JPH02193052A - ガス感応体素子 - Google Patents
ガス感応体素子Info
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- JPH02193052A JPH02193052A JP6812189A JP6812189A JPH02193052A JP H02193052 A JPH02193052 A JP H02193052A JP 6812189 A JP6812189 A JP 6812189A JP 6812189 A JP6812189 A JP 6812189A JP H02193052 A JPH02193052 A JP H02193052A
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- sintered body
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- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 17
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
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Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は自動車用以外例えば船舶（モーターボート、ヨ
ツト等）用、定置（ビルの空調機、発電機等）用であっ
て温度変化が比較的太き（過酷な条件で用いられる排ガ
ス空燃比検出器に使用されるガス感応体に関する。
ツト等）用、定置（ビルの空調機、発電機等）用であっ
て温度変化が比較的太き（過酷な条件で用いられる排ガ
ス空燃比検出器に使用されるガス感応体に関する。
酸化チタン焼結体は、ガス成分に応じて電気抵抗値を変
化させるのでガス感応体素子として用いられている。例
えば、自動車排ガス空燃比検出器に用いられるガス感応
体素子は理論混合比（λ＝１）を境にして急激な電気抵
抗変化を示すものが使用され、このような素子は第１図
に示すように温度によってもまた電気抵抗変化を示す。
化させるのでガス感応体素子として用いられている。例
えば、自動車排ガス空燃比検出器に用いられるガス感応
体素子は理論混合比（λ＝１）を境にして急激な電気抵
抗変化を示すものが使用され、このような素子は第１図
に示すように温度によってもまた電気抵抗変化を示す。
そのため空燃比検知器の使用温度範囲内において、理論
混合比での急激な電気抵抗変化幅にある程度の重なり部
分（オーバーラツプ、以下ΔＷＢという）がなければ理
論混合比を検知することができない。
混合比での急激な電気抵抗変化幅にある程度の重なり部
分（オーバーラツプ、以下ΔＷＢという）がなければ理
論混合比を検知することができない。
従来のガス感応体素子ではこのΔＷＢが不十分であった
。また検出ガスの温度が昇温、下降を繰り返したとき膜
上の電極が剥離したり、電気抵抗値に変化を来すという
問題があった。この理由は酸化チタン焼結体と電極材と
の接着性の悪さ、膨張係数の違い等に起因するためと思
われる。
。また検出ガスの温度が昇温、下降を繰り返したとき膜
上の電極が剥離したり、電気抵抗値に変化を来すという
問題があった。この理由は酸化チタン焼結体と電極材と
の接着性の悪さ、膨張係数の違い等に起因するためと思
われる。
本発明はこれを改良するためになされたものであり、Δ
ＷＢが大きくかつ焼結体と電極材との接着性を向上させ
た非自動車用エンジン排ガス空燃比検知器用ガス感応体
素子を提供することを目的とする。
ＷＢが大きくかつ焼結体と電極材との接着性を向上させ
た非自動車用エンジン排ガス空燃比検知器用ガス感応体
素子を提供することを目的とする。
本ガス感応体素子は、検出ガス中のガス成分に応じた電
気抵抗値を生じる酸化チタン焼結体と、この電気抵抗値
を取り出すだめの一対の膜状の電極とを具備しているガ
ス感応体素子において電極材は酸化チタン焼結体と同一
材料の粉末を０． ５〜５０重量％（以下、％という）
含むことを特徴とする。
気抵抗値を生じる酸化チタン焼結体と、この電気抵抗値
を取り出すだめの一対の膜状の電極とを具備しているガ
ス感応体素子において電極材は酸化チタン焼結体と同一
材料の粉末を０． ５〜５０重量％（以下、％という）
含むことを特徴とする。
上記焼結体はＴｉｅ、粉末を焼結したものであり、膜状
の電極は通常、白金族特に白金が用いられる。これら貴
金属は化学的に安定で上記酸化チタンと親和性をもたな
いため接着力は乏しいが、上記酸化チタンを０．５〜５
０％含むことにより、これらを介して焼結体と結合でき
また接触面積も増大できるもので、これによりΔＷＢを
増し、繰り返しの温度上昇下降にも剥離したり性能を劣
化したりすることもない。ここで焼結体と同一材料の粉
末の含有量を０．５〜５０％に限定した理由は、０．５
％未満では接着の効果が乏しく、５０％を越えると電極
の抵抗が過大でΔＷＢが不十分となるためである。
の電極は通常、白金族特に白金が用いられる。これら貴
金属は化学的に安定で上記酸化チタンと親和性をもたな
いため接着力は乏しいが、上記酸化チタンを０．５〜５
０％含むことにより、これらを介して焼結体と結合でき
