JP2007155529A - Ammonia gas sensor and its manufacturing method - Google Patents

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Hiroyuki Nishiyama
寛幸 西山
Shiro Kakimoto
志郎 柿元
Satoshi Sugaya
聡 菅谷
Hitoshi Yokoi
等 横井
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ammonia gas sensor having a sensitive layer formed easily in a short time, and to provide its manufacturing method. <P>SOLUTION: In manufacturing the ammonia gas sensor, the sensitive layer 40 is formed by separately producing YSZ powder and WO<SB>3</SB>powder in parallel, mixing the YSZ powder and WO<SB>3</SB>powder to form a mixture, and screen-printing paste made of the mixture on the electrode surface side of a substrate 10 via a pair of electrodes 20 and 30. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、被検出ガスに含まれるアンモニア成分を、感応体の特性の電気的変化に応じて検出するようにしたアンモニアガスセンサ及びその製造方法に関するものである。   The present invention relates to an ammonia gas sensor that detects an ammonia component contained in a gas to be detected in accordance with an electrical change in characteristics of a sensitive body, and a method for manufacturing the same.

従来、この種のアンモニアガスセンサとしては、例えば、下記特許文献1に記載されたアンモニアセンサが提案されている。このアンモニアセンサでは、感応層が、一対の櫛歯電極を介し基板上に形成されている。   Conventionally, as this type of ammonia gas sensor, for example, an ammonia sensor described in Patent Document 1 below has been proposed. In this ammonia sensor, the sensitive layer is formed on the substrate via a pair of comb electrodes.

ここで、上述した感応層の形成は次のようにしてなされている。即ち、オキシ硝酸ジルコニウム及び硝酸イットリウムの水溶液にアンモニア水を加えて作製した水酸化ジルコニウム溶液に水酸化イットリウムを混合した後、乾燥及び焼成の処理を経て仮焼成状態のYSZ粉末を作製する。   Here, the above-mentioned sensitive layer is formed as follows. That is, after mixing yttrium hydroxide with a zirconium hydroxide solution prepared by adding aqueous ammonia to an aqueous solution of zirconium oxynitrate and yttrium nitrate, a YSZ powder in a pre-fired state is prepared through drying and firing processes.

然る後、アンモニア水によりpH調整を施したタングステン酸アンモニウムの水溶液に、上述の仮焼成状態のYSZ粉末(ZrO2粉末)を含浸担持させて蒸発乾固した後、乾燥及び焼成を経て、固体超強酸物質であるWO3/YSZ(WO3/ZrO2)を感応材として作製する。 Thereafter, the YSZ powder (ZrO 2 powder) in the pre-fired state is impregnated and supported in an aqueous solution of ammonium tungstate adjusted to pH with aqueous ammonia, evaporated to dryness, and then dried and fired to obtain a solid. WO 3 / YSZ (WO 3 / ZrO 2 ), which is a super strong acid substance, is prepared as a sensitive material.

次に、当該WO3/YSZに有機溶剤及び分散剤を加えてスラリー化処理によりペーストを作製し、このペーストを基板上に一対の電極を介しスクリーン印刷して焼成することで、感応層を形成する。
特開2005−114355号公報
Next, an organic solvent and a dispersing agent are added to the WO 3 / YSZ to prepare a paste by slurrying, and this paste is screen printed on a substrate through a pair of electrodes and fired to form a sensitive layer. To do.
JP 2005-114355 A

しかしながら、上記アンモニアセンサにおいては、感応層の形成材料であるWO3/YSZが、上述のごとく、前もって作製した仮焼成状態のYSZ粉末をタングステン酸アンモニウムの水溶液に含浸担持させた上で作製される。 However, in the ammonia sensor, WO 3 / YSZ, which is a material for forming the sensitive layer, is prepared by impregnating and supporting a pre-fired YSZ powder prepared in advance in an aqueous solution of ammonium tungstate as described above. .

このため、感応層の形成、ひいては、当該アンモニアセンサの製造に時間がかかるという不具合が発生する。   For this reason, there is a problem that it takes time to form the sensitive layer and thus to manufacture the ammonia sensor.

また、上述のごとく、仮焼成状態のYSZ粉末をタングステン酸アンモニウムの水溶液に含浸担持させることが必須であるため、WO3/YSZの作製が面倒であるという不具合を招く。 Further, as described above, since it is essential to impregnate and support the YSZ powder in a pre-fired state in an aqueous solution of ammonium tungstate, there is a problem that the production of WO 3 / YSZ is troublesome.

そこで、本発明は、以上のようなことに対処するため、短時間にて簡易に形成してなる感応層を有するアンモニアガスセンサ及びその製造方法を提供することを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide an ammonia gas sensor having a sensitive layer formed easily in a short time and a method for manufacturing the same in order to deal with the above-described problems.

上記課題の解決にあたり、本発明に係るアンモニアガスセンサは、請求項1の記載によれば、
一対の電極(20、30)と、当該一対の電極に接するように設けられて被検出ガス中のアンモニア成分に応じて電気的に変化する特性を有する感応体(40)とを備える。
In solving the above-mentioned problems, the ammonia gas sensor according to the present invention, according to the description of claim 1,
A pair of electrodes (20, 30) and a sensitive body (40) provided so as to be in contact with the pair of electrodes and having a characteristic that changes electrically according to the ammonia component in the gas to be detected are provided.

当該アンモニアガスセンサにおいて、感応体は、電荷の偏り部分を発現させるような配位数の異なる少なくとも2種の酸化物を混合して形成されることを特徴とする。   In the ammonia gas sensor, the sensitive body is characterized by being formed by mixing at least two kinds of oxides having different coordination numbers so as to develop a charge-biased portion.

このように、感応体は、電荷の偏り部分を発現させるような配位数の異なる少なくとも2種の酸化物を混合して形成される。従って、少なくとも2種の酸化物を互いに別々に併行して作製した上で混合することで、感応体の形成が可能となる。その結果、感応体、ひいては、当該アンモニアガスセンサが、短時間にて提供され得る。   As described above, the sensitive body is formed by mixing at least two kinds of oxides having different coordination numbers so as to develop a charge-biased portion. Therefore, it is possible to form a sensitive body by preparing at least two kinds of oxides separately from each other and mixing them. As a result, the sensitive body, and thus the ammonia gas sensor can be provided in a short time.

しかも、感応体の形成にあたり、上述のごとく、少なくとも2種の酸化物を互いに別々に併行して作製した上で混合すればよいので、従来のように仮焼成状態のYSZ粉末をタングステン酸アンモニウムの水溶液に含浸担持させる必要がなく、感応体、ひいては、当該アンモニアガスセンサが簡易に提供され得る。   Moreover, in forming the sensitive body, as described above, at least two kinds of oxides may be prepared separately and mixed together, so that the YSZ powder in the pre-fired state is made of ammonium tungstate as in the conventional case. There is no need to impregnate and support the aqueous solution, and the sensitive body, and thus the ammonia gas sensor, can be easily provided.

