DE3924518A1 - Temperatursensor und verfahren zu seiner herstellung - Google Patents
Temperatursensor und verfahren zu seiner herstellungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Temperatursensor mit einer auf
einem Trägersubstrat aufgebrachten, Platin enthaltenden, tempe
raturempfindlichen Schicht sowie ein Verfahren zur Herstel
lung eines Temperatursensors, wobei eine Platin enthaltende
Schicht auf einem Trägersubstrat aufgebracht wird.
Es sind Temperatusensoren mit Platin aus temperaturempfind
lichem Element bekannt, die in Dünnfilm-Technik hergestellt
sind, bei denen also auf einem Trägersubstrat Platin in weni
gen Atomlagen aufdiffundiert wird. Bei Einhaltung einer
entsprechenden geometrischen Struktur, wie Mäanderform, kann
bei hinreichend dünnen Schichten durch wenige Atomlagen ein
ausreichend hoher Grundwiderstand erreicht werden, der für
einen derartigen Temperatursensor im Bereich von 100 Ohm
liegen muß. Diese Dünnfilm-Sensoren können nur bei niedri
geren Temperaturen im Bereich bis zu 400 Grad C, auf jeden Fall
unterhalb von 600 Grad C eingesetzt werden, da bei höheren
Temperaturen Platin verdampft und aufgrund der Dicke der Schicht
von nur wenigen Atomlagen alleine hierdurch eine nicht vernach
lässigbare Änderung des Widerstandes erfolgt, so daß keine
reproduzierbaren Messungen mehr möglich sind.
Es wurden weiterhin schon Platindrähte als Temperatursen
soren eingesetzt. Zur Erreichung des hinreichend großen
Grundwiderstandes mußte der Draht eine erhebliche Länge auf
weisen, die auch bei Wicklung in Spulenform nur zu einem
Sensor mit erheblichen Außenabmessungen führte, der in vie
len Bereichen, dort, wo es auf die Miniaturisierung ankommt,
nicht eingesetzt werden kann. Ferner sind Platin enthaltende
Dickschichtpasten bekannt, die als weitere Bestandteile orga
nische Binder und Lösungsmittel aufweisen. Diese werden als
Dickfilm-Heizelemente eingesetzt, wobei sie ihren hinreichen
den Widerstand aufgrund der Länge des Heizelements erreichen
und für Beheizungen üblicher Druckstellentemperaturen einge
setzt werden. Abgesehen von dem niedrigen spezifischen Wi
derstand, der ebenfalls lediglich zu sehr großen Fühlerele
menten führen würde, könnten diese nicht für höhere Tempe
raturen als 600 Grad C eingesetzt werden, da hier die Repro
duzierbarkeit nicht mehr gegeben wäre. In beiden Fällen gilt
im übrigen, daß Platin ab ca. 800 Grad C rotglühend wird und
dann zwar noch als Heizkörper eingesetzt werden kann, aber
nicht mehr als Temperatursensor.
Die Anmelderin hat festgestellt, daß für Hochtemperaturanwen
dungen keine miniaturisierten Temperatursensoren bekannt
sind. Es werden Thermoelemente, die mit Thermospannungen ar
beiten, eingesetzt. Nachteil ist, daß hier eine definierte
Umgebungstemperatur als Referenztemperatur oder ein Mikro
prozessor eingesetzt werden muß. Derartige Temperaturkühler
sind teuer.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen empfind
lichen, zeitstabilen Hochtemperatursensor in miniaturisierter
Ausführung zu schaffen, der in vielfältiger Weise einsetzbar
ist.
Erfindungsgemäß wird die genannte Aufgabe durch einen Tempe
ratursensor gelöst, der dadurch gekennzeichnet ist, daß die
Schicht in Oxidkermaik fein verteiltes metallisches Platin
enthält. Zur Herstellung eines derartigen Temperatursensors
wird erfindungsgemäß ein Verfahren vorgeschlagen, das dadurch
gekennzeichnet ist, daß Platin-Pulver, Oxide und Bindemittel
miteinander vermischt und nach dem Auftragen der Schicht
auf dem Trägersubstrat mit diesen getempert werden.