また接触面積も増大できるもので、これによりΔＷＢを
増し、繰り返しの温度上昇下降にも剥離したり性能を劣
化したりすることもない。ここで焼結体と同一材料の粉
末の含有量を０．５〜５０％に限定した理由は、０．５
％未満では接着の効果が乏しく、５０％を越えると電極
の抵抗が過大でΔＷＢが不十分となるためである。
次に上記感応体素子の製作方法と特性の一例を実施例に
よって述べる。
よって述べる。
平均粒径１μのＴｉ０＝粉末にブチラール系樹脂とエタ
ノールを混合して泥漿状のシート用素地を作成し、この
泥漿より厚さを乾燥後０．２５ｍｍになるように調整し
てドクターブレード法によりシート状にし、乾燥後４ｍ
ｍ、５ｍｍの長方形に切断する。別に平均粒径１μの白
金粉末に上記Ｔ ｉ Ｏ２粉末を第１表に示す割合に混
合し、エチルセルロース及びブチルカルピトールアセテ
ートをペースト状にし、両面にスクリーン印刷により印
刷する。これを乾燥後、１２００℃にて１時間大気中に
保持し焼成した。これをＮｌ１２〜Ｎｎ８Ｒとする。こ
れの断面の拡大模式図を第２図に示す。
ノールを混合して泥漿状のシート用素地を作成し、この
泥漿より厚さを乾燥後０．２５ｍｍになるように調整し
てドクターブレード法によりシート状にし、乾燥後４ｍ
ｍ、５ｍｍの長方形に切断する。別に平均粒径１μの白
金粉末に上記Ｔ ｉ Ｏ２粉末を第１表に示す割合に混
合し、エチルセルロース及びブチルカルピトールアセテ
ートをペースト状にし、両面にスクリーン印刷により印
刷する。これを乾燥後、１２００℃にて１時間大気中に
保持し焼成した。これをＮｌ１２〜Ｎｎ８Ｒとする。こ
れの断面の拡大模式図を第２図に示す。
図中１はＴ ｉ ０２焼結体、２は膜状の電極、２中黒
丸は白金粒子、白丸はＴ ｉ Ｏａ粒子を示す。
丸は白金粒子、白丸はＴ ｉ Ｏａ粒子を示す。
別に白金粉末にＴｉＯ２粉末を混入しない以外は実施例
１と同様にして製作しＮｕ １とした。これの断面の拡
大模式図を第３図に示す。図中１ａはＴ ｉ Ｏａ焼結
体、２ａは膜状電極を示す。尚、この焼結体が還元雰囲
気に置かれると、非化学量論的組成となって、電気抵抗
変化が生じる。
１と同様にして製作しＮｕ １とした。これの断面の拡
大模式図を第３図に示す。図中１ａはＴ ｉ Ｏａ焼結
体、２ａは膜状電極を示す。尚、この焼結体が還元雰囲
気に置かれると、非化学量論的組成となって、電気抵抗
変化が生じる。
試験例
実施例のＮα１〜８Ｒの試料に白金線を接着して３００
℃と７００℃との検出ガス中で抵抗値を測定し第１表に
示し、又室温より７００ｔ：迄の昇温を１００回繰り返
した後の剥離強度及び濃厚ガス中の抵抗値を測定し第２
表に示す。
℃と７００℃との検出ガス中で抵抗値を測定し第１表に
示し、又室温より７００ｔ：迄の昇温を１００回繰り返
した後の剥離強度及び濃厚ガス中の抵抗値を測定し第２
表に示す。
上記３００℃測定においては、稀薄ガスとしてＮ２に１
体積％のＮ３を添加したガスを２０００ｅｃ／分と空気
１００ｃｃ／分を混合してａＯＯ℃に加熱した中に感応
体素子を設置して、抵抗値をデジタル抵抗計により測定
し、濃厚ガスとしてＮ２に１体積％のＮ２を添加したガ
スを２０００ｃｃ／分、３００℃に加熱して流した中で
同様に測定した。上記７００℃測定においては、ガス温
度を７００℃とした以外は上記と同様に測定した。
体積％のＮ３を添加したガスを２０００ｅｃ／分と空気
１００ｃｃ／分を混合してａＯＯ℃に加熱した中に感応
体素子を設置して、抵抗値をデジタル抵抗計により測定
し、濃厚ガスとしてＮ２に１体積％のＮ２を添加したガ
スを２０００ｃｃ／分、３００℃に加熱して流した中で
同様に測定した。上記７００℃測定においては、ガス温
度を７００℃とした以外は上記と同様に測定した。
上記剥離強度においては、膜状電極につけた白金線の一
方を固定し、他方をテンションゲージを介して引張り剥
離する強度を測定した。
方を固定し、他方をテンションゲージを介して引張り剥
離する強度を測定した。
第１表及び第２表より、膜状電極材料に０．５〜５０％
のＴｉＯ２粉末を含有する本発明によるＮ［１３〜Ｎα
７はΔＷＢが１．６７以上を示したが、含有量が０゜３
％以下の試料Ｎα１及びＮα２と含有量が６０％のＮα
８ＲはΔＷＢがこれより小さく、昇温を１００回繰り返
した後の剥離強度は、本発明品は比較品に対して大きく
、７００℃における濃厚ガス中の抵抗値も本発明品は昇
温の繰り返し前後において殆ど変わらない。これに対し
、比較品ｋ ｌ及びＮα２はその抵抗値が繰り返し後に
おいて大きくなり、これは使用上途中で設定抵抗値を変
えなければならないという問題を起す。
のＴｉＯ２粉末を含有する本発明によるＮ［１３〜Ｎα
７はΔＷＢが１．６７以上を示したが、含有量が０゜３
％以下の試料Ｎα１及びＮα２と含有量が６０％のＮα
８ＲはΔＷＢがこれより小さく、昇温を１００回繰り返
した後の剥離強度は、本発明品は比較品に対して大きく
、７００℃における濃厚ガス中の抵抗値も本発明品は昇
温の繰り返し前後において殆ど変わらない。これに対し
、比較品ｋ ｌ及びＮα２はその抵抗値が繰り返し後に
おいて大きくなり、これは使用上途中で設定抵抗値を変
えなければならないという問題を起す。
以上本実施例については膜状の電極材料として白金を用
いたが、本発明はこれに拘ることなく他の電極材料を適
用することもできる。
いたが、本発明はこれに拘ることなく他の電極材料を適