以上より、少なくとも従来と同様のアンモニア成分に対する検出特性を備えたアンモニアガスセンサが短時間にて簡易に提供され得る。   As mentioned above, the ammonia gas sensor provided with the detection characteristic with respect to the ammonia component similar to the past at least can be simply provided in a short time.

また、本発明は、請求項2の記載によれば、一対の電極(20、30)に接するように感応体(40)を形成してなるアンモニアガスセンサの製造方法において、
感応体は、電荷の偏り部分を発現させるような配位数の異なる少なくとも2種の酸化物を混合して形成されることを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the method for manufacturing an ammonia gas sensor, the sensitive body (40) is formed so as to be in contact with the pair of electrodes (20, 30).
The sensitive body is characterized in that it is formed by mixing at least two kinds of oxides having different coordination numbers so as to develop an uneven portion of charge.

このように、感応体は、電荷の偏り部分を発現させるような配位数の異なる少なくとも2種の酸化物を混合して形成される。従って、感応体は、少なくとも2種の酸化物を互いに別々に併行して作製した上で混合することで形成され得る。このことは、感応体が短時間にて形成され得ることを意味する。その結果、当該アンモニアガスセンサの短時間の製造が可能となる。   As described above, the sensitive body is formed by mixing at least two kinds of oxides having different coordination numbers so as to develop a charge-biased portion. Accordingly, the sensitive body can be formed by mixing at least two kinds of oxides prepared separately from each other. This means that the sensitive body can be formed in a short time. As a result, the ammonia gas sensor can be manufactured in a short time.

しかも、感応体の形成にあたり、上述のごとく、少なくとも2種の酸化物を互いに別々に併行して作製した上で混合すればよいので、従来のように仮焼成状態のYSZ粉末をタングステン酸アンモニウムの水溶液に含浸担持させる必要がなく、感応体の形成、ひいては、当該アンモニアガスセンサの製造が簡易になされ得る。   Moreover, in forming the sensitive body, as described above, at least two kinds of oxides may be prepared separately and mixed together, so that the YSZ powder in the pre-fired state is made of ammonium tungstate as in the conventional case. There is no need to impregnate and support an aqueous solution, and the formation of the sensitive body and, consequently, the production of the ammonia gas sensor can be simplified.

以上より、少なくとも従来と同様のアンモニア成分に対する検出特性を備えたアンモニアガスセンサが短時間にて簡易に製造され得る。   As mentioned above, the ammonia gas sensor provided with the detection characteristic with respect to the ammonia component similar to the past at least can be easily manufactured in a short time.

また、本発明は、請求項3の記載によれば、請求項2に記載のアンモニアガスセンサの製造方法において、上記少なくとも2種の酸化物は、IVA族、IIIB族及びIVB族のいずれかの族に属する元素を含む酸化物及びVIA族に属する元素を含む酸化物であることを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, in the method for producing an ammonia gas sensor according to the second aspect, the at least two kinds of oxides are any of the groups IVA, IIIB and IVB. It is characterized by being an oxide containing an element belonging to the group V and an oxide containing an element belonging to the group VIA.

このように、上記少なくとも2種の酸化物は、IVA族、IIIB族及びIVB族のいずれかの族に属する元素を含む酸化物及びVIA族に属する元素を含む酸化物であることで、請求項2に記載の発明の作用効果を達成し得るのは勿論のこと、アンモニアガスの検出特性に優れた感応体を形成することができる。   Thus, the at least two kinds of oxides are an oxide containing an element belonging to any of the groups IVA, IIIB and IVB and an oxide containing an element belonging to the VIA group. As a matter of course, it is possible to form a sensitive body excellent in the detection characteristics of ammonia gas.

また、本発明は、請求項4の記載によれば、請求項3に記載のアンモニアガスセンサの製造方法において、
IVA族、IIIB族及びIVB族のいずれかの族に属する元素を含む酸化物は、ZrO2、TiO2、Al23及びSiO2のうちの少なくとも1種の酸化物であり、
VIA族に属する元素を含む酸化物は、WO3及びMoO3のうちの少なくとも1種の酸化物であることを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, in the method for producing an ammonia gas sensor according to the third aspect,
The oxide containing an element belonging to any of the groups IVA, IIIB and IVB is at least one oxide of ZrO 2 , TiO 2 , Al 2 O 3 and SiO 2 ,
The oxide containing an element belonging to group VIA is at least one oxide of WO 3 and MoO 3 .

これにより、請求項3に記載の発明の作用効果がより一層向上し得る。   Thereby, the effect of the invention of claim 3 can be further improved.

また、本発明は、請求項5の記載によれば、請求項3或いは4に記載のアンモニアガスセンサの製造方法において、IVA族、IIIB族及びIVB族のいずれかの族に属する元素を含む酸化物のための安定化材は、IIA族及びIIIA族のいずれかに属する元素を含む酸化物であることを特徴とする。   According to the fifth aspect of the present invention, in the method for producing an ammonia gas sensor according to the third or fourth aspect, the oxide containing an element belonging to any of the groups IVA, IIIB and IVB The stabilizing material for is characterized in that it is an oxide containing an element belonging to either group IIA or group IIIA.

これにより、IVA族、IIIB族及びIVB族のいずれかの族に属する元素を含む酸化物が、安定化材であるIIA族及びIIIA族のいずれかに属する元素を含む酸化物でもって安定化される。その結果、請求項3或いは4に記載の発明の作用効果を達成し得るのは勿論のこと、感応体の特性、ひいては、当該アンモニアガスセンサの検出特性が、耐熱性等において変化を伴うことなく、安定に維持され得る。   As a result, an oxide containing an element belonging to any of the groups IVA, IIIB and IVB is stabilized with an oxide containing an element belonging to any of the group IIA and IIIA as a stabilizing material. The As a result, the effect of the invention according to claim 3 or 4 can be achieved, as well as the characteristics of the sensitive body, and thus the detection characteristics of the ammonia gas sensor without any change in heat resistance, etc. It can be kept stable.

また、本発明は、請求項6の記載によれば、請求項5に記載のアンモニアガスセンサの製造方法において、
IIA族及びIIIA族のいずれかに属する元素を含む酸化物は、CaO、MgO、Y23、Yb23及びGa23のうちの少なくとも1種であることを特徴とする。
According to a sixth aspect of the present invention, in the method for producing an ammonia gas sensor according to the fifth aspect,
The oxide containing an element belonging to any of Group IIA and Group IIIA is at least one of CaO, MgO, Y 2 O 3 , Yb 2 O 3 and Ga 2 O 3 .

これにより、請求項5に記載の発明の作用効果がより一層向上し得る。   Thereby, the effect of the invention of claim 5 can be further improved.

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形状に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。   In addition, the code | symbol in the parenthesis of each said means shows a corresponding relationship with the specific means as described in the implementation shape mentioned later.

