JP2003194766A - Oxygen sensor and manufacturing method thereof - Google Patents

Oxygen sensor and manufacturing method thereof

Info

Publication number
JP2003194766A
JP2003194766A JP2001393210A JP2001393210A JP2003194766A JP 2003194766 A JP2003194766 A JP 2003194766A JP 2001393210 A JP2001393210 A JP 2001393210A JP 2001393210 A JP2001393210 A JP 2001393210A JP 2003194766 A JP2003194766 A JP 2003194766A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
solid electrolyte
zirconia
ceramic green
oxygen sensor
green sheet
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.)
Granted
Application number
JP2001393210A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3748408B2 (en
Inventor
Koji Tokunaga
浩治 徳永
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kyocera Corp filed Critical Kyocera Corp
Priority to JP2001393210A priority Critical patent/JP3748408B2/en
Publication of JP2003194766A publication Critical patent/JP2003194766A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3748408B2 publication Critical patent/JP3748408B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Measuring Oxygen Concentration In Cells (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the problem that high strength in junction strength and high strength in solid electrolyte are required to the junction strength of solid electrolyte and a platinum electrode and strength in solid electrolyte, and reduction in the lamination count in the manufacture of a ceramic green sheet or that in the cracks of the ceramic green sheet itself, are required. <P>SOLUTION: In the oxygen sensor that comprises zirconia solid electrolyte while a porous electrode is formed against both the sides of the main surface, there are at least two peaks in the grain size of the crystal particle of zirconia for forming the solid electrolyte, the first peak ranges from 0.15 to 0.25 μm, the second peak ranges from 0.25 to 0.35 μm, and the difference of the two peaks ranges from 0.03 to 0.2 μm. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車等の内燃機
関における空気と燃料の比率を制御するための酸素セン
サとその製造方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an oxygen sensor for controlling the ratio of air to fuel in an internal combustion engine such as an automobile and a method for manufacturing the oxygen sensor.

【0002】[0002]

【従来の技術】現在、自動車等の内燃機関においては、
排出ガス中の酸素濃度を検出して、その検出値に基づい
て内燃機関に供給する空気および燃料供給量を制御する
ことにより、内燃機関からの有害物質、例えばCO、H
C、NOxを低減させる方法が採用されている。
2. Description of the Related Art Currently, in internal combustion engines such as automobiles,
By detecting the oxygen concentration in the exhaust gas and controlling the supply amount of air and fuel supplied to the internal combustion engine based on the detected value, harmful substances such as CO and H from the internal combustion engine can be controlled.
A method of reducing C and NOx is adopted.

【0003】このような酸素濃度を検出する酸素センサ
として、図3に示すように酸素イオン導電性を有するジ
ルコニアを主分とする固体電解質3に、保護層として作
用するセラミック多孔質層15を介して外気と接する測
定電極4と、空気導入孔7に面した基準電極5を形成
し、さらに固体電解質3の内部にPt等からなる発熱体
13を埋設した薄いセラミック絶縁層11からなるヒー
タ部を一体化した酸素センサ素子が提案されている(特
開平2−276857号)。
As an oxygen sensor for detecting such oxygen concentration, as shown in FIG. 3, a solid electrolyte 3 mainly containing zirconia having oxygen ion conductivity is provided with a ceramic porous layer 15 acting as a protective layer. And a measurement electrode 4 in contact with the outside air, a reference electrode 5 facing the air introduction hole 7, and a heater portion composed of a thin ceramic insulating layer 11 in which a heating element 13 made of Pt or the like is embedded in the solid electrolyte 3. An integrated oxygen sensor element has been proposed (JP-A-2-276857).

【0004】また、図4に示すように、酸素イオン導電
性を有するジルコニアを主分とする固体電解質3に白金
を主成分とする測定電極4および基準電極5が形成され
たセンサ基板2と、発熱部12を有するアルミナからな
るヒータ基板10が隙間を介して配置するとともに、該
隙間に多孔質セラミック層19が配置されており、この
ような酸素センサ1においてはヒータの発熱による熱が
多孔質セラミック層19を伝わりセンサ基板2が過熱さ
れる仕組みとなっている。
Further, as shown in FIG. 4, a sensor substrate 2 in which a measuring electrode 4 containing platinum as a main component and a reference electrode 5 are formed on a solid electrolyte 3 mainly containing zirconia having oxygen ion conductivity, The heater substrate 10 made of alumina having the heat generating portion 12 is arranged via a gap, and the porous ceramic layer 19 is arranged in the gap. In such an oxygen sensor 1, the heat generated by the heater is porous. The sensor substrate 2 is overheated through the ceramic layer 19.

【0005】この多孔質セラミック層は、センサ基板2
とヒータ基板10の隙間にセラミックグリーンシートで
挿入するか、またはペーストを充填した後、センサ基板
2とヒータ基板10と多孔質セラミック層19とを同時
に焼成して作製される(特願平4−329352号)。
This porous ceramic layer is used for the sensor substrate 2
It is manufactured by inserting a ceramic green sheet into the gap between the heater substrate 10 and the heater substrate 10 or filling a paste with the paste, and then simultaneously firing the sensor substrate 2, the heater substrate 10 and the porous ceramic layer 19 (Japanese Patent Application No. 4- 329352).

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記酸素
センサにおいては、固体電解質3と測定電極4、基準電
極5との接合強度を良くするとともに、固体電解質自体
の高強度化が望まれている。さらに、固体電解質3をな
すセラミックグリーンシートの作製においてセラミック
グリーンシートの積層回数の削減またセラミックグリー
ンシート自体のクラックの削減が望まれている。
However, in the above oxygen sensor, it is desired to improve the bonding strength between the solid electrolyte 3 and the measurement electrode 4 and the reference electrode 5 and to increase the strength of the solid electrolyte itself. Further, it is desired to reduce the number of laminations of the ceramic green sheets and the cracks in the ceramic green sheets themselves in the production of the ceramic green sheets forming the solid electrolyte 3.