Die temperaturempfindliche Schicht des erfindungsgemäßen
Temperatursensors kann metallisches Platin zwischen 60 und 90
Gew.-% aufweisen und ist vorzugsweise dadurch gekennzeichnet,
daß sie metallisches Platin mit einem Anteil etwa von 70 bis 85
Gew.-% enthält. Als Oxidanteil wird vorzugsweise ein Gemisch
aus Silizium-, Aluminium- und Erdalkalioxid, insbesondere Kal
ziumoxid, eingesetzt, wobei der Aluminiumoxidanteil sich dadurch
ergibt, daß in der Regel das Trägersubstrat Aluminiumoxid ist.
In dem Falle, daß das Trägersubstrat aus einem anderen Oxid
besteht, könnte auch das Aluminiumoxid durch das Material des
entsprechenden Trägersubstrats ersetzt werden. Siliziumoxid
ergibt aufgrund der Temperung Quarz, bzw. den glasartigen Cha
rakter und bildet ein inertes Material, das für die gewünschten
Hochtemperaturanwendungen besonders geeignet ist. Als Erdalkali
oxid kommt vorzugsweise Kalziumoxid in Frage, stattdessen können
auch Strontium und Bariumoxide eingesetzt werden, Kalziumoxid
hat sich aber als stabiler erwiesen. Die Oxidmischung bildet
ein Eutektikum, deren Schmelzpunkt durch die Zugabe des Erdal
kalioxids eingestellt und insbesondere reduziert werden kann,
während eine Mischung aus Aluminiumoxid und Siliziumoxid einen
relativ hohen Schmelzpunkt ergibt, der über dem Verdampfungs
punkt von Platin liegt, so daß keine Erhitzung bis zu diesem
Punkt erfolgen könnte. Durch die Zugabe von Kalziumoxid wird der
Schmelzpunkt der eutektischen Mischung unter den Verdampfungs
punkt von Platin reduziert, so daß eine Temperung bis zum ge
wünschten Schmelzpunkt der Oxidmischung, an dem die gewünschte
quarzartige bzw. glasartige kompakte Konsistenz des Materials
erreicht wird, erfolgen kann. Demgemäß hat die temperaturem
pfindliche Schicht des Temperatursensors vorzugsweise eine
Zusammensetzung derart, daß im Oxidgemisch Siliziumoxid in einem
Bereich von 40 bis 55 Gew.-%, Aluminiumoxid zu 25 bis 40
Gew.-% und als Rest Erdalkalioxid vorliegt, während äußerst
vorzugsweise Siliziumoxid mit 45 bis 50 Gew.-%, Aluminiumoxid
mit 30 bis 35 Gew.-%, Rest Erdalkalioxid gegeben ist, wobei
insbesondere das Oxidgemisch 18 bis 20 Gew.-% Erdalkalioxid
sowie Rest Siliziumoxid und Aluminiumoxid enthält. Um eine
möglichst weitgehende Reduzierung des Schmelzpunktes der eutek
tischen Oxidmischung zu erreichen, sieht die Erfindung demgemäß
vor, daß die temperaturempfindliche Schicht auf dem Trägersub
strat aufgebrannt ist, wobei insbesondere die temperaturempfind
liche Schicht eine kompakte, glasartige Morphologie aufweist.
Ein ideales Oxidgemisch ist in der nachfolgenden Figurenbe
schreibung erläutert. Durch das Verhältnis von Platin und Oxid
anteil in der temperaturempfindlichen Schicht wird deren spezi
fischer elektrischer Widerstand festgelegt. Es ist dabei darauf
zu achten, daß der Platinanteil nicht so weit reduziert wird,
daß die erforderlichen Leitfähigkeitsbrücken vollständig unter
brochen werden oder leicht beim Einsatz unterbrechbar sind.