以下、本発明の一実施形態を図面により説明する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1〜図3は、本発明に係るアンモニアガスセンサの一実施形態を示しており、このアンモニアガスセンサは、アルミナ製基板10と、両櫛歯状電極20、30と、感応層40とを備えている。なお、当該アンモニアガスセンサは、例えば、自動車等に搭載のディーゼルエンジンの排気ガス系統に配設してなるNOx選択還元触媒システムに適用される。   1 to 3 show an embodiment of an ammonia gas sensor according to the present invention. This ammonia gas sensor includes an alumina substrate 10, both comb-like electrodes 20 and 30, and a sensitive layer 40. Yes. The ammonia gas sensor is applied to, for example, a NOx selective reduction catalyst system that is disposed in an exhaust gas system of a diesel engine mounted on an automobile or the like.

一対の電極20、30は、図2或いは図3から分かるように、基板10の表面のうち図3にて図示右側表面部位(以下、電極側表面部位ともいう)上に櫛歯状に交差して形成されている。   As can be seen from FIG. 2 or FIG. 3, the pair of electrodes 20 and 30 intersects on the right side surface portion (hereinafter also referred to as the electrode side surface portion) shown in FIG. Is formed.

また、一対の電極20、30は、その各接続端子21、31(図2或いは図3参照)にて、両リード11、12の各内端部上に重畳されて電気的に接続されている。なお、両リード11、12は、基板10の表面のうち図3にて図示左側表面部位(以下、リード側表面部位ともいう)上に互いに並行に形成されている。   Further, the pair of electrodes 20 and 30 are electrically connected to each other at their connection terminals 21 and 31 (see FIG. 2 or FIG. 3) so as to be superimposed on the inner end portions of both leads 11 and 12. . Both leads 11 and 12 are formed in parallel with each other on the left surface portion (hereinafter also referred to as a lead-side surface portion) shown in FIG.

感応層40は、図1及び図2にて示すごとく、アンモニアガス用感応材(例えば、粉末状のYSZと粉末状のWO3との混合物)からなるもので、この感応層40は、一対の電極20、30を覆蓋するように当該一対の電極20、30を介し基板10の上記電極側表面部位上に形成されている。なお、本実施形態では、一対の電極20、30及び感応層40が、当該アンモニアガスセンサのセンサ素子を構成する。 As shown in FIGS. 1 and 2, the sensitive layer 40 is made of a sensitive material for ammonia gas (for example, a mixture of powdered YSZ and powdered WO 3 ). It is formed on the electrode-side surface portion of the substrate 10 via the pair of electrodes 20 and 30 so as to cover the electrodes 20 and 30. In the present embodiment, the pair of electrodes 20 and 30 and the sensitive layer 40 constitute a sensor element of the ammonia gas sensor.

また、当該アンモニアガスセンサは、図2にて示すごとく、測温抵抗体50及びヒータ60を備えており、これら測温抵抗体50及びヒータ60は、基板10に内蔵されている。   Further, as shown in FIG. 2, the ammonia gas sensor includes a resistance temperature detector 50 and a heater 60, and the resistance temperature detector 50 and the heater 60 are built in the substrate 10.

測温抵抗体50は、白金抵抗体からなるもので、この測温抵抗体50は、基板10内にて感応層40の近傍直下に位置している。また、ヒータ60は、例えば、アルミナを含有する白金ペーストの焼結体でもって蛇行パターン状に形成されており、このヒータ60は、測温抵抗体50よりも図2にて図示下側にて基板10に内蔵されている。しかして、このヒータ60は、測温抵抗体50の抵抗値(温度に対応する)に基づき、感応層40を一定温度に制御するようになっている。   The resistance temperature detector 50 is made of a platinum resistance, and the resistance temperature detector 50 is located in the substrate 10 immediately below the sensitive layer 40. In addition, the heater 60 is formed in a meandering pattern with a sintered body of platinum paste containing alumina, for example, and the heater 60 is lower than the resistance temperature detector 50 in FIG. Built in the substrate 10. Thus, the heater 60 controls the sensitive layer 40 to a constant temperature based on the resistance value (corresponding to the temperature) of the resistance temperature detector 50.

以上のように構成したアンモニアガスセンサでは、交流電圧が交流電源(図示しない)から両リード11、12を介し一対の電極20、30間に印加されることで、当該一対の電極20、30間に生ずるインピーダンスが測定される。なお、当該インピーダンスは、感応層40の外面に接触する被検出ガス(ディーゼルエンジンの排気ガス)中のアンモニア成分の濃度に応じて変化する。   In the ammonia gas sensor configured as described above, an AC voltage is applied between the pair of electrodes 20, 30 from the AC power source (not shown) via the leads 11, 12. The resulting impedance is measured. The impedance varies according to the concentration of the ammonia component in the gas to be detected (exhaust gas of the diesel engine) that contacts the outer surface of the sensitive layer 40.

次に、以上のように構成した当該アンモニアガスセンサの製造方法について説明する。
1.両リード11、12及び両櫛歯状電極20、30の作製
測温抵抗体50及びヒータ60を内蔵してなるアルミナ製基板を基板10として準備する。しかして、両リード11、12を基板10の上記リード側表面部位上に互いに並行に形成する。然る後、電極材料(例えば、金(Au))からなるペーストを用いて、一対の電極20、30の櫛歯状に対応する電極パターンを、基板10の上記電極側表面部位上にスクリーン印刷により形成する。
Next, a method for manufacturing the ammonia gas sensor configured as described above will be described.
1. Preparation of Both Leads 11 and 12 and Both Comb-Shaped Electrodes 20 and 30 An alumina substrate including a resistance temperature detector 50 and a heater 60 is prepared as the substrate 10. Thus, both leads 11 and 12 are formed in parallel with each other on the surface of the substrate 10 on the lead side. Thereafter, an electrode pattern corresponding to the comb-like shape of the pair of electrodes 20 and 30 is screen-printed on the electrode-side surface portion of the substrate 10 using a paste made of an electrode material (for example, gold (Au)). To form.

このように電極パターンを形成してなる基板10を、55(℃)にて1(hr)の間乾燥し、然る後、1000(℃)にて1(hr)の間焼き付けを行って、基板10の上記電極側表面部位上に一対の電極20、30を作製する。
2.感応層40の形成
図4にて示すオキシ硝酸ジルコニウム及び硝酸イットリウムの溶解工程100において、オキシ硝酸ジルコニウム及び硝酸イットリウムを水に溶解させて、オキシ硝酸ジルコニウム及び硝酸イットリウムの混合溶液を作製する。
The substrate 10 formed with the electrode pattern in this way is dried for 1 (hr) at 55 (° C.), and then baked for 1 (hr) at 1000 (° C.). A pair of electrodes 20 and 30 are formed on the electrode-side surface portion of the substrate 10.
2. Formation of Sensitive Layer 40 In the step 100 for dissolving zirconium oxynitrate and yttrium nitrate shown in FIG. 4, zirconium oxynitrate and yttrium nitrate are dissolved in water to prepare a mixed solution of zirconium oxynitrate and yttrium nitrate.

