
B2O | 3 |
Fe2 | °3 |
CaF | 2 |
TiO | 2 |
worin R„ |
62 | - 75 |
7 | - 11 |
13 | - 23 |
1 | - 1.0 |
0 | - 4 |
0 | - 6 |
0 | - 5 |
0 | - 2 |
0 | - 4 |
worin R2O Na 0 bedeutet, wobei bis zu 2 Mol-% R?0 durch
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- 10 - DE 2529
LipO ersetzt sein können, und R1O ein aus Erdalkalimetalloxiden,
Zinkoxid und Manganmonoxid ausgewähltes Oxid be.deutet.
Im Rahmen der Erfindung können insbesondere von Asahi Fiber Glass Co. hergestellte, verstärkende Glasfasern
für Zement mit der folgenden Zusammensetzung eingesetzt werden:
SiO2 | 62,7 |
Na2O | 14,7 |
CaO | 5,4 |
ZrO2 | 16,6 |
Al2O3 | 0,53 |
· .
Es wird angenommen bzw. berücksichtigt, daß Glas in einer Metallpaste durch Erhitzen geschmolzen wird und
das Metall auf Zirkoniumoxid aufbringt. Die Mischung
aus dem Metallpulver und dem Glaspulver wird mit einem geeigneten, organischen Lösungsmittel wie Butyldiglykol
in die Form einer Paste zusammengemischt. Falls notwendig, kann ein organisches Bindemittel, das beseitigt
bzw. zerstört werden kann und in bezug auf das Verfahren und das Betriebsverhalten bzw.- die Gebrauchsleistung
des Produkts' unschädlich ist, verwendet werden. Die auf den geformten Festelektrolyten aufgebrachte Paste
der Mischung wird getrocknet und dann gebrannt. Die Brenntemperatur variiert in Abhängigkeit von der Art
des Metallpulvers und des Glaspulvers, liegt jedoch im allgemeinen zwischen 800 und 1200 C, vorzugsweise
zwischen 800 und 1000 C und insbesondere zwischen 830 und 900 C. Die Brenndauer wird so gewählt, daß sie
zwischen 5 und 60 min liegt.
BAD QRiOINAl;
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Die Korngröße des als Material der Metallpaste verwendeten Metallpulvers ist nicht eingeschränkt, jedoch vorzugsweise
klein. Als Material der Metallpaste wird beispielsweise ein Metallpulver mit einem Teilchendurchmesser
(oder einer Maschenweite) zwischen 5 und
20 jam eingesetzt.
20 jam eingesetzt.
Der Teilchendurchmesser des Glaspulvers wird in Übereinstimmung
mit dem Ausmaß der Einschränkung des Hindurchdringens
von Sauerstoff gewählt, liegt jedoch im allgemeinen zwischen 5 und 20 jum, vorzugsweise zwischen
5 und 15 jum und insbesondere zwischen 5- und 10 μη\.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Sauerstoffmeßfühlerelement
A mit einem tafelförmigen Festelektrolyten (einem für Sauerstoffionen durchlässigen Körper) 1,
auf dessen beiden Seiten hitzebeständige Elektrodenschichten 2 und 3 gebildet sind. Fig. 2 zeigt den
Stromkreis einer Vorrichtung für die Messung der V-I-Kennlinie des erfindungsgemäßen Sauerstoffmeßfühlerelements.
Ein Stromkreis wird durch Zuleitungen gebildet, durch die in der dargestellten Weise die Elektrodenschichten
des Sauerstoffmeßfühlerelements A mit einer Stromversorgung bzw. Stromquelle 6, einer Spannungsmeßvorrichtung
bzw. einem Voltmeter 4 und einer Strommeßvorrichtung bzw. einem Amperemeter 5 verbunden sind.
Fig. 3 zeigt das erfindungsgemäße Verfahren. Eine
Mischung aus Metallpaste und Glaspulver wird in einer Dicke von 5 bis 500 pm direkt auf die entgegengesetzten Oberflächen eines schon gebrannten Festelektrolyten
Mischung aus Metallpaste und Glaspulver wird in einer Dicke von 5 bis 500 pm direkt auf die entgegengesetzten Oberflächen eines schon gebrannten Festelektrolyten
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aufgebracht. Dann worden die Elektrodenschichten nach
dem Trocknen bei IbO0C bei 800 bis 10000C gebrannt,
so daß. die Dicke der Elektrodenschichten auf 2 bis 30 μη\ vermindert wird. Die Gasdurchlässigkeit wird
unter der Voraussetzung, daß die an die Elektrodenschichten
angelegte Spannung konstant ist, durch die Dicke der Elektrodenschichten und deren Porosität festgelegt.