【0007】また、固体電解質3についてはセラミック
グリーンシートの積層を行うが、これまでアクリル、ブ
チラール等の樹脂を用いセラミックグリーンシートを作
製してきたが、固体電解質3として用いるジルコニア原
料として共沈原料を用いるため原料粒径が非常に細か
く、セラミックグリーンシートを形成する際の乾燥収縮
が大きくなるため乾燥時にセラミックグリーンシートに
クラックが発生しやすかった。このため、セラミックグ
リーンシートの厚みを100μm以下でしか作製でき
ず、その厚みを100μm以上にしたときはセラミック
グリーンシートにクラックが生じていた。
As for the solid electrolyte 3, ceramic green sheets are laminated, and although the ceramic green sheets have been manufactured using resins such as acrylic and butyral, the coprecipitation raw material is used as the zirconia raw material used as the solid electrolyte 3. Since the raw material has a very small particle size and the drying shrinkage when forming the ceramic green sheet is large, cracks are likely to occur in the ceramic green sheet during drying. Therefore, the ceramic green sheet can be produced only when the thickness is 100 μm or less, and when the thickness is 100 μm or more, the ceramic green sheet is cracked.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明は、ジルコニア固
体電解質の両主面に対向するように多孔質電極が形成さ
れた酸素センサにおいて、前記固体電解質を成すジルコ
ニアの結晶粒子の粒径分布が少なくとも2つのピークを
有し、第一のピークが0.15〜0.25μmにあり、
第二のピークが0.25〜0.35μmにあり、かつ2
つのピークの差が0.03〜0.2μmであることを特
徴とする。
Means for Solving the Problems The present invention provides an oxygen sensor in which a porous electrode is formed so as to face both main surfaces of a zirconia solid electrolyte, and the particle size distribution of crystal particles of zirconia forming the solid electrolyte is Has at least two peaks with the first peak at 0.15-0.25 μm,
The second peak is at 0.25 to 0.35 μm, and 2
The difference between the two peaks is 0.03 to 0.2 μm.

【0009】また、ジルコニア固体電解質の両主面に対
向するように多孔質電極が形成された酸素センサであっ
て、比表面積12〜18m2/gの第一のジルコニア原
料20〜80質量%と、比表面積3〜10m2/gの第
二のジルコニア原料80〜20質量%とを混合して作製
したジルコニア固体電解質からなるセラミックグリーン
シートを基材として、該セラミックグリーンシート上に
多孔質電極を形成する工程を含むことを特徴とする。
Further, there is provided an oxygen sensor in which a porous electrode is formed so as to face both main surfaces of a zirconia solid electrolyte, wherein the first zirconia raw material has a specific surface area of 12 to 18 m 2 / g and 20 to 80 mass%. , A ceramic green sheet made of a zirconia solid electrolyte prepared by mixing 80 to 20% by mass of a second zirconia raw material having a specific surface area of 3 to 10 m 2 / g as a base material, and a porous electrode on the ceramic green sheet. It is characterized by including a step of forming.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下、本発明の酸素センサの基本
構造の一例を示す分解斜視図を図1に、その斜視図およ
び断面図を図2に示した。
1 is an exploded perspective view showing an example of the basic structure of an oxygen sensor of the present invention, and FIG. 2 is a perspective view and a sectional view thereof.

【0011】この酸素センサ1は、一般的に理論空撚比
センサ(λセンサ)素子と呼ばれるもので、センサ基板
2はジルコニアからなる酸素イオン導電性を有する固体
電解質3からなり、先端が封止された平板状の中空体で
あって、空気などの基準ガスと接触する基準電極5が中
空体内部に被着形成されている。
This oxygen sensor 1 is generally called a theoretical air-twisting ratio sensor (λ sensor) element. The sensor substrate 2 is made of a solid electrolyte 3 made of zirconia and having oxygen ion conductivity, and its tip is sealed. A reference electrode 5 that is a flat plate-shaped hollow body that is in contact with a reference gas such as air is deposited and formed inside the hollow body.

【0012】また、中空体の外部には基準電極5と対向
する位置に、排気ガスなどの被測定ガスと接触する測定
電極4が形成されている。なお、基準電極5および測定
電極4はいずれも多孔質の白金電極からなる。この場
合、排気ガスによる測定電極4の被毒を防止する観点か
ら、測定電極4表面には電極保護層としてセラミック多
孔質層15が形成されている。
A measuring electrode 4 is formed outside the hollow body at a position facing the reference electrode 5 so as to come into contact with a measured gas such as exhaust gas. Both the reference electrode 5 and the measurement electrode 4 are porous platinum electrodes. In this case, a ceramic porous layer 15 is formed on the surface of the measurement electrode 4 as an electrode protection layer from the viewpoint of preventing poisoning of the measurement electrode 4 by exhaust gas.

【0013】このセンサ基板2には、図2に示すように
発熱体12を埋設したアルミナからなるヒータ基板10
が固定されている。
As shown in FIG. 2, the sensor substrate 2 has a heater substrate 10 made of alumina in which a heating element 12 is embedded.
Is fixed.

【0014】本発明の酸素センサは、セラミックグリー
ンシートの厚膜化、さらにクラックの発生を抑制するた
めに固体電解質3の材料を、比表面積12〜18m2
gの第一のジルコニア原料20〜80質量%と、比表面
積3〜10m2/gの第二のジルコニア原料80〜20
質量%とを混合して作製した。原料をこのように調整す
ることにより、100〜200μm厚みのテープを成形
した際のテープへのクラックの発生を防止することがで
きた。
In the oxygen sensor of the present invention, the material of the solid electrolyte 3 is made to have a specific surface area of 12 to 18 m 2 / in order to increase the thickness of the ceramic green sheet and suppress the occurrence of cracks.
g of the first zirconia raw material 20 to 80% by mass, and a specific surface area of 3 to 10 m 2 / g of the second zirconia raw material 80 to 20
It was prepared by mixing with% by mass. By adjusting the raw materials in this way, it was possible to prevent the occurrence of cracks in the tape when a tape having a thickness of 100 to 200 μm was formed.

【0015】比表面積の大きなジルコニア原料は非常に
原料の粒径が細かく、この原料を溶媒に分散させるには
多くの溶媒を必要とし、セラミックグリーンシートを得
るために溶媒を乾燥させるとき、収縮が大きくなりセラ
ミックグリーンシートにクラックが発生しやすくなる。
また、乾燥収縮によるクラックの発生は、セラミックグ
リーンシートの厚みが厚くなればなるほど顕著であっ
た。これに対し、上記のように比表面積が比表面積が1
2〜18m2/gのジルコニア原料と3〜10m2/gの
ジルコニア原料を混合することにより、前記乾燥収縮を
小さくすることができ、セラミックグリーンシートへの
クラックの発生を防止することができると同時に、従来
は50μm程度の厚みのセラミックグリーンシートしか
成形できなかったものを200μm程度までクラックの
発生なしで成形できるようになった。
The zirconia raw material having a large specific surface area has a very small particle diameter, and a large amount of solvent is required to disperse the raw material in the solvent. When the solvent is dried to obtain a ceramic green sheet, shrinkage occurs. The size of the ceramic green sheet becomes large and cracks are easily generated in the ceramic green sheet.
Further, the generation of cracks due to drying shrinkage was more remarkable as the thickness of the ceramic green sheet increased. On the other hand, as described above, the specific surface area is 1
By mixing 2 to 18 m 2 / g of zirconia raw material and 3 to 10 m 2 / g of zirconia raw material, it is possible to reduce the drying shrinkage and prevent the occurrence of cracks in the ceramic green sheet. At the same time, it has become possible to form a ceramic green sheet having a thickness of about 50 μm in the past up to about 200 μm without cracks.