用することもできる。
更に本実施例ではＴ ｉＯを粉末を含む泥漿をドクター
ブレードにより形成したグリーンシートに膜状電極を形
成するペーストを印刷したが、本発明はこれに拘ること
なくグリーンシートを焼成した後、膜状電極を形成する
ペーストラ印刷し焼付けても同様の効果が得られる。
ブレードにより形成したグリーンシートに膜状電極を形
成するペーストを印刷したが、本発明はこれに拘ること
なくグリーンシートを焼成した後、膜状電極を形成する
ペーストラ印刷し焼付けても同様の効果が得られる。
本発明のガス感応体素子において、電極材は焼結体と同
一材料のＴｉＯ□粉末を所定量含むので、ΔＷＢが大き
くかつ両者の接着性に優れ、そのため自動車用エンジン
以外で過酷な条件で用いられるようなエンジン（例えば
船舶等）の排ガス空燃比検出器に極めて適する。
一材料のＴｉＯ□粉末を所定量含むので、ΔＷＢが大き
くかつ両者の接着性に優れ、そのため自動車用エンジン
以外で過酷な条件で用いられるようなエンジン（例えば
船舶等）の排ガス空燃比検出器に極めて適する。
第１図はガス感応体素子の温度と電気抵抗の関係を示す
特性図、第２図は本発明の感応体素子の拡大断面図、第
３図は従来の感応体素子の模式断面図である。 １ ；ＴｉＯ□焼結体、２；膜状電極。 特許出願人 日本特殊陶業株式会社 代 理 人 弁理士 小島清路 第１図 λ！１ 第３図 ａ
特性図、第２図は本発明の感応体素子の拡大断面図、第
３図は従来の感応体素子の模式断面図である。 １ ；ＴｉＯ□焼結体、２；膜状電極。 特許出願人 日本特殊陶業株式会社 代 理 人 弁理士 小島清路 第１図 λ！１ 第３図 ａ
Claims (1)
- （１）検出ガス中のガス成分に応じた電気抵抗値を生じ
る酸化チタン焼結体と、この電気抵抗値を取り出すため
の一対の膜状の電極とを具備しているガス感応体素子に
おいて電極材は酸化チタン焼結体と同一材料の粉末を０
．５〜５０重量％含み、非自動車用エンジン排ガス空燃
比検知器に用いられることを特徴とするガス感応体素子
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6812189A JPH02193052A (ja) | 1989-03-20 | 1989-03-20 | ガス感応体素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6812189A JPH02193052A (ja) | 1989-03-20 | 1989-03-20 | ガス感応体素子 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1162679A Division JPS55103454A (en) | 1979-02-02 | 1979-02-02 | Gas sensor element |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02193052A true JPH02193052A (ja) | 1990-07-30 |
Family
ID=13364597
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6812189A Pending JPH02193052A (ja) | 1989-03-20 | 1989-03-20 | ガス感応体素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02193052A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002071611A (ja) * | 2000-08-30 | 2002-03-12 | Fis Kk | 水素ガスセンサ |
| JP2007078513A (ja) * | 2005-09-14 | 2007-03-29 | Horiba Ltd | 半導体ガスセンサ |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55103454A (en) * | 1979-02-02 | 1980-08-07 | Ngk Spark Plug Co Ltd | Gas sensor element |
-
1989
- 1989-03-20 JP JP6812189A patent/JPH02193052A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55103454A (en) * | 1979-02-02 | 1980-08-07 | Ngk Spark Plug Co Ltd | Gas sensor element |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002071611A (ja) * | 2000-08-30 | 2002-03-12 | Fis Kk | 水素ガスセンサ |
| JP2007078513A (ja) * | 2005-09-14 | 2007-03-29 | Horiba Ltd | 半導体ガスセンサ |
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