Insofern hat sich als vorteilhaft herausgestellt, daß Platin
einen Anteil an der temperaturempfindlichen Schicht von 80
Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmischung selbst zwischen 60 und
80 Gew.-%, aufweisen sollte. Demgemäß wird verfahrensmäßig das
Oxidgemisch mit einem Anteil von 14 bis 20 Gew.-% am Gesamtge
misch aus Platinpaste, Öl und Verdünner eingesetzt. In bevor
zugter Ausgestaltung ist vorgesehen, daß Platinpaste mit 65
bis 70 Gew.-%, Öl und Verdünner mit jeweils 5 bis 10 Gew.-%
und Rest Oxid miteinander vermischt werden, wobei der Platinan
teil der Paste selbst vorzugsweise 75 Gew.-% beträgt. Auch eine
bevorzugte konkrete Gesamtzusammensetzung der erfindungsgemäß
eingesetzten Dickschicht-Druckmasse ist der Figurenbeschrei
bung zu entnehmen.
Während die Maximaltemperatur der Temperung unterhalb der
Verdampfungstemperatur von Platin bleiben sollte und vor
zugsweise unter 1400 Grad liegt, sieht eine bevorzugte Aus
gestaltung eine maximale Temperatur von 1300 bis 1350 Grad
vor.
In weiterer Ausbildung ist vorgesehen, daß im Bereich von 300
bis 400 Grad C eine Haltezeit zur vollständigen Verbrennung
organischer Binderanteile der Schicht eingehalten wird. Die
Haltezeit dient zur Erzeugung der gewünschten kompakten, glas
artigen Konsistenz der zu schaffenden temperaturempfindlichen
Schicht des Temperatursensors. Die maximale Haltezeit ist an
sich unkritisch, darf aber nicht unmäßig überzogen werden, da
hierdurch, neben den gewünschten zu der kompakten, glasartigen
Konsistenz führenden morphologischen Veränderungen, Verände
rungen der Platingrundstruktur aufgrund von Sintereffekten, die
zu unerwünschten größeren Strukturen oder Pflasterbildung,
möglicherweise auch zu Oxidationen und insgesamt zu einem Auf
brechen der Platinflächen führen, eintreten können. Es wird
daher vorzugsweise eine Haltezeit von 20 bis 40 Minuten ange
strebt, wobei sich als ein optimaler Wert eine Zeit von 25
Minuten herausgestellt hat.
Der gleichmäßig, nicht zu steile Temperaturanstieg und -ab
fall ist im Hinblick darauf erforderlich, daß die tempera
turempfindliche Schicht beim Tempervorgang keinem Tempera
tursprung ausgesetzt werden darf, da dies zu Beschädigungen,
wie Versprödung und Rissen führen könnte. Es hat sich demge
mäß eine Temperatursteuerung mit einem Temperaturkoeffizien
ten von 10 bis 15 Grad C pro Minute und insbesondere von 13
Grad C pro Minute für den Temperaturanstieg und -abfall, letz
teres insbesondere über etwa 1100 Grad C, herausgestellt. Wäh
rend dies hinsichtlich des Abfalls die Temperaturführung am
Heizelement des Sinterofens betrifft, kann der Ofen aufgrund
seiner Ausgestaltung einen insgesamt langsameren Temperaturab
fall zeigen.
Wenn eine insbesondere organische Binder - die in der Regel
Cellulosederivate sind - enthaltende Platin-Paste eingesetzt
wird, so ist es vorteilhaft, im Bereich des Temperaturan
stiegs bei 300 bis 400 Grad C, insbesondere bei 350 Grad C,
ebenfalls eine Haltezeit vorzusehen, bei der die Temperatur
über eine vorgegebene Zeit auf einen festen Wert gehalten wird.
Während die maximale Dauer der Haltezeit letztendlich lediglich
durch ökonomische Forderungen begrenzt ist, sollte die Haltezeit,
um ein einwandfreies Ergebnis zu erzielen, nicht zu kurz,
insbesondere nicht unter fünf Minuten, gewählt werden. Als
idealer Wert haben sich etwa zehn Minuten herausgestellt.