【0016】また、これにより、従来は酸素センサを構
成するひとつの固体電解質層を3〜4層構成にして積層
する必要があった(不図示)ものを、2層積層で目標厚
みの固体電解質層を加工できるようになった。
As a result, the solid electrolyte layer of the oxygen sensor, which has conventionally been required to be laminated in the form of 3 to 4 layers (not shown), is a solid electrolyte having a target thickness of 2 layers. The layers can now be processed.

【0017】そして、こうして作製した本発明の酸素セ
ンサ1の固体電解質3の破断面の結晶粒径を確認したと
ころ、図6に示すように、前記固体電解質3を成すジル
コニアの結晶粒子の粒径分布のピークが少なくとも2つ
存在し、第一のピークが0.15〜0.25μmにあ
り、第二のピークが0.25〜0.35μmであり、か
つ2つのピークの差が0.03〜0.2μmであること
が判った。また、固体電解質3の結晶粒径をこのように
調整することにより、同時に固体電解質3の4点曲げ強
度を向上させることができた。
Then, the crystal grain size of the fracture surface of the solid electrolyte 3 of the oxygen sensor 1 of the present invention thus produced was confirmed. As shown in FIG. 6, the grain size of the zirconia crystal grains forming the solid electrolyte 3 was confirmed. There are at least two distribution peaks, the first peak is at 0.15-0.25 μm, the second peak is at 0.25-0.35 μm, and the difference between the two peaks is 0.03. It was found to be 0.2 μm. Further, by adjusting the crystal grain size of the solid electrolyte 3 in this way, the four-point bending strength of the solid electrolyte 3 could be improved at the same time.

【0018】本発明で用いたジルコニア原料は、一般の
セラミックスに比較して原料の比表面積が非常に大きい
ので焼成時に緻密化し難く、ジルコニアの表面から焼結
が進むと結晶粒界に気泡が残留しやすい傾向があり、こ
の気泡がジルコニアからなる固体電解質3の磁器強度を
低下させる原因となっていた。これに対し、本発明のよ
うにジルコニア原料の粒径を粒度配合することにより、
結晶粒子間に気泡が残留し難くなったものと推定してい
る。
The zirconia raw material used in the present invention has a very large specific surface area as compared with general ceramics, so it is difficult to densify it during firing, and when sintering progresses from the surface of zirconia, bubbles remain at the grain boundaries. The bubbles tended to occur easily, and this bubble was a cause of lowering the porcelain strength of the solid electrolyte 3 made of zirconia. On the other hand, by blending the particle size of the zirconia raw material as in the present invention,
It is presumed that it became difficult for bubbles to remain between the crystal grains.

【0019】ここで、固体電解質3の結晶粒径の測定方
法について説明する。まず、固体電解質3を破断しその
断面について20000倍の電子顕微鏡(SEM)写真
を撮影し、この電子顕微鏡写真を画像解析することによ
りジルコニアの結晶粒径分布を測定した。結晶粒径の評
価は、結晶粒径を円相当径に換算して計算上0.001
μm単位で評価し、データ数が1000個を越えるまで
集計した。また、データ処理する上での粒径のピッチ
(間隔)は、0.01〜0.04μmとすることが好ま
しい。0.01μmより小さなピッチで整理すると、結
晶粒径分布のバラツキが大きくなり分布を確認できなく
なるので好ましくない。また、0.04μmを越えるピ
ッチでデータをまとめると、結晶粒径分布が大まかにな
り、原料粒径の異なるジルコニア原料を用いた粒径分布
を分離して確認できなくなる場合がある。
Here, a method for measuring the crystal grain size of the solid electrolyte 3 will be described. First, the solid electrolyte 3 was fractured, and a cross-section was taken of an electron microscope (SEM) photograph at a magnification of 20000. The electron microscope photograph was image-analyzed to measure the grain size distribution of zirconia. The crystal grain size was calculated by converting the crystal grain size into a circle equivalent diameter and calculating 0.001.
The evaluation was performed in μm unit, and the data was counted until the number exceeded 1000. Further, the pitch (interval) of particle diameters in data processing is preferably 0.01 to 0.04 μm. Arranging with a pitch smaller than 0.01 μm is not preferable because the variation of the crystal grain size distribution becomes large and the distribution cannot be confirmed. In addition, when the data is summarized at a pitch exceeding 0.04 μm, the crystal grain size distribution becomes rough, and it may not be possible to separately confirm the grain size distribution using zirconia raw materials having different raw material grain sizes.

【0020】また、本発明の酸素センサは図3,4に示
すような構造のものでもよく、あるいは図5に示す空燃
比センサ1を用いることもできる。この空燃比センサ1
は、平板状の固体電解質3に排気ガスを取り込みための
拡散孔20と呼ばれる小さな孔が開けられており、その
両面に測定電極4と基準電極5とからなる一対の白金電
極が形成されると同時に、固体電解質3で空間部16が
形成されたポンピングセルが形成されている。また、上
記の空間部16を挟んで形成されている固体電解質3の
両面にセンシングセルと呼ばれる一対の測定電極4と基
準電極5が形成された構造を有する。この時、基準電極
は空気導入孔を通して大気と接触される。上述の空間部
は、セルの強度を持たせるため多孔質のセラミックを充
填することもできる。
The oxygen sensor of the present invention may have the structure shown in FIGS. 3 and 4, or the air-fuel ratio sensor 1 shown in FIG. 5 may be used. This air-fuel ratio sensor 1
Has a small hole called a diffusion hole 20 for taking in exhaust gas in the plate-shaped solid electrolyte 3, and when a pair of platinum electrodes composed of a measurement electrode 4 and a reference electrode 5 are formed on both surfaces thereof. At the same time, a pumping cell in which the space 16 is formed by the solid electrolyte 3 is formed. Further, it has a structure in which a pair of measurement electrodes 4 and reference electrodes 5 called sensing cells are formed on both surfaces of the solid electrolyte 3 formed with the space 16 interposed therebetween. At this time, the reference electrode is brought into contact with the atmosphere through the air introduction hole. The above-mentioned space may be filled with a porous ceramic in order to provide the strength of the cell.