ついで、図4の水酸化混合物作製工程110において、上述したオキシ硝酸ジルコニウム及び硝酸イットリウムの混合溶液にアンモニア水を加えて当該混合溶液の水素イオン指数をpH8に調製し、水酸化ジルコニウム及び水酸化イットリウムからなる水酸化混合物の溶液を作製する。   Next, in the hydroxide mixture preparation step 110 of FIG. 4, ammonia water is added to the above-described mixed solution of zirconium oxynitrate and yttrium nitrate to adjust the hydrogen ion index of the mixed solution to pH 8, and the zirconium hydroxide and yttrium hydroxide are then added. A solution of a hydroxide mixture consisting of

然る後、濾過洗浄工程120において、このようにして作製された水酸化ジルコニウム及び水酸化イットリウムからなる水酸化混合物の溶液から当該水酸化混合物を吸引して濾過し、洗浄する。   Thereafter, in the filtration washing step 120, the hydroxide mixture is sucked from the solution of the hydroxide mixture made of zirconium hydroxide and yttrium hydroxide thus prepared, and then washed.

ついで、乾燥工程130において、上述のように濾過洗浄した水酸化混合物を、乾燥機により、110(℃)にて24(hr)の間乾燥する。   Next, in the drying step 130, the hydroxylated mixture filtered and washed as described above is dried at 110 (° C.) for 24 (hr) with a dryer.

然る後、次の仮焼成工程140において、上述のように乾燥した水酸化混合物を、焼成炉により、400(℃)にて24(hr)の間、仮焼成し、ついで、本焼成工程150において、仮焼成した水酸化混合物を、800(℃)にて、5(hr)の間、本焼成する。これにより、粉末状のYSZ(以下、YSZ粉末ともいう)が作製される。なお、当該YSZ粉末は、50(m2/g)の高い比表面積の形状になっている。 Thereafter, in the next pre-baking step 140, the hydroxylated mixture dried as described above is pre-baked for 24 (hr) at 400 (° C.) in a baking furnace, and then the main baking step 150. Then, the calcined hydroxylated mixture is calcined at 800 (° C.) for 5 (hr). Thereby, powdery YSZ (hereinafter also referred to as YSZ powder) is produced. The YSZ powder has a shape with a high specific surface area of 50 (m 2 / g).

一方、このようなYSZの作製工程とは別途、タングステン酸アンモニウム水溶液作製工程200(図4参照)において、タングステン酸アンモニウムを水に溶解させてタングステン酸アンモニウム水溶液を作製する。   On the other hand, in addition to the YSZ manufacturing step, in the ammonium tungstate aqueous solution manufacturing step 200 (see FIG. 4), ammonium tungstate is dissolved in water to prepare an ammonium tungstate aqueous solution.

ついで、タングステン酸アンモニウム水溶液pH調整工程210において、上述のように作製したタングステン酸アンモニウム水溶液にアンモニア水を加えて、当該タングステン酸アンモニウム水溶液の水素イオン指数をpH10〜pH11に調整する。   Next, in the ammonium tungstate aqueous solution pH adjustment step 210, ammonia water is added to the ammonium tungstate aqueous solution prepared as described above, and the hydrogen ion index of the ammonium tungstate aqueous solution is adjusted to pH 10 to pH 11.

然る後、乾燥工程220において、上述のように作製したタングステン酸アンモニウムの溶液を、乾燥機により、110(℃)にて24(hr)の間乾燥し、ついで、焼成工程230において、焼成炉により、800(℃)にて5(hr)の間焼成する。これにより、粉末状のタングステン酸化物WO3が(以下、WO3粉末ともいう)作製される。 Thereafter, in the drying step 220, the ammonium tungstate solution prepared as described above is dried at 110 (° C.) for 24 (hr) with a dryer, and then in the baking step 230, a baking furnace. Then, it is fired at 800 (° C.) for 5 (hr). Thereby, powdery tungsten oxide WO 3 (hereinafter also referred to as WO 3 powder) is produced.

上述のように、YSZ粉末及びWO3粉末が別々に作製されると、ペースト作製工程300において、当該YSZ粉末及びWO3粉末を、有機溶剤及び分散剤と共に乳鉢に入れ、らいかい機で4(hr)の間分散混合した後、バインダーを添加し、さらに4(hr)の間湿式混合を行ってYSZ粉末及びWO3粉末の混合物からなるスラリー状のペーストを作製する。 As described above, when the YSZ powder and the WO 3 powder are separately prepared, in the paste preparation process 300, the YSZ powder and the WO 3 powder are put in a mortar together with an organic solvent and a dispersing agent, and 4 ( After dispersing and mixing for hr), a binder is added, and wet mixing is further performed for 4 (hr) to prepare a slurry-like paste composed of a mixture of YSZ powder and WO 3 powder.

然る後、印刷工程310において、上述のように作製したYSZ粉末及びWO3粉末の混合物からなるペーストを、一対の電極20、30を覆うように当該一対の電極を介して基板10の上記電極側表面部位上にスクリーン印刷し、次の焼き付け工程320において、600(℃)にて、1(hr)の間焼き付ける。これにより、感応層40が形成され、当該アンモニアガスセンサの製造が終了する。 Thereafter, in the printing step 310, the paste made of the mixture of the YSZ powder and the WO 3 powder produced as described above is applied to the electrode of the substrate 10 through the pair of electrodes 20 and 30 so as to cover the pair of electrodes 20 and 30. Screen printing is performed on the side surface portion, and baking is performed at 600 (° C.) for 1 (hr) in the next baking step 320. Thereby, the sensitive layer 40 is formed and the manufacture of the ammonia gas sensor is completed.

このようにして製造されたアンモニアガスセンサにおいては、上述のごとく、YSZ粉末及びWO3粉末を互いに別々に併行して作製した後、これらYSZ粉末及びWO3粉末を混合して混合物とし、この混合物からなるペーストでもって感応層40を形成するようにした。 In the ammonia gas sensor manufactured in this way, as described above, after the YSZ powder and the WO 3 powder were produced in parallel with each other, the YSZ powder and the WO 3 powder were mixed to form a mixture. The sensitive layer 40 was formed with the paste.

従って、従来のアンモニアガスセンサの感応層の形成とは異なり、YSZ粉末及びWO3粉末を別々に併行して作製する分だけ、感応層の形成、ひいては、当該アンモニアガスセンサの製造に要する時間が大幅に短縮され得る。 Therefore, unlike the formation of the sensitive layer of the conventional ammonia gas sensor, the time required for the formation of the sensitive layer and thus the production of the ammonia gas sensor is greatly increased by the amount of the YSZ powder and the WO 3 powder that are produced in parallel. It can be shortened.