Wenn eine solche Haltezeit eingesetzt wird, so hat die aus
getemperte Schicht eine typische helle Quarz-/Keramikfarbe,
während bei zu kurzer Haltezeit in dem genannten Bereich eine
Verdunklung der Farbe bis zu einer Schwärzung bedingt. Dies
liegt daran, daß der oranische Binder nur langsam verbrennt und
bei nicht ausreichender Haltezeit in dem genannten Temperatur
bereich nicht vollständig zu CO2 verbrennt, sondern vielmehr
Kohlenstoffanteile zurückbleiben, die sich darüberhinaus negativ
auf die temperatursensitiven Eigenschaften der Schicht auswirken
können.
Insgesamt wird durch die Erfindung ein miniaturisierter Tempera
tursensor geschaffen, der vorzugsweise bei Temperaturen von
über 600 Grad C bis zu 1200 Grad C einsetzbar ist. Der erfin
dungsgemäße Temperatursensor ist preiswert herstellbar und kann
insbesondere auch gleichzeitig und zusammen mit anderen Funk
tionselementen, wie Sauerstoffsensoren, die in gleicher Technik
hergestellt werden sowie Heizleitern auf einem gemeinsamen
Substrat aufgebracht werden. So sieht eine bevorzugte Ausgestal
tung vor, daß auf dem Trägersubstrat ein Sauerstoffsensor sowie
ein durch die temperaturempfindliche Schicht geregelter Heizlei
ter aufgebracht sind und in Weiterbildung, daß der Heizleiter
auf der den Sauerstoffsensor und die temperaturempfindliche
Schicht tragenden Fläche des Trägersubstrats aufgebracht ist.
Insbesondere ist die Herstellung des erfindungsgemäßen Sensors
billiger als die Dünnfilmtechnik, abgesehen davon, daß hierdurch
keine derartigen hochtemperaturbelastbaren Sensoren herstellbar
sind. Es sind kein Vakuum und keine aufwendige Apparatur notwen
dig. Weiterhin ist auch die Auswirkung des Temperaturmeßergeb
nisses nicht an komplizierte Vorgaben, wie Umgebungsmeß
fühlern, die bei Messungen mittels Thermospannung erforder
lich sind oder zusätzliche Elektroniken, erforderlich. Viel
mehr kann der Sensorausgang unmittelbar zur Regelung beispiels
weise eines Heizleiters verwendet werden.
Die vorstehende Kombination wird insbesondere zur Rohsauerstoff
messung beispielsweise in Gaskraftwerken oder in der Prozeßleit
technik in der chemischen Industrie eingesetzt, wenn dort im
Hinblick auf Inertisierungen der Restsauerstoffgehalt zu messen
ist. Die Lambdawertmessung erfolgt aufgrund eines Festkörper
effekts mit Reduktion bzw. Oxidation in Abhängigkeit von dem
Sauerstoffgehalt des Umgebungsgases, wobei dieser Festkörper
effekt erst bei höheren Temperaturen, insbesondere Temperaturen
über 600 Grad C, einsetzt, so daß der Temperatursensor auf diese
Temperatur aufgeheizt werden muß und auf der gewünschten
Vorgabetemperatur mit hoher Genauigkeit gehalten werden muß,
wozu der erfindungsgemäße Temperatursensor in idealer Weise
einsetzbar ist. Weitere Einsatzgebiete betreffen Hochtempera
turöfen, Sinteröfen etc.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus
den Ansprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung, in der
ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf
die Zeichnung im einzelnen erläutert ist. Dabei zeigt:
Fig. 1 Eine bevorzugte Ausgestaltung eines er
findungsgemäßen Temperatursensors;
Fig. 2 eine bevorzugte Temperaturführung beim
Tempervorgang zur Herstellung des Tempera
tursensors.