【0021】一方、酸素センサ1のヒータ基板10は、
上記のセンサ基板2と同じ平板形状を有し、アルミナを
主成分とするセラミック絶縁体11中にW、Mo、Re
等からなる発熱体12が埋設されている。本発明におい
ては、センサ基板2を効率良く過熱するために、発熱体
12からセンサ基板2に接するヒータ基板10表面まで
の距離としては200〜600μmであることが好まし
い。この距離が200μmより薄いとヒータ基板10の
耐熱性が悪くなる。また、この距離が600μmを超え
るとヒータ基板10からセンサ基板2への熱の伝達が悪
くなり、その結果センサ基板2のガス応答性が悪くな
る。発熱体12からセンサ基板2に接するヒータ基板1
0表面までの距離としては、特に300〜400μmが
望ましい。
On the other hand, the heater substrate 10 of the oxygen sensor 1 is
It has the same flat plate shape as the sensor substrate 2 described above, and contains W, Mo, Re in a ceramic insulator 11 containing alumina as a main component.
A heating element 12 made of, for example, is buried. In the present invention, in order to efficiently overheat the sensor substrate 2, the distance from the heating element 12 to the surface of the heater substrate 10 in contact with the sensor substrate 2 is preferably 200 to 600 μm. If this distance is less than 200 μm, the heat resistance of the heater substrate 10 deteriorates. Further, if this distance exceeds 600 μm, the heat transfer from the heater substrate 10 to the sensor substrate 2 deteriorates, and as a result, the gas responsiveness of the sensor substrate 2 deteriorates. Heater substrate 1 in contact with sensor substrate 2 from heating element 12
The distance to the 0 surface is particularly preferably 300 to 400 μm.

【0022】また、ヒータ基板10の厚みとして0.7
〜2mm、特に1〜1.5mmが強度の観点から好まし
い。ヒータ基板10が0.7mmより薄くなると基板の
強度が低くなり、2mmを超えるとヒータ基板10およ
びそれに隣接するセンサ基板2を加熱するため大きな電
気量が必要になるため好ましくない。
The thickness of the heater substrate 10 is 0.7.
˜2 mm, especially 1 to 1.5 mm is preferable from the viewpoint of strength. If the thickness of the heater substrate 10 is less than 0.7 mm, the strength of the substrate is low, and if it exceeds 2 mm, the heater substrate 10 and the sensor substrate 2 adjacent thereto are heated, and a large amount of electricity is required, which is not preferable.

【0023】さらに、本発明には他の酸素センサ1構造
として、固体電解質3の両面に一対の電極と排気ガスを
取り込むための小さな孔8が形成されたようなポンピン
グセルを有するリーンバーンセンサの構造も含まれる。
Further, another oxygen sensor 1 structure of the present invention is a lean burn sensor having a pumping cell in which a pair of electrodes and a small hole 8 for taking in exhaust gas are formed on both surfaces of a solid electrolyte 3. The structure is also included.

【0024】次に、センサ基板2の構成エレメントにつ
いて説明する。
Next, the constituent elements of the sensor substrate 2 will be described.

【0025】本発明の酸素センサ1によれば、排気ガス
と直接接する測定電極4表面には排気ガス中の被毒物質
から測定電極4を保護する役目と、もう一つは空燃比セ
ンサのように固体電解質3で囲まれた空間内へのガスの
拡散量を制御する目的から厚さ10〜800μmで、気
孔率が10〜50%のジルコニア、アルミナ、γ-アル
ミナおよびスピネル等からなるセラミック多孔質層15
が設けられている。このセラミック多孔質層15の厚み
が10μmより薄いか、あるいは気孔率が50%を超え
ると、電極被毒物質P、Si等が容易に測定電極4に達
して電極性能が悪くなる。それに対して、セラミック多
孔質15の厚みが800μmを超えるか、あるいは気孔
率が10%より小さくなるとガスのセラミック多孔質層
15中の拡散速度が遅くなり、酸素センサ1のガス応答
性が悪くなる。特に、セラミック多孔質層15の厚みと
しては気孔率にもよるが、100〜500μmが優れ
る。
According to the oxygen sensor 1 of the present invention, the surface of the measuring electrode 4 which is in direct contact with the exhaust gas has a function of protecting the measuring electrode 4 from poisonous substances in the exhaust gas, and the other is the air-fuel ratio sensor. For the purpose of controlling the amount of gas diffusion into the space surrounded by the solid electrolyte 3, a ceramic porous layer made of zirconia, alumina, γ-alumina, spinel, etc. having a thickness of 10 to 800 μm and a porosity of 10 to 50%. Stratum 15
Is provided. If the thickness of the ceramic porous layer 15 is less than 10 μm or the porosity exceeds 50%, the electrode poisoning substances P, Si, etc. easily reach the measurement electrode 4 and the electrode performance deteriorates. On the other hand, if the thickness of the ceramic porous layer 15 exceeds 800 μm or the porosity becomes less than 10%, the diffusion rate of gas in the ceramic porous layer 15 becomes slow and the gas responsiveness of the oxygen sensor 1 deteriorates. . Particularly, the thickness of the ceramic porous layer 15 is preferably 100 to 500 μm, though it depends on the porosity.

【0026】固体電解質3の表面に被着形成される基準
電極5、測定電極4は、いずれも白金、あるいは白金
と、ロジウム、パラジウム、ルテニウムおよび金の群か
ら選ばれる1種との合金が用いられる。また、センサ動
作時の基準電極5、測定電極4中の金属の粒成長を防止
する目的と、応答性に係わる金属粒子と固体電解質3と
気体との、いわゆる3相界面の接点を増大する目的で、
上述の固体電解質3成分を1〜50体積%、特に10〜
30体積%の割合で上記電極中に混合してもよい。
The reference electrode 5 and the measuring electrode 4 deposited on the surface of the solid electrolyte 3 are both made of platinum or an alloy of platinum and one kind selected from the group of rhodium, palladium, ruthenium and gold. To be Further, the purpose of preventing the grain growth of the metal in the reference electrode 5 and the measurement electrode 4 during the sensor operation, and the purpose of increasing the contact point of the so-called three-phase interface between the metal particles, the solid electrolyte 3, and the gas, which are responsible for the responsiveness. so,
1 to 50% by volume, particularly 10 to 3% by volume of the above-mentioned solid electrolyte
You may mix in the said electrode in the ratio of 30 volume%.

【0027】上記電極の形状としては、四角形でも楕円
形でもよい。また、電極の厚みとしては、3〜20μ
m、特に5〜10μmが好ましい。
The shape of the electrodes may be square or elliptical. The thickness of the electrode is 3 to 20 μm.
m, especially 5 to 10 μm is preferable.

【0028】ヒータ基板10に埋設された発熱体12
は、耐熱性と製造コストの関係からW、Mo、Reの一
種以上から構成されることが望ましい。発熱体12の組
成は、発熱容量と昇温速度により好適に選択すればよ
い。この場合、発熱体12とリード部13の抵抗比率は
室温において、9:1〜7:3の範囲に制御することが
好ましい。発熱体12の構造としては、左右で折り返す
構造と長手方向で折り返す構造のいずれも用いることが
可能である。
A heating element 12 embedded in the heater substrate 10.
Is preferably composed of one or more of W, Mo and Re from the viewpoint of heat resistance and manufacturing cost. The composition of the heating element 12 may be appropriately selected depending on the heating capacity and the temperature rising rate. In this case, it is preferable to control the resistance ratio between the heating element 12 and the lead portion 13 in the range of 9: 1 to 7: 3 at room temperature. As the structure of the heating element 12, it is possible to use either a structure folded back to the left or the right or a structure folded back in the longitudinal direction.