しかも、上述のようにYSZ粉末及びWO3粉末を混合すればよいので、従来のように仮焼成状態のYSZ粉末を作製してタングステン酸アンモニウムの水溶液に含浸担持させる必要がなく、感応層40の形成が簡易になされ得る。 Moreover, since the YSZ powder and the WO 3 powder may be mixed as described above, it is not necessary to prepare a YSZ powder in a pre-fired state and impregnate it in an aqueous solution of ammonium tungstate as in the prior art. Formation can be simplified.

ちなみに、モデルガス発生装置を評価装置として用いて、上述のように製造したアンモニアガスセンサ及び比較例の特性を次の測定条件でもって測定し評価してみた。   Incidentally, using the model gas generator as an evaluation device, the characteristics of the ammonia gas sensor manufactured as described above and the comparative example were measured and evaluated under the following measurement conditions.

上記測定条件:
上記モデルガス発生装置で発生するガスの温度は280(℃)とする。また、当該アンモニアガスセンサ及び上記比較例の温度は400(℃)とする。
Above measurement conditions:
The temperature of the gas generated by the model gas generator is 280 (° C.). The temperature of the ammonia gas sensor and the comparative example is 400 (° C.).

また、上記モデルガス発生装置で発生するガスの組成は、10(体積%)の酸素(O2)、5(体積%)の二酸化炭素(CO2)、5(体積%)の水(H2O)、0(ppm)〜1500(ppm)の範囲以内の濃度のアンモニア(NH3)、濃度(100ppm)の各妨害ガス(C36、CO、NO及びNO2)及び窒素とする。 The composition of the gas generated by the model gas generator is 10 (vol%) oxygen (O 2 ), 5 (vol%) carbon dioxide (CO 2 ), 5 (vol%) water (H 2 ). O), ammonia (NH 3 ) having a concentration within the range of 0 (ppm) to 1500 (ppm), each interfering gas (C 3 H 6 , CO, NO and NO 2 ) having a concentration (100 ppm), and nitrogen.

また、上記評価にあたり、上記比較例は、次のようにして製造されている。上述した当該アンモニアガスセンサの製造工程のうち、両リード11、12及び両櫛歯状電極20、30の作製工程及びオキシ硝酸ジルコニウム及び硝酸イットリウムの溶解工程100〜仮焼成工程140(図4及び図5参照)を経ることで、仮焼成状態のYSZを作製する。   Moreover, in the said evaluation, the said comparative example is manufactured as follows. Among the manufacturing processes of the ammonia gas sensor described above, the manufacturing processes of the leads 11 and 12 and the comb-shaped electrodes 20 and 30 and the melting process 100 to the preliminary baking process 140 of zirconium oxynitrate and yttrium nitrate (FIGS. 4 and 5). The YSZ in a pre-fired state is produced by passing through (see).

然る後、上述したタングステン酸アンモニウム水溶液作製工程200及びタングステン酸アンモニウム水溶液pH調整工程210(図4及び図5参照)を経て、上述と同様にタングステン酸アンモニウムの溶液を作製する。   Thereafter, an ammonium tungstate aqueous solution preparation step 200 and an ammonium tungstate aqueous solution pH adjustment step 210 (see FIGS. 4 and 5) are performed to prepare an ammonium tungstate solution as described above.

ついで、図5のYSZ含浸工程400において、上述の仮焼成状態のYSZを、上述のように作製したタングステン酸アンモニウム水溶液に含浸担持させる。然る後、この含浸担持した仮焼成状態のYSZを、乾燥工程410において、エバポレータにより蒸発乾固した後、乾燥機により110(℃)にて12(hr)の間乾燥する。   Next, in the YSZ impregnation step 400 of FIG. 5, the YSZ in the pre-fired state is impregnated and supported on the ammonium tungstate aqueous solution prepared as described above. Thereafter, the impregnated and supported YSZ in a pre-baked state is evaporated to dryness by an evaporator in a drying step 410 and then dried at 110 (° C.) for 12 (hr) by a dryer.

この乾燥が終了すると、次の本焼成工程420において、上述のように乾燥した含浸担持後のYSZを焼成炉により800(℃)にて5(hr)の間本焼成する。これにより、粉末状の固体超強酸物質(10(重量%)WO3/YSZ)が作製される。 When this drying is completed, in the next main baking step 420, the YSZ after impregnation support dried as described above is main-baked at 800 (° C.) for 5 (hr) in a baking furnace. Thereby, a powdery solid superacid material (10 (wt%) WO 3 / YSZ) is produced.

このようにして、粉末状の固体超強酸物質が作製されると、次のペースト作製工程430において、当該粉末状の固体超強酸物質を、有機溶剤及び分散剤と共に乳鉢に入れ、らいかい機で4(hr)の間分散混合した後、バインダーを添加し、さらに4(hr)の間湿式混合を行ってWO3/YSZからなるスラリー状のペーストを作製する。 In this way, when the powdered solid superacid material is produced, in the next paste production step 430, the powdered solid superacid material is placed in a mortar together with the organic solvent and the dispersing agent. After being dispersed and mixed for 4 (hr), a binder is added, and wet mixing is further performed for 4 (hr) to prepare a slurry paste made of WO 3 / YSZ.

ついで、印刷工程440において、上述したWO3/YSZからなるペーストを、一対の電極20、30を覆うように当該一対の電極を介して基板10の電極側表面部位上にスクリーン印刷し、次の焼き付け工程450において、600(℃)にて、1(hr)の間焼き付ける。これにより、上記比較例が製造される。 Next, in the printing step 440, the above-mentioned paste made of WO 3 / YSZ is screen-printed on the electrode-side surface portion of the substrate 10 through the pair of electrodes so as to cover the pair of electrodes 20 and 30. In the baking step 450, baking is performed at 600 (° C.) for 1 (hr). Thereby, the said comparative example is manufactured.

上述のような測定条件のもとに、当該アンモニアガスセンサ及び上記比較例を、上記モデルガス発生装置の上記ガス組成のガス中に配置した。そして、当該アンモニアガスセンサの一対の電極間及び上記比較例の一対の電極間にそれぞれ所定周波数(400(Hz))の交流電圧を印加することで、当該アンモニアガスセンサの一対の電極間及び上記比較例の一対の電極間にそれぞれ生ずるインピーダンスを測定した。ここで、アンモニアの濃度=0(ppm)のときのインピーダンスをベースインピーダンスとする。なお、このインピーダンスの測定は、上記ガス組成のガス中で、アンモニア(NH3)の濃度を、0(ppm)〜150(ppm)の範囲以内にて変えて行った。 Under the measurement conditions as described above, the ammonia gas sensor and the comparative example were arranged in the gas having the gas composition of the model gas generator. And by applying an alternating voltage of a predetermined frequency (400 (Hz)) between the pair of electrodes of the ammonia gas sensor and between the pair of electrodes of the comparative example, respectively, between the pair of electrodes of the ammonia gas sensor and the comparative example The impedance generated between each pair of electrodes was measured. Here, the impedance when the concentration of ammonia = 0 (ppm) is defined as the base impedance. This impedance was measured by changing the concentration of ammonia (NH 3 ) within the range of 0 (ppm) to 150 (ppm) in the gas having the above gas composition.

このような測定結果によれば、図6にて示す各グラフ1、2及び図7にて示す各グラフ3、4が得られた。図6において、グラフ1は、当該アンモニアガスセンサのインピーダンスとアンモニア(NH3)の濃度との間の関係を示し、グラフ2は、上記比較例のインピーダンスとアンモニア(NH3)の濃度との間の関係を示す。なお、グラフ1は、図6において、横軸とこの横軸上のアンモニア濃度=0(ppm)を通る縦軸とからなる座標面上に示されている。また、グラフ2は、図6において、横軸とこの横軸上のアンモニア濃度=200(ppm)を通る縦軸とからなる座標面上に示されている。 According to such measurement results, the graphs 1 and 2 shown in FIG. 6 and the graphs 3 and 4 shown in FIG. 7 were obtained. In FIG. 6, graph 1 shows the relationship between the impedance of the ammonia gas sensor and the concentration of ammonia (NH 3 ), and graph 2 shows the relationship between the impedance of the comparative example and the concentration of ammonia (NH 3 ). Show the relationship. In addition, the graph 1 is shown on the coordinate plane which consists of a horizontal axis | shaft and the vertical axis | shaft which passes along ammonia concentration = 0 (ppm) on this horizontal axis in FIG. Moreover, the graph 2 is shown on the coordinate plane which consists of a horizontal axis | shaft in FIG. 6 and the vertical axis | shaft which passes along the ammonia concentration on this horizontal axis = 200 (ppm).

また、図7においてグラフ3は、当該アンモニアガスセンサのアンモニア感度とアンモニア(NH3)の濃度との間の関係を示し、グラフ4は、上記比較例のアンモニア感度とアンモニア(NH3)の濃度との間の関係を示しており、当該両関係は互いにほぼ一致している。 In FIG. 7, graph 3 shows the relationship between the ammonia sensitivity and ammonia (NH 3 ) concentration of the ammonia gas sensor, and graph 4 shows the ammonia sensitivity and ammonia (NH 3 ) concentration of the comparative example. The relationship between the two is substantially the same.

なお、アンモニア感度、即ちインピーダンスの変化率は、次の式(1)でもって定義される。   The ammonia sensitivity, that is, the impedance change rate is defined by the following equation (1).

アンモニア感度={(Zb−Z)/Zb}×100(%)・・・(1)
但し、Zbはベースインピーダンスであり、Zはアンモニア添加時のインピーダンスである。
Ammonia sensitivity = {(Zb−Z) / Zb} × 100 (%) (1)
However, Zb is a base impedance and Z is an impedance when ammonia is added.

図6及び図7のグラフによれば、当該アンモニアガスセンサのベースインピーダンスは、図6にて示すごとく、上記比較例のベースインピーダンスに比べ若干小さくなるものの、当該アンモニアガスセンサのアンモニア感度は、上記比較例のアンモニア感度とほぼ一致している(図7参照)。   According to the graphs of FIGS. 6 and 7, the base impedance of the ammonia gas sensor is slightly smaller than the base impedance of the comparative example as shown in FIG. Is almost the same as the ammonia sensitivity (see FIG. 7).

従って、アンモニア成分に対する当該アンモニアガスセンサの検出特性はアンモニア成分に対する上記比較例の検出特性と実質的に変わらないことが分かる。   Therefore, it can be seen that the detection characteristic of the ammonia gas sensor for the ammonia component is not substantially different from the detection characteristic of the comparative example for the ammonia component.

次に、当該アンモニアガスセンサの熱耐久性を評価するために、当該アンモニアガスセンサに対し上記比較例とともに熱耐久試験を行った。具体的には、上述したモデルガス発生装置により、上記測定条件のもとに、大気中にて当該アンモニアガスセンサ及び上記比較例の各ヒータを500(℃)に加熱することで、アンモニアの濃度=100(ppm)の時のアンモニア感度が耐久時間の経過に伴いどのように変化するかについて熱耐久試験した。   Next, in order to evaluate the thermal durability of the ammonia gas sensor, a thermal durability test was performed on the ammonia gas sensor together with the comparative example. Specifically, by the above model gas generator, the ammonia gas sensor and each heater of the comparative example are heated to 500 (° C.) in the atmosphere under the measurement conditions, whereby the ammonia concentration = A thermal endurance test was conducted as to how the ammonia sensitivity at 100 ppm changed with the passage of the endurance time.

この熱耐久試験の結果、図8にて示す各グラフ5、6が得られた。グラフ5は、当該アンモニアガスセンサのアンモニア感度の耐久時間との間の関係を示し、グラフ6は、上記比較例のアンモニア感度の耐久時間との間の関係を示しており、当該両関係はほぼ一致している。   As a result of this thermal endurance test, graphs 5 and 6 shown in FIG. 8 were obtained. Graph 5 shows the relationship between the endurance time of the ammonia sensitivity of the ammonia gas sensor, and graph 6 shows the relationship between the endurance time of the ammonia sensitivity of the comparative example. I'm doing it.

これによれば、当該アンモニアガスセンサのアンモニア感度は、上記比較例のアンモニア感度と同様に、耐久時間1000(hr)の経過後も、殆ど低下しないことが分かる。従って、当該アンモニアガスセンサの熱耐久性は、上記比較例と実質的に同様であることが分かる。   According to this, it can be seen that the ammonia sensitivity of the ammonia gas sensor hardly decreases even after the endurance time of 1000 (hr), like the ammonia sensitivity of the comparative example. Therefore, it can be seen that the thermal durability of the ammonia gas sensor is substantially the same as that of the comparative example.

次に、当該アンモニアガスセンサの感応層及び上記比較例の感応層に対しラマン測定(Raman測定)を施してみたところ、図9にて示すような各グラフ7、8が得られた。ここで、グラフ7は、当該アンモニアガスセンサの感応層におけるスペクトル強度とラマンシフトとの関係を示し、グラフ8は、上記比較例の感応層におけるスペクトル強度とラマンシフトとの関係を示す。   Next, when Raman measurement (Raman measurement) was performed on the sensitive layer of the ammonia gas sensor and the sensitive layer of the comparative example, graphs 7 and 8 as shown in FIG. 9 were obtained. Here, the graph 7 shows the relationship between the spectral intensity and the Raman shift in the sensitive layer of the ammonia gas sensor, and the graph 8 shows the relationship between the spectral intensity and the Raman shift in the sensitive layer of the comparative example.

これらグラフによれば、ラマン測定では、当該アンモニアガスセンサの感応層は、結晶化したWO3に対し活性であり、各波数723(cm-1)及び819(cm-1)の各近傍において、WO3の各ピーク(図9にて各ライン7−1、7−2の近傍参照)を発現していることが分かる。これに対し、上記比較例の感応層のようにWO3とZrO2とが化学結合している場合には、WO3は析出されず当該のWO3ピークは発現しない。 According to these graphs, in the Raman measurement, the sensitive layer of the ammonia gas sensor is active with respect to crystallized WO 3 , and in each vicinity of wave numbers 723 (cm −1 ) and 819 (cm −1 ), WO 3 It can be seen that 3 peaks (see the vicinity of each line 7-1 and 7-2 in FIG. 9) are expressed. On the other hand, when WO 3 and ZrO 2 are chemically bonded as in the sensitive layer of the comparative example, WO 3 is not precipitated and the WO 3 peak does not appear.

このように、当該アンモニアガスセンサの感応層では、上述の通り、上記比較例の感応層とは異なり、WO3のピークをラマン測定により確認することができる。従って、当該アンモニアガスセンサは、上記比較例の感応層とは同じ材料からなる感応層であっても、異なる化学結合が含まれていることが分かる。 Thus, unlike the sensitive layer of the comparative example, the sensitive layer of the ammonia gas sensor can confirm the WO 3 peak by Raman measurement, as described above. Therefore, it can be seen that the ammonia gas sensor includes different chemical bonds even in the sensitive layer made of the same material as the sensitive layer of the comparative example.

また、当該アンモニアガスセンサ及び上記比較例に対する各妨害ガスの影響について調べてみた。ここで、当該各妨害ガスは、上述したC36、CO、NO及びNO2である。 Moreover, it investigated about the influence of each interference gas with respect to the said ammonia gas sensor and the said comparative example. Here, the respective interference gas, C 3 H 6, CO described above, and NO and NO 2.

これによれば、図10にて示すような各棒グラフ9−1、9−2が得られた。ここで、グラフ9−1は、当該アンモニアガスセンサの濃度100(ppm)におけるアンモニア感度と、アンモニア(NH3)及び上記各妨害ガスとの関係を示す。また、グラフ9−2は、上記比較例の濃度100(ppm)におけるアンモニア感度と、アンモニア(NH3)及び上記各妨害ガスとの関係を示す。 According to this, bar graphs 9-1 and 9-2 as shown in FIG. 10 were obtained. Here, the graph 9-1 shows the relationship between the ammonia sensitivity at the concentration (100 ppm) of the ammonia gas sensor, ammonia (NH 3 ), and each of the interference gases. Graph 9-2 shows the relationship between ammonia sensitivity at the concentration of 100 (ppm) in the above comparative example, ammonia (NH 3 ), and each of the interference gases.

各グラフ9−1、9−2によれば、当該アンモニアガスセンサ及び上記比較例の双方において、アンモニア感度が、アンモニアに対しては、76(%)程度であるが、上記各妨害ガスに対しては零である。従って、当該アンモニアガスセンサの妨害ガスに対する依存性は、上記比較例の妨害ガスに対する依存性と同様の結果にて示されていることが分かる。これにより、当該アンモニアガスセンサのアンモニアに対する検出選択性は、上記比較例のアンモニアに対する検出選択性と同様に、上記各妨害ガスの影響を受けることなく良好に確保されることが分かる。   According to each of the graphs 9-1 and 9-2, in both the ammonia gas sensor and the comparative example, the ammonia sensitivity is about 76% for ammonia. Is zero. Therefore, it can be seen that the dependence of the ammonia gas sensor on the interfering gas is shown by the same result as the dependence on the interfering gas of the comparative example. Thereby, it turns out that the detection selectivity with respect to ammonia of the said ammonia gas sensor is ensured satisfactorily without being influenced by each said interference gas similarly to the detection selectivity with respect to the ammonia of the said comparative example.

以上の説明から分かるように、当該アンモニアガスセンサの感応層を、上記比較例の感応層とは異なり、上述のように、本焼成のYSZ粉末及びWO3粉末を混合して作製することで、上記比較例と同様の長期安定性及び良好なアンモニア検出特性を有するアンモニアガスセンサが短時間にて簡易に製造され得る。 As can be seen from the above description, the sensitive layer of the ammonia gas sensor is different from the sensitive layer of the comparative example, and as described above, by mixing the YSZ powder of the main firing and the WO 3 powder, An ammonia gas sensor having the same long-term stability as in the comparative example and good ammonia detection characteristics can be easily manufactured in a short time.

なお、本発明の実施にあたり、上記各実施形態に限ることなく、次のような種々の変形例が挙げられる。
(1)主成分であるジルコニア(YSZ)及び副成分である酸化タングステン(WO3)をそれぞれ硝酸塩及びアンモニウム塩から合成しているが、これらジルコニア及び酸化タングステンとして市販の酸化物を用いても、上記実施形態と同様に、アンモニアガスセンサを製造することができる。但し、上記主成分の比表面積は10(m2/g)以上であることが望ましい。
(2)感応層40の形成材料の一方であるYSZは、これに限ることなく、当該YSZ(即ち、ZrO2)、TiO2、Al23及びSiO2のうちの少なくとも1種であってもよい。
(3)感応層40は、電荷の偏り部分を発現させるような配位数の異なる少なくとも2種の酸化物を混合して形成するようにしてもよい。
In carrying out the present invention, the following various modifications are possible without being limited to the above embodiments.
(1) The main component zirconia (YSZ) and the accessory component tungsten oxide (WO 3 ) are synthesized from nitrate and ammonium salt, respectively, but even if commercially available oxides are used as these zirconia and tungsten oxide, Similar to the above embodiment, an ammonia gas sensor can be manufactured. However, the specific surface area of the main component is preferably 10 (m 2 / g) or more.
(2) YSZ which is one of the forming materials of the sensitive layer 40 is not limited to this, and is at least one of YSZ (that is, ZrO 2 ), TiO 2 , Al 2 O 3 and SiO 2. Also good.
(3) The sensitive layer 40 may be formed by mixing at least two kinds of oxides having different coordination numbers so as to develop a charge bias portion.

ここで、上記少なくとも2種の酸化物は、IVA族、IIIB族及びIVB族のいずれかの族に属する元素を含む酸化物及びVIA族に属する元素を含む酸化物であってもよい。   Here, the at least two kinds of oxides may be an oxide containing an element belonging to any of the groups IVA, IIIB and IVB and an oxide containing an element belonging to the VIA group.

また、上述したIVA族、IIIB族及びIVB族のいずれかの族に属する元素を含む酸化物は、ZrO2、TiO2、Al23及びSiO2のうちの少なくとも1種の酸化物であり、VIA族に属する元素を含む酸化物は、WO3及びMoO3のうちの少なくとも1種の酸化物であってもよい。 The oxide containing an element belonging to any one of the groups IVA, IIIB, and IVB described above is at least one oxide of ZrO 2 , TiO 2 , Al 2 O 3, and SiO 2 . The oxide containing an element belonging to Group VIA may be at least one oxide of WO 3 and MoO 3 .

また、上述したIVA族、IIIB族及びIVB族のいずれかの族に属する元素を含む酸化物に対する安定化材として、IIA族及びIIIA族のいずれかに属する元素を含む酸化物を用いれば、当該IVA族、IIIB族及びIVB族のいずれかの族に属する元素を含む酸化物は、安定化され、感応層の特性、ひいては、当該アンモニアガスセンサの検出特性が、耐熱性等において変化を伴うことなく、安定に維持され得る。   Further, if an oxide containing an element belonging to any of Group IIA or IIIA is used as a stabilizing material for an oxide containing an element belonging to any of the above-mentioned groups IVA, IIIB and IVB, Oxides containing elements belonging to any of the groups IVA, IIIB, and IVB are stabilized, and the characteristics of the sensitive layer, and thus the detection characteristics of the ammonia gas sensor, are not changed in heat resistance, etc. , Can be kept stable.

ここで、上述したIIA族及びIIIA族のいずれかに属する元素を含む酸化物は、CaO、MgO、Y23、Yb23及びGa23のうちの少なくとも1種であってもよい。 Here, the oxide containing an element belonging to any of the IIA group and the IIIA group described above may be at least one of CaO, MgO, Y 2 O 3 , Yb 2 O 3, and Ga 2 O 3. Good.

本発明を適用したアンモニアガスセンサの一実施形態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows one Embodiment of the ammonia gas sensor to which this invention is applied. 図1にて2−2線に沿う断面図である。It is sectional drawing which follows the 2-2 line in FIG. 図1のアンモニアガスセンサの分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the ammonia gas sensor of FIG. 図1のアンモニアガスセンサの主たる製造工程を示す図である。It is a figure which shows the main manufacturing processes of the ammonia gas sensor of FIG. 上記実施形態における比較例の主たる製造工程を示す図である。It is a figure which shows the main manufacturing processes of the comparative example in the said embodiment. 上記実施形態におけるアンモニアガスセンサ及び比較例の各インピーダンスとアンモニアの濃度との関係をそれぞれ示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between each impedance of the ammonia gas sensor and comparative example in the said embodiment, and the density | concentration of ammonia, respectively. 上記実施形態におけるアンモニアガスセンサ及び比較例の各アンモニア感度とアンモニアの濃度との関係をそれぞれ示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between each ammonia sensitivity and ammonia density | concentration of the ammonia gas sensor and comparative example in the said embodiment, respectively. 上記実施形態におけるアンモニアガスセンサ及び比較例の各アンモニア感度と耐久時間との関係をそれぞれ示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between each ammonia sensitivity and durable time of the ammonia gas sensor in the said embodiment, and a comparative example, respectively. 上記実施形態におけるアンモニアガスセンサ及び比較例の各感応層のラマン測定におけるスペクトル強度とラマンシフトとの関係をそれぞれ示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the spectrum intensity | strength and Raman shift in the Raman measurement of each sensitive layer of the ammonia gas sensor and comparative example in the said embodiment, respectively. 上記実施形態におけるアンモニアガスセンサ及び比較例の各アンモニア感度(100ppmの濃度を有する)とアンモニア及び各妨害ガスとの関係をそれぞれ示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between each ammonia sensitivity (it has a density | concentration of 100 ppm), ammonia, and each interfering gas of the ammonia gas sensor and comparative example in the said embodiment, respectively.

符号の説明Explanation of symbols

10…基板、20、30…電極、40…感応層。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Board | substrate, 20, 30 ... Electrode, 40 ... Sensitive layer.

Claims (6)

一対の電極と、当該一対の電極に接するように設けられて被検出ガス中のアンモニア成分に応じて電気的に変化する特性を有する感応体とを備えるアンモニアガスセンサにおいて、
前記感応体は、電荷の偏り部分を発現させるような配位数の異なる少なくとも2種の酸化物を混合して形成されることを特徴とするアンモニアガスセンサ。
In an ammonia gas sensor comprising a pair of electrodes and a sensitive body that is provided so as to be in contact with the pair of electrodes and has a characteristic that changes electrically according to the ammonia component in the gas to be detected.
The ammonia gas sensor is characterized in that the sensitive body is formed by mixing at least two kinds of oxides having different coordination numbers so as to develop a charge bias portion.
一対の電極に接するように感応体を形成してなるアンモニアガスセンサの製造方法において、
前記感応体は、電荷の偏り部分を発現させるような配位数の異なる少なくとも2種の酸化物を混合して形成するようにしたことを特徴とするアンモニアガスセンサの製造方法。
In the method of manufacturing an ammonia gas sensor formed by forming a sensitive body so as to be in contact with a pair of electrodes,
The method for producing an ammonia gas sensor, wherein the sensitizer is formed by mixing at least two kinds of oxides having different coordination numbers so as to develop a charge-biased portion.
前記少なくとも2種の酸化物は、IVA族、IIIB族及びIVB族のいずれかの族に属する元素を含む酸化物及びVIA族に属する元素を含む酸化物であることを特徴とする請求項2に記載のアンモニアガスセンサの製造方法。   The at least two kinds of oxides are an oxide containing an element belonging to any of the groups IVA, IIIB and IVB and an oxide containing an element belonging to the VIA group. The manufacturing method of the ammonia gas sensor of description. 前記IVA族、IIIB族及びIVB族のいずれかの族に属する元素を含む酸化物は、ZrO2、TiO2、Al23及びSiO2のうちの少なくとも1種の酸化物であり、
前記VIA族に属する元素を含む酸化物は、WO3及びMoO3のうちの少なくとも1種の酸化物であることを特徴とする請求項3に記載のアンモニアガスセンサの製造方法。
The oxide containing an element belonging to any of the groups IVA, IIIB and IVB is at least one oxide of ZrO 2 , TiO 2 , Al 2 O 3 and SiO 2 ,
Oxide containing an element belonging to the group VIA The manufacturing method of the ammonia gas sensor according to claim 3, characterized in that at least one oxide of WO 3 and MoO 3.
前記IVA族、IIIB族及びIVB族のいずれかの族に属する元素を含む酸化物のための安定化材は、IIA族及びIIIA族のいずれかに属する元素を含む酸化物であることを特徴とする請求項3或いは4に記載のアンモニアガスセンサの製造方法。   The stabilizer for an oxide containing an element belonging to any one of the groups IVA, IIIB and IVB is an oxide containing an element belonging to any of the groups IIA and IIIA The method for manufacturing an ammonia gas sensor according to claim 3 or 4. 前記IIA族及びIIIA族のいずれかに属する元素を含む酸化物は、CaO、MgO、Y23、Yb23及びGa23のうちの少なくとも1種であることを特徴とする請求項5に記載のアンモニアガスセンサの製造方法。

The oxide containing an element belonging to any of the IIA group and the IIIA group is at least one of CaO, MgO, Y 2 O 3 , Yb 2 O 3, and Ga 2 O 3. Item 6. A method for producing an ammonia gas sensor according to Item 5.

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