Sauerstoffsensoren zur Lambda-Messung, wie beispielsweise
den Gaskraftwerken, der Prozeßtechnik etc., zeigen ihre
höchste Empfindlichkeit, die auf einem Oxidations-Reduktions-
Festkörper-Effekt entsprechend dem vorhandenen Sauerstoff be
ruht, bei höheren Temperaturen. Sie müssen daher auf höhere
Temperaturen aufgeheizt werden und, da der Effekt sich tem
peraturabhängig ändert, auf einer vorgegebenen Temperatur
stabilisiert werden. Hierzu kann auf einem Substrat oder Trä
ger 1, wie aus Aluminiumoxid, der Sauerstoff- oder Gassensor 2,
der an sich bekannt ist, aufgebracht sein. Auf der der den Sauer
stoffsensor 2 tragenden Fläche 3 des Trägers 1 entgegenge
setzten Fläche 4 ist ein Heizleiter 6 aufgebracht, der bei
spielsweise ein Heizleiter auf keramischer Basis sein kann.
Weiterhin ist nahe dem Sauerstoffsensor 2 ein Temperatur
sensor 7 auf der Fläche 3 des Trägers 1 in der weiter unten
beschriebenen Weise aufgebracht. Der Temperatursensor 7 ist
mäanderförmig geführt und weist beispielsweise bei der unten
angegebenen Zusammensetzung eine Gesamtlänge von 10 mm, eine
Breite von 3 mm, eine gesamte "Drahtlänge" von 60 bis 70 mm
sowie eine Schichtdicke von 10 bis 15 Mikrometer und eine
Breite von 250 Mikrometer auf.
Der Temperatursensor 7 besteht aus einer Keramik - die vor
zugsweise aufgrund des Temperungsvorganges weitgehendst
"verglast" ist - aus Oxid und in diesem dispergierten rein
metallischen Platin mit einem Anteil von 80 Gew.-%. Die Oxid
zusammensetzung ist gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung 50
Gew.-% Siliziumoxid, 30 Gew.-% Aluminiumoxid und 20 Gew.-% Kal
ziumoxid. Der Grundwiderstand des derart beschriebenen Tempera
tursensors 7 liegt bei etwa 100 Ohm.
Der Temperatursensor 7 wird auf dem Trägersubstrat 1 in der
folgenden Weise hergestellt:
Zunächst werden Platin-Pulver und Oxid mit den gewünschten
Endanteilen von 80 Gew.-% und 20 Gew.-% vermischt. Anschlie
ßend wird eine Paste aus 65 Gew.-% Platin und Oxid-Pulver und
35 Gew.-% Vehikel hergestellt. Das Vehikel besteht zu 70 Gew.-%
aus einem organischen Binder, wie Methylcellulose, und zu 30
Gew.-% aus einem organischen Lösungsmittel, wie Dibutylcarbi
tolacetat.
Anschließend wird die hierdurch erhaltende Paste in Siebdruck- und
damit Dickfilmtechnik auf dem Trägersubstrat 1 aus Aluminiumoxid
in der gewünschten geometrischen Form, wie der dargestellten
Mäanderform, aufgedruckt.
Sodann wird eine Temperung vorgenommen, wobei Träger 1 und
aufgedrucktes Temperatursensor-Substrat in einem Temperofen,
ausgehend von Umgebungstemperatur (20 Grad) mit einem differen
tiellen Temperaturanstieg von ca. 13 Grad C pro Minute, bis auf
ca. 350 Grad C erhitzt wurden. Oberhalb ihrer Verdampfungstem
peratur verdampfen Lösungsmittel, Verdünner und Öl. Ab etwa 100
Grad C ist die vorher zähflüssige Druckmasse eine nahezu feste
Masse, da die flüssigen Anteile weitgehend verbrannt sind.
Weiterhin beginnt der organische Binder, der ein Cellulosederi
vat ist, zu verbrennen. Da der organische Binder langsam ver
brennt, wird bei ca. 350 Grad die Temperatur über etwa 10 Minu
ten konstant gehalten, um eine vollständige Verbrennung (Umwand
lung in CO2) des organischen Binders zu ermöglichen. Es wurde
festgestellt, daß ohne oder bei nicht ausreichender Haltezeit
die erhaltene Oxidkeramik aufgrund nicht vollständig verbranntem
Binder schwarz bzw. dunkel ist, während bei Einhaltung einer
ausreichenden Haltezeit im genannten Temperaturbereich auf
grund der vollständigen Verbrennung des Binders die letzt
endlich erhaltene Keramik die typische helle Farbe aufwies.