【0029】ヒータ基板10としては、アルミナを主成
分として、焼結性を改善する目的でMg、Ca、Siを
総和で1〜10重量%添加することが出来るが、Na、
K等はマイグレーションしてヒータ基板の電気絶縁性を
悪くするため0.1重量%以下に制御する必要がある。
The heater substrate 10 contains alumina as a main component, and Mg, Ca, and Si may be added in a total amount of 1 to 10% by weight for the purpose of improving sinterability.
K or the like migrates and deteriorates the electric insulation of the heater substrate, so it is necessary to control the content to 0.1% by weight or less.

【0030】次に、本発明の酸素センサ1の製造方法に
ついて、図3の酸素センサ1の製造方法を例にして説明
する。
Next, a method of manufacturing the oxygen sensor 1 of the present invention will be described by taking the method of manufacturing the oxygen sensor 1 of FIG. 3 as an example.

【0031】まず、図1に示すような一端が封止された
中空の平板状のセンサ基板2を作製する方法について図
5を用いて詳述する。ジルコニアからなるセラミックグ
リーンシートはジルコニア等の酸素イオン伝導性を有す
るセラミック固体電解質粉末に対して、適宜、成形用有
機バインダーを添加してドクターブレード法や、押出成
形や、静水圧成形(ラバープレス)あるいはプレス形成
などの周知の方法により作製される。
First, a method for manufacturing the hollow flat sensor substrate 2 with one end sealed as shown in FIG. 1 will be described in detail with reference to FIG. A ceramic green sheet made of zirconia is a doctor blade method, extrusion molding, or hydrostatic molding (rubber press) by appropriately adding a molding organic binder to a ceramic solid electrolyte powder having oxygen ion conductivity such as zirconia. Alternatively, it is produced by a known method such as press forming.

【0032】この時、用いられる固体電解質粉末として
は、ジルコニア粉末に対して、安定化剤としてY23
よびYb23、Sc23、Sm23、Nd23、Dy2
3等の希土類酸化物粉末を酸化物換算で1〜30モル
%、好ましくは3〜15モル%の割合で添加した混合粉
末、あるいはジルコニアと上記安定化剤との共沈原料粉
末が用いられる。また、ZrO2中のZrを1〜20原
子%をCeで置換したZrO2粉末、または共沈原料を
用いることもできる。さらに、焼結性を改善する目的
で、上記固体電解質粉末に、Al23やSiO2を5質
量%以下、特に2重量%以下の割合で添加することも可
能である。ここでセラミックグリーンシートの圧膜化さ
らにクラックの抑制のためのジルコニアの粒配状態に付
いて述べる。第一のジルコニアの比表面積を12〜18
2/gのものを用いて20〜80質量%第二のジルコ
ニアの比表面積を3〜10m2/gのものを用い80〜
20質量%の間で混合しスラリーを作製しセラミックグ
リーンシートを得る。さらにこのセラミックグリーンシ
ートを積層し適宜な厚みのシートにする。
At this time, the solid electrolyte powder used is zirconia powder, and Y 2 O 3 and Yb 2 O 3 , Sc 2 O 3 , Sm 2 O 3 , Nd 2 O 3 and Dy are used as stabilizers. 2
A mixed powder in which a rare earth oxide powder such as O 3 is added in an amount of 1 to 30 mol%, preferably 3 to 15 mol% in terms of oxide, or a coprecipitated raw material powder of zirconia and the above stabilizer is used. . Further, it is also possible to use a ZrO 2 powder in which 1 to 20 atomic% of Zr in ZrO 2 is replaced with Ce, or a coprecipitation raw material. Further, for the purpose of improving the sinterability, Al 2 O 3 or SiO 2 can be added to the solid electrolyte powder in an amount of 5% by mass or less, particularly 2% by weight or less. Here, the grain distribution state of zirconia for forming the ceramic green sheet into a pressure film and suppressing cracks will be described. The specific surface area of the first zirconia is 12 to 18
80 used as the specific surface area of 20 to 80 wt% second zirconia 3 to 10 m 2 / g, using those m 2 / g
A ceramic green sheet is obtained by mixing 20% by mass to prepare a slurry. Further, the ceramic green sheets are laminated to form a sheet having an appropriate thickness.

【0033】次に、上記のセラミックグリーンシートの
両面に、それぞれ測定電極4よび基準電極5となるパタ
ーンを例えば、白金を含有する導電性ペーストを用いて
スラリーデッィプ法、あるいはスクリーン印刷、パット
印刷、ロール転写で形成した後、図5では省略したが、
排気ガスと直接接する測定電極4表面にこれを保護する
ためジルコニア、アルミナ、γ-アルミナおよびスピネ
ル等からなるセラミック多孔質層15を、同様にスラリ
ーデッィプ法、あるいはスクリーン印刷、パット印刷、
ロール転写で形成する。
Next, on both surfaces of the above-mentioned ceramic green sheet, patterns to serve as the measurement electrode 4 and the reference electrode 5, respectively, are formed by using a conductive paste containing platinum, for example, by a slurry dip method, screen printing, pad printing, roll. After forming by transfer, although omitted in FIG. 5,
In order to protect the surface of the measurement electrode 4 that is in direct contact with the exhaust gas, a ceramic porous layer 15 made of zirconia, alumina, γ-alumina, spinel, etc. is similarly formed by the slurry dip method, screen printing, pad printing,
It is formed by roll transfer.

【0034】この後、上記の測定電極4、基準電極5等
を印刷したセラミックグリーンシートを、図2に従いア
クリル樹脂や有機溶媒などの接着剤をセラミックグリー
ンシート間に介在させるか、あるいはローラ等で圧力を
加えながら機械的に接着することにより検知素子基板の
積層体を作製する。
Thereafter, the ceramic green sheets on which the measurement electrodes 4 and the reference electrodes 5 are printed are interleaved with an adhesive such as an acrylic resin or an organic solvent according to FIG. 2 or by a roller or the like. A laminate of sensing element substrates is produced by mechanically adhering while applying pressure.

