JP7253051B2 - スクリーン印刷された電極構造体のための改善された貴金属ペースト - Google Patents
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Description
先に説明されたスクリーン印刷ペースト組成物をセラミック基材に適用する工程;及び
スクリーン印刷ペースト組成物を乾燥して、次いでベーキングして、電気伝導体配線を作り出す工程
を含む。
セラミック基材への、特にAl2O3へのベーキングされた貴金属ペーストの付着性が改善される。
対応する貴金属ペーストから製造されたセンサーの、例えば、排気列車における又はヒーターのためのすすセンサーの高温適用の場合において、基材からの電極の断絶の可能性が最小化される。
ベーキングの後に、貴金属ペーストが平滑になり、表面が金属光沢を有する、すなわち、適用された層は非常にち密となり多孔性でない。従って、適用された層は高い伝導性を有し、より安定である。
すす粒子フィルターの燃焼温度(約750℃)で、高融点の金属酸化物組成物は、貴金属層の融解をもたらさない。
ベーキングされたペーストの電気抵抗は、種々の製造バッチにおいて非常に良好に再現することができる。
(組成物中の金属酸化物及び白金粒子の合計の量に対して)100~85wt%の白金粒子含有量及び0~15wt%のガラス形成金属酸化物の含有量を有する組成物を、それらの付着性及び電気伝導性について調査した。ガラス形成金属酸化物の組成は、45wt%BaO、38wt%SiO2、15wt%Al2O3及び2wt%のさらなる酸化物成分であった。この場合、15wt%のガラス形成金属酸化物の含有量について、非常に良好な付着性が示された。シート抵抗は、ガラス形成金属酸化物の含有量が増加するに伴って増加した。
白金粉末(実施例1において明示される通り)及びガラス形成金属酸化物の合計の重量に対して12wt%の割合を有する、金属酸化物の種々の混合物を、配合してペーストにした。ペーストは、約15wt%の割合で、バインダー及び溶媒としてエチルセルロース及びテキサノールを付加的に含有していた。
表2
Claims (14)
- 電気伝導体配線を製造するためのスクリーン印刷ペースト組成物であって、
白金及び/又はパラジウムを含む粒子状の貴金属、
金属酸化物、並びに
有機バインダー及び/又は溶媒
を含み、スクリーン印刷ペースト組成物中の金属酸化物の割合が、白金及び金属酸化物の合計の量に対して5~15wt%であり、SiO2、Al2O3及びBaOが、スクリーン印刷ペースト組成物中の金属酸化物の少なくとも70wt%の割合を占める、スクリーン印刷ペースト組成物。 - 粒子状の貴金属が、白金及び/又は白金合金の形態で、好ましくは白金の形態で存在することを特徴とする、請求項1に記載のスクリーン印刷ペースト組成物。
- 粒子状の白金が、球状の白金の形態でスクリーン印刷ペースト組成物中に存在し、好ましくは、以下の特性:
白金割合:≧99.7%
比表面積(BET):0.8~1.2m2/g
粒径分布:
D10:0.2~0.5μm
D50:0.4~1.0μm
D90:≦2.5μm
粉末密度:9.0~11.5g/cm3
を有するPt粉末をベースとしていることを特徴とする、請求項2に記載のスクリーン印刷ペースト組成物。 - SiO2、Al2O3及びBaOが、スクリーン印刷ペースト組成物中の金属酸化物の少なくとも80wt%、好ましくは少なくとも90wt%の割合を占めることを特徴とする、請求項1~3のいずれか1項に記載のスクリーン印刷ペースト組成物。
- 金属酸化物が、SiO2、Al2O3及びBaOを、スクリーン印刷ペースト組成物中の金属酸化物の合計の重量に対して35~41wt%SiO2、12~18wt%Al2O3及び42~48wt%BaOの割合で含み、スクリーン印刷ペースト組成物中の金属酸化物に対する全てのさらなる酸化物成分の合計の割合が≦2wt%であることを特徴とする、請求項1~4のいずれか1項に記載のスクリーン印刷ペースト組成物。
- 有機バインダーが、エチルセルロース及び/又は溶媒としての2,2,4-トリメチル-1,3-ペンタンジオールモノイソブチレートを含み、好ましくはエチルセルロース及び/又は溶媒としての2,2,4-トリメチル-1,3-ペンタンジオールモノイソブチレートからなることを特徴とする、請求項1~5のいずれか1項に記載のスクリーン印刷ペースト組成物。
- セラミック基材に電気伝導体配線を製造するための方法であって、
請求項1~6のいずれか1項に記載のスクリーン印刷ペースト組成物をセラミック基材に適用する工程、
スクリーン印刷ペースト組成物を乾燥して、次いでベーキングして、電気伝導体配線を作り出す工程
を含む、方法。 - セラミック基材と、セラミック基材の少なくとも1つの面上の電気伝導体配線とを備える複合体製品であって、電気伝導体配線が、白金及び/又はパラジウムを含む粒子状の、好ましくは球状の貴金属と、金属酸化物とをベースとしていて、金属酸化物の割合が、電気伝導体配線の重量に対して5~15wt%を占めていて、電気伝導体配線中の金属酸化物が、酸化ケイ素、酸化アルミニウム及び酸化バリウムを少なくとも70wt%の割合で含有する、複合体製品。
- セラミック基材が酸化アルミニウムを含むことを特徴とする、請求項8に記載の複合体製品。
- 電気伝導体配線中の金属酸化物が、酸化ケイ素、酸化アルミニウム及び酸化バリウムを、電気伝導体配線中の金属酸化物の少なくとも80wt%、好ましくは少なくとも90wt%の割合で含有することを特徴とする、請求項8又は9に記載の複合体製品。
- 電気伝導体配線中の金属酸化物が、SiO2、Al2O3及びBaOを、電気伝導体配線中の金属酸化物の合計の重量に対して35~41wt%SiO2、12~18wt%Al2O3及び42~48wt%BaOの割合で含み、金属酸化物に対する全てのさらなる酸化物成分の割合が≦2wt%であることを特徴とする、請求項8~10のいずれか1項に記載の複合体製品。
- 粒子状の白金が、以下の特性:
白金割合:≧99.7%
比表面積(BET):0.8~1.2m2/g
粒径分布:
D10:0.2~0.5μm
D50:0.4~1.0μm
D90:≦2.5μm
粉末密度:9.0~11.5g/cm3
を有するPt粉末をベースとしていることを特徴とする、請求項8~11のいずれか1項に記載の複合体製品。 - 請求項8~12のいずれか1項に記載の複合体製品を備える粒子センサーであって、電気伝導体配線が少なくとも2つの電極を有していて、少なくとも2つの電極が互いに分離している、好ましくは2つのかみ合った櫛形電極である、粒子センサー。
- 請求項8~12のいずれか1項に記載の複合体製品を備える、加熱装置。
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