Nicht vollständig verbrannter Binder könnte auch die Eigen
schaften des Temperatursensors beeinträchtigen. Nach der
aus der Fig. 2 ersichtlichen Haltezeit bei einer Tempera
tur von 350 Grad C erfolgt eine weitere Temperaturerhöhung
mit dem gleichen Temperaturkoeffizienten bis zu der ge
wünschten End- oder maximalen Einbrenntemperatur von ca.
1330 Grad C. Es hat sich gezeigt, daß der Temperaturanstieg
eine kritische Größe ist. Bei steilerem Temperaturanstieg erge
ben sich Risse in der Sensorschicht. Ein flacher Temperaturan
stieg ist durchaus möglich, bedingt damit aber längere Herstel
lungszeiten und damit einen höheren Herstellungsaufwand und
höhere Kosten. Die angegebene Temperaturführung stellt insofern
eine Optimierung unter Sicherstellung eines einwandfreien Ergeb
nisses dar.
Die angegebene Einbrenntemperatur von 1330 Grad C wird
über eine gewisse Zeit aufrechterhalten, die im erläuterten
Ausführungsbeispiel bei 25 Minuten lag. Dies ist erforderlich,
um ein Insichverfließen der Schicht, und damit eine Änderung der
Morphologie (bei Beibehaltung der Struktur) und insgesamt
eine glasartige, kompaktere Schicht zu erreichen, die eine
gleichmäßige Leitfähigkeit gewährleistet. Es ist dabei zu
beachten, daß die Einbrenntemperatur auch nicht zu lange
aufrechterhalten werden darf, da hier dann innere Struktur
änderungen erfolgen, insbesondere werden offenbar Platin
brücken aufgebrochen und damit der durchgehende elektrische
Kontakt geschädigt, sei es aufgrund typischer Sintereffekte
in Form von Bildung größerer Strukturen oder Pflasterbildung,
sei es aufgrund von Oxidationen von Plattenteilchen. Während
im Hinblick auf die erwünschte kompakte glasartige Konsistenz
die genannte Haltezeit bei Einbrenntemperatur kaum verkürzt
werden kann, ist eine gewisse Verlängerung unkritisch, da
die vorstehend erwähnten nachteiligen Auswirkungen erst bei
übermäßig langer Einbrenntemperatur auftreten. Auch insofern
erfolgt eine Optimierung dahingehend, daß die Haltezeit der
Einbrenntemperatur möglichst kurz gewählt wurde, wobei
sichergestellt wurde, daß die gewünschte kompaktartige glas
artige Struktur erreicht wird. Anschließend erfolgt eine
Temperaturreduzierung mit dem gleichen Temperaturkoeffi
zienten am Heizelement, also der gleichen Temperaturführung.
Aufgrund des ofeneigenen Abkühlverhaltens kühlt die Tempera
tur im Ofen, wie dargestellt, langsamer ab. Wesentlich ist
ein Abkühlen der Temperatur mit dem genannten Temperatur
koeffizienten bis etwa auf 1100 Grad C, das nicht stärker ge
wählt werden darf, da ansonsten ebenfalls Beschädigungen der
erhaltenen Struktur eintreten könnten.
Insgesamt ist erfindungsgemäß ein Temperatursensor mit einem
hinreichend großen Grundwiderstand im angegebenen Bereich ge
geben, der hochtemperaturbeständig ist und insbesondere bei
Temperaturen von über 600 bis weit über 1000 Grad C zur
Temperaturmessung und damit im dargestellten Ausführungsbei
spiel der Fig. 1 zur Temperatursteuerung des Heizers 6 ein
gesetzt werden kann.
Claims (21)
1. Temperatursensor mit einer auf einem Trägersubstrat
aufgebrachten, Platin enthaltenden, temperaturempfind
lichen Schicht, dadurch gekennzeichnet, daß die
Schicht in Oxidkeramik fein verteiltes metallisches
Platin enthält.
2. Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Schicht metallisches Platin mit einem Anteil von
60 bis 90 Gew.-% enthält.
3. Sensor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der Oxidanteil der temperaturempfindlichen Schicht
(7) ein Oxidgemisch aus Silizium, Aluminium und Erdal
kalioxid, insbesondere Kalziumoxid ist.
4. Sensor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
im Oxidgemisch Siliziumoxid in einem Bereich von 45
bis 50 Gew.-%, Aluminiumoxid zu 30 bis 35 Gew.-% und
als Rest Erdalkalioxid vorliegt.
5. Sensor nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet,
daß das Oxidgemisch 18 bis 20% Erdalkalioxid sowie Rest
Siliziumoxid und Aluminiumoxid enthält.
6. Sensor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die temperaturempfindliche Schicht
(7) auf dem Trägersubstrat (1) aufgebrannt ist.
7. Sensor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die temperaturempfindliche Schicht
(7) eine kompakte, glasartige Morphologie aufweist.
8. Sensor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß auf dem Trägersubstrat (1) ein
Sauerstoffsensor (2) sowie ein durch die temperatur
empfindliche Schicht (7) geregelter Heizleiter (6)
aufgebracht sind.
9. Sensor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß
der Heizleiter (6) auf der den Sauerstoffsensor (2)
und die temperaturempfindliche Schicht (7) tragenden
Fläche (3) abgewandten Fläche (4) des Trägersubstrats
(1) aufgebracht ist.
10. Verfahren zur Herstellung eines Temperatursensors,
wobei eine Platin enthaltende Schicht auf einem Trä
gersubstrat aufgebracht wird, dadurch gekennzeichnet,
daß Platin-Pulver, Oxide und Bindemittel miteinander
vermischt und nach dem Auftragen der Schicht auf dem
Trägersubstrat mit diesen getempert werden.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
daß als Bindemittel zumindestens ein Öl verwendet
wird.
12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekenn
zeichnet, daß Platin-Pulver vermischt mit organischem
Binder und Lösungsmittel als Paste verwendet wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch
gekennzeichnet, daß zur Konsistenzeinstellung ein
Verdünner mit eingemischt wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch
gekennzeichnet, daß der Oxidanteil als Silizium, Alu
minium- und Erdalkalioxidgemisch eingesetzt wird.
15. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Oxidgemisch mit Siliziumoxid in einem Bereich
von 45 bis 50 Gew.-%, Aluminiumoxid zu 30 bis 35
Gew.-% und Rest Erdalkalioxid, insbesondere Kalziumoxid,
(auf das Gesamtoxidgewicht bezogen) verwendet wird.
16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekenn
zeichnet, daß ein Oxidgemisch mit einem Oxidanteil
von 18 bis 20% Erdalkalioxid sowie Rest Siliziumoxid
und Aluminiumoxid (bezogen auf das Gesamtoxidgewicht)
eingesetzt wird.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 16, dadurch
gekennzeichnet, daß Oxid mit einem Anteil von 14 bis 20
Gew.-% am Gesamtgemischgewicht eingesetzt wird.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 17, dadurch
gekennzeichnet, daß Platinpaste mit 65 bis 70 Gew.-%,
Öl und Verdünner mit jeweils 5 bis 10 Gew.-% und Rest
Oxid miteinander vermischt werden.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 18, dadurch
gekennzeichnet, daß die Temperung bis zu einer Temperatur
zwischen 1300 und 1350 Grad/Celsius erfolgt.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 19, dadurch
gekennzeichnet, daß die Heiztemperaturführung im wesent
lichen gleichmäßig ansteigend und in gleicher Weise
abfallend erfolgt mit einer endlichen Haltezeit bei der
maximalen Temper-Temperatur.
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 20, dadurch
gekennzeichnet, daß im Bereich von 300 bis 400 Grad/
Celsius eine Haltezeit zur vollständigen Verbrennung
organischer Binderanteile der Schicht eingehalten wird.
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