【0035】検知素子基板の焼成は、大気中または不活
性ガス雰囲気中、1300℃〜1500℃の温度範囲で
1〜10時間行う。この際、焼成時のセンサ基板2の反
りを抑制するため、錘として平滑なアルミナ等の基板を
積層体の上に置くことによりそり量を低減することが出
来る。
The firing of the sensing element substrate is carried out in the air or an inert gas atmosphere at a temperature range of 1300 ° C. to 1500 ° C. for 1 to 10 hours. At this time, in order to suppress warpage of the sensor substrate 2 during firing, the amount of warpage can be reduced by placing a smooth substrate such as alumina as a weight on the laminate.

【0036】次に、図5に示すヒータ基板10の作製法
について説明する。
Next, a method of manufacturing the heater substrate 10 shown in FIG. 5 will be described.

【0037】アルミナのセラミックグリーンシートはア
ルミナ粉末に、適宜、成形用有機バインダーを添加して
ドクターブレード法や、押出成形や、静水圧成形(ラバ
ープレス)あるいはプレス形成などの周知の方法により
作製する。この際、アルミナ粉末としては、アルミナを
主成分として、焼結性を改善する目的でMg、Ca、S
iを総和で1〜10重量%添加した粉末が好適に用いら
れる。
A ceramic green sheet of alumina is produced by adding a molding organic binder to alumina powder by a well-known method such as a doctor blade method, extrusion molding, hydrostatic molding (rubber press) or press molding. . At this time, as the alumina powder, alumina, as a main component, is used for the purpose of improving sinterability.
A powder to which i is added in a total amount of 1 to 10% by weight is preferably used.

【0038】上記のセラミックグリーンシートの片面に
W、Mo、Re等を含有する導電性ペーストを用いてス
ラリーデッィプ法、あるいはスクリーン印刷、パット印
刷、ロール転写で発熱体パターン形成した後、アクリル
樹脂や有機溶媒などの接着剤を介在させてセラミックグ
リーンシートを接着させるか、あるいはローラ等で圧力
を加えながら機械的に接着することによりヒータ基板1
0の積層体を図2に従い作製する。この際、発熱体12
の印刷は上述のようにS1/a比が焼成後所定の比率に
なるように印刷することが重要である。
On one surface of the above-mentioned ceramic green sheet, a conductive paste containing W, Mo, Re or the like is used to form a heating element pattern by a slurry dip method, screen printing, pad printing or roll transfer. The heater substrate 1 is formed by adhering the ceramic green sheets with an adhesive such as a solvent interposed therebetween, or by mechanically adhering them while applying pressure with a roller or the like.
A laminated body of 0 is manufactured according to FIG. At this time, the heating element 12
It is important that the printing is performed so that the S1 / a ratio becomes a predetermined ratio after firing as described above.

【0039】ヒータ基板10の焼成は、発熱体12の酸
化を防止する観点から水素等と含有するフォーミング等
の還元ガス雰囲気中、1400℃〜1600℃の温度範
囲で5〜10時間行う。この際、焼成時のヒータ基板1
0の反りを抑制するため、錘として平滑なアルミナ等の
基板を積層体の上に加重を加えるように置くことにより
そり量を低減することが出来る。
The heating of the heater substrate 10 is performed in a temperature range of 1400 ° C. to 1600 ° C. for 5 to 10 hours in a reducing gas atmosphere such as forming containing hydrogen and the like from the viewpoint of preventing the heating element 12 from being oxidized. At this time, the heater substrate 1 during firing
In order to suppress the warp of 0, the amount of warp can be reduced by placing a smooth substrate such as alumina as a weight on the laminated body so as to apply a weight.

【0040】本発明は、上述のように広域空燃比センサ
にも応用することができる。空燃比センサのセンサ基板
2は、図5に示すように上記のセラミックグリーンシー
トの両面に、ポンピング電極として測定電極4および内
側電極5を白金を含有する導電性ペーストを用いてスラ
リーデッィプ法、あるいはスクリーン印刷、パット印
刷、ロール転写で形成する。さらに、もう一枚のセラミ
ックグリーンシートの両面にも、同様に白金を含有する
導電性ペーストを用いてスラリーデッィプ法、あるいは
スクリーン印刷、パット印刷、ロール転写で測定電極4
と基準電極5を形成する。この後、測定電極4の表面に
セラミック多孔質層15を形成した後(図5では省略し
た)、図5に示すようにジルコニアのスペーサを挿入
し、空間部と大気導入孔を形成した後セラミックグリー
ンシートの積層を行う。この際、積層は、アクリル樹脂
や有機溶媒などの接着剤をセラミックグリーンシート間
に介在させて接着させたり、あるいはローラ等で圧力を
加えながら機械的に接着させたりすることにより行うこ
とができる。焼成は、上記の理論空燃比センサと同様
に、大気中または不活性ガス雰囲気中、1300℃〜1
500℃の温度範囲で1〜10時間行う。
The present invention can be applied to a wide range air-fuel ratio sensor as described above. As shown in FIG. 5, the sensor substrate 2 of the air-fuel ratio sensor is a slurry dip method or a screen using a conductive paste containing platinum for the measurement electrode 4 and the inner electrode 5 as pumping electrodes on both sides of the above-mentioned ceramic green sheet. It is formed by printing, pad printing, and roll transfer. Further, a conductive electrode containing platinum is also used on both sides of the other ceramic green sheet to measure the electrode 4 by slurry dip method, screen printing, pad printing or roll transfer.
And the reference electrode 5 is formed. Then, after forming the ceramic porous layer 15 on the surface of the measurement electrode 4 (omitted in FIG. 5), a zirconia spacer is inserted as shown in FIG. Stack green sheets. At this time, the lamination can be performed by interposing an adhesive such as an acrylic resin or an organic solvent between the ceramic green sheets for adhesion, or mechanically adhering while applying pressure with a roller or the like. The firing is performed in the air or in an inert gas atmosphere at 1300 ° C. to 1 in the same manner as the theoretical air-fuel ratio sensor.
It is carried out in the temperature range of 500 ° C. for 1 to 10 hours.

【0041】排気ガスを導入するための拡散孔は、焼成
前の積層体を作製する時点で作製してもよいし、焼成後
超音波加工やレーザ加工により形成してもよい。この孔
の大きさとしては固体電解質3の厚みにもよるが0.1
〜0.5mm、特に0.2〜0.4mmの大きさが好ま
しい。
The diffusion holes for introducing the exhaust gas may be formed at the time of forming the laminated body before firing, or may be formed by ultrasonic processing or laser processing after firing. The size of this hole is 0.1 depending on the thickness of the solid electrolyte 3.
A size of ˜0.5 mm, especially 0.2 to 0.4 mm is preferred.

【0042】この後、別体で作製したヒータ基板10
と、上記のセンサ基板2を固定して酸素センサ1を作製
する。
After that, the heater substrate 10 prepared separately is used.
Then, the sensor substrate 2 is fixed and the oxygen sensor 1 is manufactured.