Wie aus der vorstehenden. Beschreibung hervorgeht, wird das Hindurchdringen von Sauerstoff in dem erfindungsj'.einäßen
Sauere, tof fmeßfühlerelement durch die Elektroden selbst reguliert, so daß im Vergleich mit dem bekannten
MeßfUhlerelement, das in zwei Stufen hergestellt wird,
d. h. dadurch, daß zuerst die Elektroden gebildet werden und die Elektroden dann mit porösen Deckschichten überzogen
werden, der Aufbau vereinfacht und die Fertigung erleichtert wird.
Die Erfindung wird durch das nachstehende Beispiel näher erläutert.
Pulverförmiges Zirkoniumoxid (ZrO?) mit einer Reinheit
von 99,9 % und pulverförmiges Yttriumoxid (YpO ) mit
einer Reinheit von 99,9 % wurden als Material des Festelektrolyten
eingesetzt. Diese pulverförmigen Bestandteile wurden in einem. Verhältnis von 9:1 verwendet
und in einer Kugelmühle für Naßrnahlung 5 h lang gemahlen
und miteinander vermischt und 6 h lang bei 150°C getrocknet. Die erhaltene Pulvermischung wurde dann 4 h lang
bei 12000C calciniert, 5 h lang in einer Kugelmühle für Naßmahlung grob zerkleinert bzw. zerdrückt und
dann wieder 6 h lang bei 1500C getrocknet. Das auf diese Weise erhaltene Pulver wurde dann unter einem
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Druck von 1,18 kbar (1200 kg/cm^) unter Bildung eines
1 mm dicken, 10 mm langen und 10 mm breiten, tafelförmi- · gen Körpers preßgeformt bzw. preßverdichtet, und dieser
preßgeformte, tafelförmige Körper wurde 3 h lang an der Luft bei 18000C ;
körper gebildet wurde.
körper gebildet wurde.
der Luft bei 1800 C gebrannt, wobei daraus ein Sinter-
Anschließend wurde aus Platinpulver mit einem Teilchendurchmesser
von 0,1 pm und einem Lösungsmittel wie Butyldiglykol ein Beschichtungsmaterial hergestellt,
das pro 100 Gew.-Teile Platinpaste mit einem Feststoffgehalt
von 70 % 1 Gew.-Teil Glaspulver mit einem Teilchendurchmesser von 12 pm enthielt. Als Glaspulver
wurden die vorstehend erwähnten, von Asahi Glass Fiber Co. hergestellten Glasfasern in gemahlenem Zustand
eingesetzt. Das Beschichtungsmaterial wurde auf beide Seiten des vorstehend erwähnten Festelektrolyten in
der V/eise aufgebracht, daß die Dicke der Deckschicht nach dem Brennen 0,02 mm betrug. Die Dicke der Deckschicht
wird in bezug auf das Mischungsverhältnis des
Glaspulvers variiert, und die Dicke kann durch Erhöhung des Glaspulvergehalts vermindert werden. Nach 0,5-stündigem
Trocknen bei 120 C wurden die Elektroden durch 0,15-stündiges Brennen an der Luft bei 900 C gebildet.
Das auf diese Weise.hergestellte Sauerstoffmeßfühlerelement
wurde einem Test zur Prüfung der Eigenschaften unterzogen, wobei ein Ergebnis erhalten wurde, wie
es in Fig. f> gezeigt wird. Bei diesem Test wurde das Sauerstoffmeßfühlerelement in ein Medium mit einer
Sauerstoffkonzentration von 2 % (Kurve a), 5 % (Kurve b)
bzw. 10 % (Kurve c) hineingebracht, während die daran angelegte Spannung verändert wurde, und der in dem
Meßfühlerelement erzeugte, elektrische Strom wurde in bezug auf die Spannung gemessen. In jeder der Kurven
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a, b und c stellt der zu der Abszissenachse im wesentlichen
parallele, flache Teil den jeder Sauerstoffkonzen- ·
tration- entsprechenden Grenz- bzw. Sättigungsstrom
dar.
Fig. 6 zeigt die Kennlinien von vier Stücken bzw. Proben von Sauerstorfmeßfühlere lementen (JJ' \z)' GO unc* 00'
die nach dem rri'i ndungsgemäßen Verfahren hergestellt wurden, wahtend F i g. 7 die Kennlinien zeigt, die mit vier StücKen bzw. Proben von nach dem bekannten Verfahren hergestellten Sauerstoffmeßfühlerelementen Cs) , 0&) t \Jj
und ίβ) gemessen wurden. Aus einem Vergleich zwischen Fig. 6 und Fig. 7 geht hervor, daß die Schwankungen der Qualität der als Produkt des erfindungsgemäßen Verfahrens erhaltenen Meßfühlerelemente geringer sind als die Schwankungen bei den bekannten Meßfühlerelementen. Fig. 8 zeigt die Veränderung des abgegebenen bzw. Ausgangsstrorns den erf i ndungsgernäßen Meßfühlerelements A im Verlauf der Zeit im Vergleich mit der Veränderung des Ausgangsstroms des bekannten Meßfühlerelements B im Verlauf der Zeit. Man erkennt, daß die Veränderung des Ausgangsstroms im Verlauf der Zeit bei dem. erfindungsgemäßen Sauerstoffmeßfühlerelement geringer ist als bei dem bekannten Sauerstoffmeßfühlerelement.
die nach dem rri'i ndungsgemäßen Verfahren hergestellt wurden, wahtend F i g. 7 die Kennlinien zeigt, die mit vier StücKen bzw. Proben von nach dem bekannten Verfahren hergestellten Sauerstoffmeßfühlerelementen Cs) , 0&) t \Jj
und ίβ) gemessen wurden. Aus einem Vergleich zwischen Fig. 6 und Fig. 7 geht hervor, daß die Schwankungen der Qualität der als Produkt des erfindungsgemäßen Verfahrens erhaltenen Meßfühlerelemente geringer sind als die Schwankungen bei den bekannten Meßfühlerelementen. Fig. 8 zeigt die Veränderung des abgegebenen bzw. Ausgangsstrorns den erf i ndungsgernäßen Meßfühlerelements A im Verlauf der Zeit im Vergleich mit der Veränderung des Ausgangsstroms des bekannten Meßfühlerelements B im Verlauf der Zeit. Man erkennt, daß die Veränderung des Ausgangsstroms im Verlauf der Zeit bei dem. erfindungsgemäßen Sauerstoffmeßfühlerelement geringer ist als bei dem bekannten Sauerstoffmeßfühlerelement.
' ·
Wie beschrieben wurde, ist das erfindungsgemäße Sauerstoffmeßfühlerelement
einfach- aufgebaut und:im Vergleich
mit dem bekannten Sauerstoffmeßfühlerelement leicht herzustellen, und das erfindungsgemäße Sauerstof frneßfühlerelement
kann eine stabile V-I-Kennlinie zeigen, während die Schwankungen der Eigenschaften vermieden
werden, die bei dem bekannten Sauerstoffmeßfühlerelement
aufgrund der Schwankungen der Sauerstoffdiffusion in
der Deck- bzw. Überzugsschicht unvermeidlich sind.
Außerdem ist die Veränderung der Ausgangseigenschaften
BAD ORIGINAL
-[ ■ : \ J - :' - . 3738824
- 15 - DE ?529
1 bzw. Ausgangskennlinie im Verlauf der Zeit im Vergleich
mit den bekannten Meßfuhlerelementen sehr gering. Des · weiteren ist da:? Fertigungsverfahren einfach und nicht
kostspielig, war. vom Gesich tspunkt der Fertigung und
5 Verwendung aus einen großen Vorteil darstellt.
BAD ORIGINAL
Claims (8)
- Patentansprüche(I^ Sauerstoffmeßfühlerelement mit einem tafel- oder säulenförmigen, für Sauerstoffionen durchlässigen Festelektrolyten und auf beiden Seiten des Festelektrolyten gebildeten Elektrodenschichten, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Elektrodenschichten aus einem gleichmäßigen, gebrannten Körper, der 100 Gew.-Teile eines Metalls und 0,1 bis 10 Gew.-Teile Glas enthält, besteht.
- 2. Sauerstoffmeßfühlerelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der gebrannte Körper 0,3bis 2,0 Gew.-Teile Glas enthält.
- 3. Sauerstoffmeßfühlerelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Metall aus Platin, Rhodium, Palladium und Silber ausgewählt ist.
- 4. Sauerstoffmeßfühlerelement, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Glas in Form eines Pulvers vorliegt.B/13BAD ORIGINAL- 2 - DE 2529
- 5. SauerstoffmeßfUhlerelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der glashaltigen Elektradenschicht zwischen 2 und 3 jjrn liegt.
- 6. Verfahren zur Herstellung eines Sauerstoffmeßflihlerelements, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:Herstellen einer Mischung, die 100 Gew.-Teile einer j_q Metallpaste und 0,1 bis 10 Gew.-Teile Glaspulver enthält,Aufbringen der Mischung auf beide Seiten eines tafel- oder säulenförmigen Festelektrolyten undTrocknen und Brennen der Mischung .zusammen mit dem Festelektrolyten.
- 7. Verfahren nach Anspruch 6,· dadurch gekennzeich-2Q net, daß das Glaspulver eine Korngröße zwischen 5 und 20 pm hat.
- 8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichwi rd.net, daß das Brennen bei 800 bis 12000C durchgeführt
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