【0043】[0043]

【実施例】(実施例1)図1および図2に示す理論空燃
比センサを例にして、本発明の実施例を説明する。
EXAMPLE 1 An example of the present invention will be described by taking the stoichiometric air-fuel ratio sensor shown in FIGS. 1 and 2 as an example.

【0044】市販のSi、Mg、Caを5重量%含むア
ルミナ粉末と、Siを0.1重量%含む5モル%Y23
含有のジルコニア粉末と、8モル%のイットリアからな
るジルコニア粉末を30体積%含有する白金粉末と、W
粉末をそれぞれ準備した。
Commercially available alumina powder containing 5% by weight of Si, Mg and Ca, and 5 mol% Y 2 O 3 containing 0.1% by weight of Si.
Containing zirconia powder, platinum powder containing 30% by volume of zirconia powder consisting of 8 mol% yttria, and W
Each powder was prepared.

【0045】まず、5モル%Y23含有のジルコニア粉
末にアクリルの樹脂溶液を添加してスラリーを作製し、
ドクターブレード法により焼結後厚みが0.2mmにな
るようなジルコニアからなるセラミックグリーンシート
を作製した。この時固体電解質3の材料を第一のジルコ
ニアの粉末の比表面積を15m2/gとし調合量として
50質量%、第二のジルコニアの粉末の比表面積を5m
2/gとし調合量として50質量%の割合になるように
したスラリーを作製しドクターブレード法によりセラミ
ックグリーンシートを作製した。その後、セラミックグ
リーンシートの両面にジルコニア粉末を含有する白金を
スクリーン印刷して、測定電極4と基準電極5を作製し
た後、図2に示すようにジルコニアからなるスペーサを
挿入して、アクリルの密着剤により検知素子基板の積層
体を作製した。
First, an acrylic resin solution was added to zirconia powder containing 5 mol% Y 2 O 3 to prepare a slurry,
A ceramic green sheet made of zirconia having a thickness of 0.2 mm after sintering was prepared by the doctor blade method. At this time, the material of the solid electrolyte 3 is set to have a specific surface area of the first zirconia powder of 15 m 2 / g, a compounding amount of 50% by mass, and a specific surface area of the second zirconia powder of 5 m.
A ceramic green sheet was prepared by a doctor blade method by preparing a slurry with a compounding amount of 2 / g and a blending amount of 50% by mass. After that, platinum containing zirconia powder is screen-printed on both sides of the ceramic green sheet to prepare the measurement electrode 4 and the reference electrode 5, and then a spacer made of zirconia is inserted as shown in FIG. A laminate of sensing element substrates was prepared with the agent.

【0046】この後、この積層体を大気中1500℃で
1時間焼成して、センサ基板2を作製した。この際、積
層体には重さの異なる平滑なアルミナ基板を乗せて焼成
した。なお、センサ基板2の反りは表面粗さ計を用いて
測定した。
After that, the laminated body was fired in the atmosphere at 1500 ° C. for 1 hour to prepare a sensor substrate 2. At this time, smooth alumina substrates having different weights were placed on the laminate and fired. The warpage of the sensor substrate 2 was measured using a surface roughness meter.

【0047】なお、本実験では比較のため、市販のヒー
タが一体化された酸素センサについても同様の測定を行
った。
In this experiment, for the sake of comparison, the same measurement was carried out for an oxygen sensor integrated with a commercially available heater.

【0048】この時表1に示すように粒径分布のピーク
の状態により抗折強度の違いが見出された。また比表面
積の違うジルコニア原料をブレンドすることによりセラ
ミックグリーンシートの厚膜化さらにクラックの抑制を
行うことができた。
At this time, as shown in Table 1, a difference in bending strength was found depending on the peak state of the particle size distribution. Also, by blending zirconia raw materials with different specific surface areas, it was possible to increase the thickness of the ceramic green sheet and suppress cracks.

【0049】[0049]

【表1】 [Table 1]

【0050】[0050]

【発明の効果】本発明によれば、ジルコニア固体電解質
からなり、その主面の両側に対向するように多孔質電極
が形成された酸素センサにおいて、前記固体電解質を成
すジルコニアの結晶粒子の粒径分布のピークが少なくと
も2つ存在し、第一のピークが0.15〜0.25μm
にあり、第二のピークが0.25〜0.35μmであ
り、かつ2つのピークの差が0.03〜0.2μmとす
ることにより、固体電解質と白金電極の接合強度および
固体電解質の強度に対し高接合強度および固体電解質の
高強度化を図ることができる。
According to the present invention, in an oxygen sensor made of a zirconia solid electrolyte and having porous electrodes formed so as to face each other on both sides of its main surface, the particle size of the zirconia crystal particles forming the solid electrolyte is large. There are at least two distribution peaks, and the first peak is 0.15-0.25 μm
And the second peak is 0.25 to 0.35 μm, and the difference between the two peaks is 0.03 to 0.2 μm, the bonding strength between the solid electrolyte and the platinum electrode and the strength of the solid electrolyte. On the other hand, high bonding strength and high strength of the solid electrolyte can be achieved.

【0051】また、ジルコニア固体電解質からなり、そ
の主面の両側に対向するように多孔質電極が形成された
酸素センサであって、ジルコニア固体電解質からなるセ
ラミックグリーンシートを基材として、該セラミックグ
リーンシートを加工密着してなる酸素センサにおいて、
前記セラミックグリーンシートを、比表面積12〜18
2/gの第一のジルコニア原料20〜80質量%と、
比表面積3〜10m2/gの第二のジルコニア原料80
〜20質量%とを混合してセラミックグリーンシートを
作製することによりセラミックグリーンシートの積層回
数の削減またセラミックグリーンシート自体のクラック
の削減を図ることができる。
Further, there is provided an oxygen sensor comprising a zirconia solid electrolyte, in which porous electrodes are formed so as to face each other on both sides of the main surface thereof, wherein the ceramic green sheet made of the zirconia solid electrolyte is used as a base material. In the oxygen sensor that is processed and adhered to the sheet,
The ceramic green sheet has a specific surface area of 12 to 18
20-80 mass% of the first zirconia raw material of m 2 / g,
Second zirconia raw material 80 having a specific surface area of 3 to 10 m 2 / g
It is possible to reduce the number of times the ceramic green sheets are laminated and to reduce cracks in the ceramic green sheets themselves by mixing the ceramic green sheets with 20 to 20% by mass.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の酸素センサを示す分解斜視図である。FIG. 1 is an exploded perspective view showing an oxygen sensor of the present invention.

【図2】(a)は本発明の酸素センサの斜視図であり、
(b)はそのE−E断面図であり、(c)はそのF−F
断面図である。
FIG. 2A is a perspective view of an oxygen sensor of the present invention,
(B) is the EE sectional drawing, and (c) is the FF.
FIG.

【図3】本発明の酸素センサの別の実施形態を示す断面
図である。
FIG. 3 is a sectional view showing another embodiment of the oxygen sensor of the present invention.

【図4】本発明の酸素センサの別の実施形態を示す断面
図である。
FIG. 4 is a sectional view showing another embodiment of the oxygen sensor of the present invention.

【図5】本発明の酸素センサの他の実施形態を示す分解
斜視図である。
FIG. 5 is an exploded perspective view showing another embodiment of the oxygen sensor of the present invention.

【図6】本発明の酸素センサに用いる固体電解質の粒径
分布を示すグラフである。
FIG. 6 is a graph showing the particle size distribution of the solid electrolyte used in the oxygen sensor of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:酸素センサ 2:センサ基板 3:固体電解質 4:測定電極 5:基準電極 6:電極引出部 7:空気室 8:空気導入孔 9:電極パッド 10:ヒータ素子基板 11:セラミック絶縁体 12:発熱体 13:電極引出部 14:電極パッド 15:拡散律速層 1: Oxygen sensor 2: Sensor board 3: Solid electrolyte 4: Measuring electrode 5: Reference electrode 6: Electrode extraction part 7: Air chamber 8: Air introduction hole 9: Electrode pad 10: heater element substrate 11: Ceramic insulator 12: Heating element 13: Electrode lead-out part 14: Electrode pad 15: Diffusion rate controlling layer

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】ジルコニア固体電解質の両主面に対向する
ように多孔質電極が形成された酸素センサにおいて、前
記固体電解質を成すジルコニアの結晶粒子の粒径分布が
少なくとも2つのピークを有し、第一のピークが0.1
5〜0.25μmにあり、第二のピークが0.25〜
0.35μmにあり、かつ2つのピークの差が0.03
〜0.2μmであることを特徴とする酸素センサ。
1. An oxygen sensor in which a porous electrode is formed so as to face both main surfaces of a zirconia solid electrolyte, and the particle size distribution of zirconia crystal particles forming the solid electrolyte has at least two peaks, The first peak is 0.1
5 to 0.25 μm, the second peak is 0.25 to
0.35 μm, and the difference between the two peaks is 0.03
An oxygen sensor having a thickness of about 0.2 μm.
【請求項2】ジルコニア固体電解質の両主面に対向する
ように多孔質電極が形成された酸素センサであって、比
表面積12〜18m2/gの第一のジルコニア原料20
〜80質量%と、比表面積3〜10m2/gの第二のジ
ルコニア原料80〜20質量%とを混合して作製したジ
ルコニア固体電解質からなるセラミックグリーンシート
を基材として、該セラミックグリーンシート上に多孔質
電極を形成する工程を含むことを特徴とする酸素センサ
の製造方法。
2. An oxygen sensor in which a porous electrode is formed so as to face both main surfaces of a zirconia solid electrolyte, the first zirconia raw material 20 having a specific surface area of 12 to 18 m 2 / g.
-80 mass% and a second zirconia raw material having a specific surface area of 3 to 10 m 2 / g of 80 to 20 mass% are mixed, and a ceramic green sheet made of a zirconia solid electrolyte is used as a base material on the ceramic green sheet. A method of manufacturing an oxygen sensor, comprising the step of forming a porous electrode on the substrate.
JP2001393210A 2001-12-26 2001-12-26 Oxygen sensor and manufacturing method thereof Expired - Fee Related JP3748408B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001393210A JP3748408B2 (en) 2001-12-26 2001-12-26 Oxygen sensor and manufacturing method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001393210A JP3748408B2 (en) 2001-12-26 2001-12-26 Oxygen sensor and manufacturing method thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2003194766A true JP2003194766A (en) 2003-07-09
JP3748408B2 JP3748408B2 (en) 2006-02-22

Family

ID=27600253

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001393210A Expired - Fee Related JP3748408B2 (en) 2001-12-26 2001-12-26 Oxygen sensor and manufacturing method thereof

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3748408B2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2006132250A1 (en) * 2005-06-06 2009-01-08 日機装株式会社 Biosensor and biosensor cell
KR100955498B1 (en) 2007-07-09 2010-04-30 강릉원주대학교산학협력단 Method For Making Cathode of Electrochemical Oxygen Gas Sensor
CN109870494A (en) * 2019-03-20 2019-06-11 深圳安培龙科技股份有限公司 A kind of household limit-current type oxygen sensor and preparation method thereof

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103293208A (en) * 2013-04-25 2013-09-11 苏州禾苏传感器科技有限公司 Plate-type universal exhaust gas oxygen sensor and manufacturing method thereof

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2006132250A1 (en) * 2005-06-06 2009-01-08 日機装株式会社 Biosensor and biosensor cell
KR100955498B1 (en) 2007-07-09 2010-04-30 강릉원주대학교산학협력단 Method For Making Cathode of Electrochemical Oxygen Gas Sensor
CN109870494A (en) * 2019-03-20 2019-06-11 深圳安培龙科技股份有限公司 A kind of household limit-current type oxygen sensor and preparation method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
JP3748408B2 (en) 2006-02-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4502991B2 (en) Oxygen sensor
JP4189260B2 (en) Manufacturing method of ceramic heater structure and ceramic heater structure
JP2003279528A (en) Oxygen sensor electrode
JP2003344348A (en) Oxygen sensor element
JP3748408B2 (en) Oxygen sensor and manufacturing method thereof
JP2004325196A (en) Oxygen sensor element
JP2001281219A (en) Air-fuel ratio sensor element
JP4084505B2 (en) Heater integrated oxygen sensor element
JP2004061323A (en) Oxygen sensor element
JP4324439B2 (en) Ceramic heater and ceramic heater structure
JP4693304B2 (en) Oxygen sensor
JP4794090B2 (en) Zirconia sintered body and oxygen sensor
JP2003279531A (en) Oxygen sensor element
JP2005005057A (en) Ceramic heater and ceramic heater structural body
JP2003344351A (en) Oxygen sensor element
JP2004117099A (en) Oxygen sensor element
JP4113479B2 (en) Oxygen sensor element
JP3793563B2 (en) Manufacturing method of oxygen sensor
JP2004119224A (en) Paste for electrode formation and oxygen sensor using it
JP4698041B2 (en) Air-fuel ratio sensor element
JP2004296142A (en) Ceramic heater and detecting element using the same
JP2003279529A (en) Oxygen sensor element
JP2003149196A (en) Oxygen sensor
JP3935059B2 (en) Oxygen sensor element
JP2004241148A (en) Ceramic heater structure and detection element

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20040607

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20050721

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20050823

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20051024

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20051122

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20051125

R150 Certificate of patent (=grant) or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091209

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101209

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101209

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111209

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111209

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121209

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131209

Year of fee payment: 8

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees