JPH05256816A - 酸素センサおよびその製造方法 - Google Patents
酸素センサおよびその製造方法Info
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- JPH05256816A JPH05256816A JP4058022A JP5802292A JPH05256816A JP H05256816 A JPH05256816 A JP H05256816A JP 4058022 A JP4058022 A JP 4058022A JP 5802292 A JP5802292 A JP 5802292A JP H05256816 A JPH05256816 A JP H05256816A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 耐熱性および熱的安定性に優れ、かつまた低
温でのセンサ特性が良好である酸素センサを提供する。 【構成】 酸素イオン伝導性固体電解質２の表面に基準
電極３と測定電極４を設け、少なくとも被測定ガスが接
触する側の電極表面に耐熱性金属酸化物を用いた多孔質
保護層５を設けた酸素センサ１において、電極３，４中
に酸化ジルコニウムと酸化セリウムとからなる複合酸化
物を含ませた。
温でのセンサ特性が良好である酸素センサを提供する。 【構成】 酸素イオン伝導性固体電解質２の表面に基準
電極３と測定電極４を設け、少なくとも被測定ガスが接
触する側の電極表面に耐熱性金属酸化物を用いた多孔質
保護層５を設けた酸素センサ１において、電極３，４中
に酸化ジルコニウムと酸化セリウムとからなる複合酸化
物を含ませた。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車等における内燃
機関の空燃比制御に使用される酸素センサおよびその製
造方法に関するものである。
機関の空燃比制御に使用される酸素センサおよびその製
造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】酸素イオン伝導性固体電解質の表面に一
対の電極を備え、各々の電極を異なる酸素分圧雰囲気に
接触させて酸素濃淡電池を形成し、この電池のネルンス
トの式にもとづく起電力により被測定ガス中の酸素濃度
を検出する酸素センサが実用化されている。
対の電極を備え、各々の電極を異なる酸素分圧雰囲気に
接触させて酸素濃淡電池を形成し、この電池のネルンス
トの式にもとづく起電力により被測定ガス中の酸素濃度
を検出する酸素センサが実用化されている。
【０００３】この酸素センサを自動車等の空燃比制御に
使用すると、理論空燃比前後で出力電圧が急変するた
め、その都度燃料供給装置に信号を送って空燃比を理論
値に収束することが可能となる。また、理論値よりも若
干空気過剰側に収束させることによって希薄燃焼させる
ことが可能となる。
使用すると、理論空燃比前後で出力電圧が急変するた
め、その都度燃料供給装置に信号を送って空燃比を理論
値に収束することが可能となる。また、理論値よりも若
干空気過剰側に収束させることによって希薄燃焼させる
ことが可能となる。
【０００４】このような酸素センサとしては、酸素イオ
ン伝導性固体電解質として安定化ジルコニアを用い、こ
の固体電解質の表面に多孔性のＰｔ等ガス透過性を有す
る基準電極および測定電極を設け、さらにこれらの電極
のうち被測定ガスに接触する側の電極表面にスピネル等
の多孔性セラミックスよりなる保護層を設けた構成のも
のが一般に使用されている。
ン伝導性固体電解質として安定化ジルコニアを用い、こ
の固体電解質の表面に多孔性のＰｔ等ガス透過性を有す
る基準電極および測定電極を設け、さらにこれらの電極
のうち被測定ガスに接触する側の電極表面にスピネル等
の多孔性セラミックスよりなる保護層を設けた構成のも
のが一般に使用されている。
【０００５】従来、このような酸素センサの電極として
は、Ｐｔの無電解メッキにより形成したもの、Ｐｔの蒸
着により形成したもの、Ｐｔ粉と安定化ジルコニア粉と
を混合したペーストを塗布・焼付けすることにより形成
したもの等が用いられている。
は、Ｐｔの無電解メッキにより形成したもの、Ｐｔの蒸
着により形成したもの、Ｐｔ粉と安定化ジルコニア粉と
を混合したペーストを塗布・焼付けすることにより形成
したもの等が用いられている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、Ｐｔの
無電解メッキおよび蒸着により形成された電極は、熱的
な安定性に劣り、高温で耐久試験を実行するとセンサ特
性が大きく変化してしまうことがあるという問題点があ
った。
無電解メッキおよび蒸着により形成された電極は、熱的
な安定性に劣り、高温で耐久試験を実行するとセンサ特
性が大きく変化してしまうことがあるという問題点があ
った。
【０００７】一方、Ｐｔ粉と安定化ジルコニア粉とを混
合したペーストを塗布・焼付けすることにより形成した
電極は、熱的な安定性には優れているが、ペーストを高
温で焼付けするため、低温でのセンサ特性が空燃比制御
上好ましくないものになることがあるという問題点があ
った。
合したペーストを塗布・焼付けすることにより形成した
電極は、熱的な安定性には優れているが、ペーストを高
温で焼付けするため、低温でのセンサ特性が空燃比制御
上好ましくないものになることがあるという問題点があ
った。
【０００８】したがって、上記したような従来の問題点
を解決することが課題として存在していた。
を解決することが課題として存在していた。
【０００９】
【発明の目的】本発明は、上記したような従来の課題を
解決するためになされたものであって、耐熱性および熱
的安定性に優れ、かつまた低温でのセンサ特性が良好で
ある酸素センサを提供することを目的としているもので
ある。
解決するためになされたものであって、耐熱性および熱
的安定性に優れ、かつまた低温でのセンサ特性が良好で
ある酸素センサを提供することを目的としているもので
ある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明に係わる酸素セン
サは、酸素イオン伝導性固体電解質の表面に基準電極と
測定電極を設け、少なくとも被測定ガスが接触する側の
電極表面に耐熱性金属酸化物を用いた多孔質保護層を設
けた酸素センサにおいて、前記電極中に酸化ジルコニウ
ムと酸化セリウムとからなる複合酸化物を含ませた構成
としたことを特徴としており、実施態様においては、前
記電極中に含まれる酸化ジルコニウムと酸化セリウムと
からなる複合酸化物中の酸化セリウムのモル比を１０〜
３０ｍｏｌ％とした構成としたことを特徴としている。
サは、酸素イオン伝導性固体電解質の表面に基準電極と
測定電極を設け、少なくとも被測定ガスが接触する側の
電極表面に耐熱性金属酸化物を用いた多孔質保護層を設
けた酸素センサにおいて、前記電極中に酸化ジルコニウ
ムと酸化セリウムとからなる複合酸化物を含ませた構成
としたことを特徴としており、実施態様においては、前
記電極中に含まれる酸化ジルコニウムと酸化セリウムと
からなる複合酸化物中の酸化セリウムのモル比を１０〜
３０ｍｏｌ％とした構成としたことを特徴としている。
【００１１】本発明に係わる酸素センサの製造方法は、
酸素イオン伝導性固体電解質の仮焼体に、Ｐｔ粉および
酸化ジルコニウムと酸化セリウムとからなる複合酸化物
を混合したペースを電極用として印刷した後、本焼成し
て、Ｐｔ電極中に酸化ジルコニウムと酸化セリウムとか
らなる複合酸化物を含ませ、少なくとも被測定ガスが接
触する側の電極表面にアルミナ，スピネル等の耐熱性金
属酸化物を被覆して多孔質保護層を形成する構成とした
ことを特徴としている。
酸素イオン伝導性固体電解質の仮焼体に、Ｐｔ粉および
酸化ジルコニウムと酸化セリウムとからなる複合酸化物
を混合したペースを電極用として印刷した後、本焼成し
て、Ｐｔ電極中に酸化ジルコニウムと酸化セリウムとか
らなる複合酸化物を含ませ、少なくとも被測定ガスが接
触する側の電極表面にアルミナ，スピネル等の耐熱性金
属酸化物を被覆して多孔質保護層を形成する構成とした
ことを特徴としている。
【００１２】また、本発明に係わる酸素センサの他の製
造方法は、酸素イオン伝導性固体電解質の仮焼体に、Ｐ
ｔ粉および酸化ジルコニウムと酸化セリウムとからなる
複合酸化物を混合したペーストならびにアルミナ，スピ
ネル等の耐熱性金属酸化物を混合したペーストを各々電
極用ならびに保護層用として印刷・塗布した後、同時焼
成して、Ｐｔ電極中に酸化ジルコニウムと酸化セリウム
とからなる複合酸化物を含ませた電極ならびにアルミ
ナ，スピネル等の耐熱性金属酸化物を用いた多孔質保護
層を形成する構成としたことを特徴としている。
造方法は、酸素イオン伝導性固体電解質の仮焼体に、Ｐ
ｔ粉および酸化ジルコニウムと酸化セリウムとからなる
複合酸化物を混合したペーストならびにアルミナ，スピ
ネル等の耐熱性金属酸化物を混合したペーストを各々電
極用ならびに保護層用として印刷・塗布した後、同時焼
成して、Ｐｔ電極中に酸化ジルコニウムと酸化セリウム
とからなる複合酸化物を含ませた電極ならびにアルミ
ナ，スピネル等の耐熱性金属酸化物を用いた多孔質保護
層を形成する構成としたことを特徴としている。
【００１３】図１および図２は、本発明に係わる酸素セ
ンサの一実施態様を示すものであって、酸素イオン伝導
性固体電解質が管状形をなす場合を示すものである。
ンサの一実施態様を示すものであって、酸素イオン伝導
性固体電解質が管状形をなす場合を示すものである。
【００１４】図１および図２に示すように、この酸素セ
ンサ１では、ＺｒＯ２−ＣａＯ系または４〜１０ｍｏｌ
％のＹ２Ｏ３を添加したＺｒＯ２系など公知の酸素イオ
ン伝導性固体電解質２が一端を閉じた管状に成形された
ものが用いられ、管の内側に基準酸素濃度として使用さ
れる空気が導入され、管の外側には被測定ガスが流れる
構造になっている。
ンサ１では、ＺｒＯ２−ＣａＯ系または４〜１０ｍｏｌ
％のＹ２Ｏ３を添加したＺｒＯ２系など公知の酸素イオ
ン伝導性固体電解質２が一端を閉じた管状に成形された
ものが用いられ、管の内側に基準酸素濃度として使用さ
れる空気が導入され、管の外側には被測定ガスが流れる
構造になっている。
【００１５】そして、管状をなす酸素イオン伝導性固体
電解質２の内外表面上には、Ｐｔ等からなる多孔質の基
準電極３および測定電極４が０．５〜２．０ミクロン程
度の厚さに形成されている。これらの電極３，４は、Ｐ
ｔ粉を主成分とし、その中に酸化ジルコニウムと酸化セ
リウムとの比がモル％で９０：１０〜７０：３０とした
複合酸化物の微粒なセラミックス粒子が混合されている
ペーストを電極材料として塗布ないしは印刷した後、高
温で焼き付けたものが用いられている。
電解質２の内外表面上には、Ｐｔ等からなる多孔質の基
準電極３および測定電極４が０．５〜２．０ミクロン程
度の厚さに形成されている。これらの電極３，４は、Ｐ
ｔ粉を主成分とし、その中に酸化ジルコニウムと酸化セ
リウムとの比がモル％で９０：１０〜７０：３０とした
複合酸化物の微粒なセラミックス粒子が混合されている
ペーストを電極材料として塗布ないしは印刷した後、高
温で焼き付けたものが用いられている。
【００１６】この酸素センサ１の被測定ガスと接触する
部分にある測定電極４上には多孔質保護層５が形成して
ある。また、場合によっては触媒層６が設けられてい
る。
部分にある測定電極４上には多孔質保護層５が形成して
ある。また、場合によっては触媒層６が設けられてい
る。
【００１７】図２は前記多孔質保護層５と触媒層６の部
分を拡大して示したものである。図２に示すように、固
体電解質２と接触する測定電極４の上には多孔質保護層
５が設けてある。この多孔質保護層５は測定電極４を高
温被測定ガス（内燃機関の排出ガス）の物理的・化学的
侵食作用から保護するとともに、測定電極４を固体電解
質２に押圧する作用を有するものであり、この多孔質保
護層５としては、ＭｇＯ・Ａｌ２Ｏ３（スピネル），Ｃ
ａＯ−ＺｒＯ２，Ｙ２Ｏ３−ＺｒＯ２等の耐熱性酸化物
粒子からなる。この場合、多孔質保護層５の厚さは２０
〜１００ミクロン程度とするのがより好ましく、例え
ば、耐熱性酸化物を溶射することにより確実に形成され
る。
分を拡大して示したものである。図２に示すように、固
体電解質２と接触する測定電極４の上には多孔質保護層
５が設けてある。この多孔質保護層５は測定電極４を高
温被測定ガス（内燃機関の排出ガス）の物理的・化学的
侵食作用から保護するとともに、測定電極４を固体電解
質２に押圧する作用を有するものであり、この多孔質保
護層５としては、ＭｇＯ・Ａｌ２Ｏ３（スピネル），Ｃ
ａＯ−ＺｒＯ２，Ｙ２Ｏ３−ＺｒＯ２等の耐熱性酸化物
粒子からなる。この場合、多孔質保護層５の厚さは２０
〜１００ミクロン程度とするのがより好ましく、例え
ば、耐熱性酸化物を溶射することにより確実に形成され
る。
【００１８】この多孔質保護層５の上には、場合によっ
て、例えば、Ｐｔ，Ｐｄ，Ｒｈ等の触媒活性物質のうち
１種以上を含んでいる触媒層６が設けてある。この触媒
層６は保護層５の全面に付着されており、非平衡排出ガ
スの酸化・還元反応に関与し、空燃比１４．６付近で酸
素センサ１の起電力変化を助けるものである。この触媒
層６に担持するＰｔ，Ｐｄ，Ｒｈ等の触媒活性物質は、
γ−Ａｌ２Ｏ３等の耐熱性金属酸化物担体に対し１重量
％以上であることが望ましく、層の厚さは応答性を損な
わずかつ触媒の耐久性を向上させるために２０〜３０ミ
クロン程度であることが望ましい。
て、例えば、Ｐｔ，Ｐｄ，Ｒｈ等の触媒活性物質のうち
１種以上を含んでいる触媒層６が設けてある。この触媒
層６は保護層５の全面に付着されており、非平衡排出ガ
スの酸化・還元反応に関与し、空燃比１４．６付近で酸
素センサ１の起電力変化を助けるものである。この触媒
層６に担持するＰｔ，Ｐｄ，Ｒｈ等の触媒活性物質は、
γ−Ａｌ２Ｏ３等の耐熱性金属酸化物担体に対し１重量
％以上であることが望ましく、層の厚さは応答性を損な
わずかつ触媒の耐久性を向上させるために２０〜３０ミ
クロン程度であることが望ましい。
【００１９】図３は、本発明に係わる酸素センサの他の
実施態様を示すものであって、この酸素センサ１１で
は、ＺｒＯ２−ＣａＯ系，Ｙ２Ｏ３−ＺｒＯ２系等の公
知の酸素イオン伝導性固体電解質１２が中空孔１２ａを
有する平板状ないしは膜状に成形されたものが用いら
れ、中空孔１２ａの部分に基準酸素濃度として使用され
る空気が導入され、外側には被測定ガスが流れる構造に
なっている。
実施態様を示すものであって、この酸素センサ１１で
は、ＺｒＯ２−ＣａＯ系，Ｙ２Ｏ３−ＺｒＯ２系等の公
知の酸素イオン伝導性固体電解質１２が中空孔１２ａを
有する平板状ないしは膜状に成形されたものが用いら
れ、中空孔１２ａの部分に基準酸素濃度として使用され
る空気が導入され、外側には被測定ガスが流れる構造に
なっている。
【００２０】そして、固体電解質１２の中空孔１２ａ側
の表面にはＰｔ等からなる多孔質の基準電極１３が設け
てあると共に、外側にもＰｔ等からなる多孔質の測定電
極１４が設けてある。これらの電極１３，１４は、Ｐｔ
粉を主成分とし、その中に酸化ジルコニウムと酸化セリ
ウムとの比がモル比で９０：１０〜７０：３０とした複
合酸化物の微粒なセラミックス粒子が混合されているペ
ーストを電極材料として塗布ないしは印刷した後、高温
で焼き付けたものが用いられる。そして、被測定ガスと
接触する部分にある測定電極１４上には多孔質保護層１
５が形成してある構造をなしている。
の表面にはＰｔ等からなる多孔質の基準電極１３が設け
てあると共に、外側にもＰｔ等からなる多孔質の測定電
極１４が設けてある。これらの電極１３，１４は、Ｐｔ
粉を主成分とし、その中に酸化ジルコニウムと酸化セリ
ウムとの比がモル比で９０：１０〜７０：３０とした複
合酸化物の微粒なセラミックス粒子が混合されているペ
ーストを電極材料として塗布ないしは印刷した後、高温
で焼き付けたものが用いられる。そして、被測定ガスと
接触する部分にある測定電極１４上には多孔質保護層１
５が形成してある構造をなしている。
【００２１】
【発明の作用】本発明に係わる酸素センサにおいては、
Ｐｔ等の導電性を有する電極中に酸化ジルコニウムと酸
化セリウムとからなる複合酸化物を含ませたものとする
ことにより、Ｐｔ等の導電性材料の高温焼成によるシン
タリングを大幅に抑制し、多孔性に富んだ電極が形成さ
れるようになることから、低温時の酸素センサによる制
御性が大幅に改善され、耐熱性の著しく良好な酸素セン
サとなる。
Ｐｔ等の導電性を有する電極中に酸化ジルコニウムと酸
化セリウムとからなる複合酸化物を含ませたものとする
ことにより、Ｐｔ等の導電性材料の高温焼成によるシン
タリングを大幅に抑制し、多孔性に富んだ電極が形成さ
れるようになることから、低温時の酸素センサによる制
御性が大幅に改善され、耐熱性の著しく良好な酸素セン
サとなる。
【００２２】
（実施例１）この実施例では、図１，２に示した管状型
の酸素センサ１について実施した一例を示す。
の酸素センサ１について実施した一例を示す。
【００２３】この実施例１において、基準電極３および
測定電極４の電極材料として、粒径１０ミクロン以下の
Ｐｔ粉および酸化ジルコニウムと酸化セリウムとの複合
酸化物を粉砕・混合して電極用ペーストを作製した。こ
の場合、ペースト中に含有される複合酸化物は、ペース
ト重量に対し６重量％とした。
測定電極４の電極材料として、粒径１０ミクロン以下の
Ｐｔ粉および酸化ジルコニウムと酸化セリウムとの複合
酸化物を粉砕・混合して電極用ペーストを作製した。こ
の場合、ペースト中に含有される複合酸化物は、ペース
ト重量に対し６重量％とした。
【００２４】また、酸化ジルコニウムと酸化セリウムと
の複合酸化物は、ジルコニウムとセリウムの硝酸塩を用
いて共沈法により調製したのち焼成して複合酸化物とし
た。このとき、酸化ジルコニウムに固溶させる酸化セリ
ウムの量は、ＣｅＯ２で２０ｍｏｌ％とした。この複合
酸化物の生成状態は、Ｘ線回折を用いて調べたところ、
酸化ジルコニウム中に酸化セリウムが固溶していること
を確認した。
の複合酸化物は、ジルコニウムとセリウムの硝酸塩を用
いて共沈法により調製したのち焼成して複合酸化物とし
た。このとき、酸化ジルコニウムに固溶させる酸化セリ
ウムの量は、ＣｅＯ２で２０ｍｏｌ％とした。この複合
酸化物の生成状態は、Ｘ線回折を用いて調べたところ、
酸化ジルコニウム中に酸化セリウムが固溶していること
を確認した。
【００２５】他方、固体電解質粉末をラバープレス法に
よって一端が閉じた管状形に成形し、仮焼成したのち、
上記電極用ペーストを仮焼成体の内外周に設けて本焼成
することによって、酸素イオン伝導性固体電解質２の内
周面に基準電極３を設けると共に外周面に測定電極４を
設け、前記測定電極４の上に溶射法によりスピネルの多
孔質保護層５を形成して酸素センサ１を得た。
よって一端が閉じた管状形に成形し、仮焼成したのち、
上記電極用ペーストを仮焼成体の内外周に設けて本焼成
することによって、酸素イオン伝導性固体電解質２の内
周面に基準電極３を設けると共に外周面に測定電極４を
設け、前記測定電極４の上に溶射法によりスピネルの多
孔質保護層５を形成して酸素センサ１を得た。
【００２６】（実施例２）電極用ペーストには、実施例
１と同じものを用いた。
１と同じものを用いた。
【００２７】他方、固体電解質粉末をラバープレス法に
よって一端が閉じた管状形に成形し、仮焼成したのち、
前記電極用ペーストを仮焼成体の内外周に設け、外周の
電極上にスピネルを主成分とするスラリーを含浸・塗布
したのち、本焼成し、電極および保護層を同時に焼成す
ることによって、酸素イオン伝導性固体電解質２の内外
周面に基準電極３および測定電極４を設け、測定電極４
の上に多孔質保護層５を設けた酸素センサ１を得た。
よって一端が閉じた管状形に成形し、仮焼成したのち、
前記電極用ペーストを仮焼成体の内外周に設け、外周の
電極上にスピネルを主成分とするスラリーを含浸・塗布
したのち、本焼成し、電極および保護層を同時に焼成す
ることによって、酸素イオン伝導性固体電解質２の内外
周面に基準電極３および測定電極４を設け、測定電極４
の上に多孔質保護層５を設けた酸素センサ１を得た。
【００２８】（実施例３）実施例１の酸素センサ１にお
いて、多孔質保護層５上にＲｈをγ−Ａｌ２Ｏ３に１重
量％担持した触媒を１０ｍｇ塗布することによって触媒
層６を設けた。
いて、多孔質保護層５上にＲｈをγ−Ａｌ２Ｏ３に１重
量％担持した触媒を１０ｍｇ塗布することによって触媒
層６を設けた。
【００２９】（比較例１）基準電極３および測定電極４
の電極材料として、粒径１０ミクロン以下のＰｔ粉と母
材の固体電解質と同一組成のセラミックス粉体とを粉砕
・混合して電極用ペーストを作製した。この場合、ペー
スト中に含有されるセラミックス粉体は、ペースト重量
に対し６重量％とした。
の電極材料として、粒径１０ミクロン以下のＰｔ粉と母
材の固体電解質と同一組成のセラミックス粉体とを粉砕
・混合して電極用ペーストを作製した。この場合、ペー
スト中に含有されるセラミックス粉体は、ペースト重量
に対し６重量％とした。
【００３０】他方、固体電解質粉末をラバープレス法に
よって一端が閉じた管状形に成形し、仮焼成したのち、
上記電極用ペーストを仮焼成体の内外周に設けて本焼成
することによって、酸素イオン伝導性固体電解質２の内
周面に基準電極３を設けると共に外周面に測定電極４を
設け、前記測定電極４の上に溶射法によりスピネルの多
孔質保護層５を形成して比較例の酸素センサ１を得た。
よって一端が閉じた管状形に成形し、仮焼成したのち、
上記電極用ペーストを仮焼成体の内外周に設けて本焼成
することによって、酸素イオン伝導性固体電解質２の内
周面に基準電極３を設けると共に外周面に測定電極４を
設け、前記測定電極４の上に溶射法によりスピネルの多
孔質保護層５を形成して比較例の酸素センサ１を得た。
【００３１】（評価方法）実施例１〜３および比較例１
で得た酸素センサ１の排出ガス温度に対する制御性の評
価を実機エンジンの排気管に取り付けて行った。
で得た酸素センサ１の排出ガス温度に対する制御性の評
価を実機エンジンの排気管に取り付けて行った。
【００３２】任意の排出ガス温度において酸素センサ１
でフィードバック制御を行い、センサ制御性の温度依存
性を調べた。この結果を図４に示す。
でフィードバック制御を行い、センサ制御性の温度依存
性を調べた。この結果を図４に示す。
【００３３】本発明による酸素センサでは、図４に示し
たように、比較例１の酸素センサに比べて、低温時にお
ける酸素センサによる制御空燃比（Ａ／Ｆ）がストイキ
（理論空燃比）に非常に近く、排出ガス温度に対する依
存性が小さい制御性に優れたセンサ特性を有することが
わかる。
たように、比較例１の酸素センサに比べて、低温時にお
ける酸素センサによる制御空燃比（Ａ／Ｆ）がストイキ
（理論空燃比）に非常に近く、排出ガス温度に対する依
存性が小さい制御性に優れたセンサ特性を有することが
わかる。
【００３４】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明に係わ
る酸素センサでは、酸素イオン伝導性固体電解質の表面
に基準電極と測定電極を設け、少なくとも被測定ガスが
接触する側の電極表面に耐熱性金属酸化物を用いた多孔
質保護層を設けた酸素センサにおいて、前記電極中に酸
化ジルコニウムと酸化セリウムとからなる複合酸化物を
含ませた構成としたので、電極に対して高温焼成を行っ
たときでもシンタリングを生じがたく、多孔性に富んだ
電極が形成されるようになることから、排出ガス等の被
測定ガスの温度が低いときでもあっても制御性に優れた
ものとなり、被測定ガスの温度による制御性の変化を小
さくすることが可能であり、また、電極の成形時に高温
で焼き付けることができるので耐熱性および熱的安定性
にも優れたものになるという著しく優れた効果がもたら
される。
る酸素センサでは、酸素イオン伝導性固体電解質の表面
に基準電極と測定電極を設け、少なくとも被測定ガスが
接触する側の電極表面に耐熱性金属酸化物を用いた多孔
質保護層を設けた酸素センサにおいて、前記電極中に酸
化ジルコニウムと酸化セリウムとからなる複合酸化物を
含ませた構成としたので、電極に対して高温焼成を行っ
たときでもシンタリングを生じがたく、多孔性に富んだ
電極が形成されるようになることから、排出ガス等の被
測定ガスの温度が低いときでもあっても制御性に優れた
ものとなり、被測定ガスの温度による制御性の変化を小
さくすることが可能であり、また、電極の成形時に高温
で焼き付けることができるので耐熱性および熱的安定性
にも優れたものになるという著しく優れた効果がもたら
される。
【００３５】また、本発明に係わる酸素センサの製造方
法では、上記した特性の優れた酸素センサを製造するこ
とが可能であるという著しく優れた効果を奏する。
法では、上記した特性の優れた酸素センサを製造するこ
とが可能であるという著しく優れた効果を奏する。
【図１】管状型酸素センサの構造例を示す断面説明図で
ある。
ある。
【図２】図１の部分拡大説明図である。
【図３】膜構造型酸素センサの構造例を示す模式的断面
説明図である。
説明図である。
【図４】酸素センサの制御空燃比（Ａ／Ｆ）の温度依存
性を評価した結果を示すグラフである。
性を評価した結果を示すグラフである。
Claims (4)
- 【請求項１】 酸素イオン伝導性固体電解質の表面に基
準電極と測定電極を設け、少なくとも被測定ガスが接触
する側の電極表面に耐熱性金属酸化物を用いた多孔質保
護層を設けた酸素センサにおいて、前記電極中に酸化ジ
ルコニウムと酸化セリウムとからなる複合酸化物を含ま
せたことを特徴とする酸素センサ。 - 【請求項２】 電極中に含まれる酸化ジルコニウムと酸
化セリウムとからなる複合酸化物中の酸化セリウムのモ
ル比を１０〜３０ｍｏｌ％とした請求項１に記載の酸素
センサ。 - 【請求項３】 酸素イオン伝導性固体電解質の仮焼体
に、Ｐｔ粉および酸化ジルコニウムと酸化セリウムとか
らなる複合酸化物を混合したペースを電極用として印刷
した後、本焼成して、Ｐｔ電極中に酸化ジルコニウムと
酸化セリウムとからなる複合酸化物を含ませ、少なくと
も被測定ガスが接触する側の電極表面にアルミナ，スピ
ネル等の耐熱性金属酸化物を被覆して多孔質保護層を形
成することを特徴とする酸素センサの製造方法。 - 【請求項４】 酸素イオン伝導性固体電解質の仮焼体
に、Ｐｔ粉および酸化ジルコニウムと酸化セリウムとか
らなる複合酸化物を混合したペーストならびにアルミ
ナ，スピネル等の耐熱性金属酸化物を混合したペースト
を各々電極用ならびに保護層用として印刷・塗布した
後、同時焼成して、Ｐｔ電極中に酸化ジルコニウムと酸
化セリウムとからなる複合酸化物を含ませた電極ならび
にアルミナ，スピネル等の耐熱性金属酸化物を用いた多
孔質保護層を形成することを特徴とする酸素センサの製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4058022A JPH05256816A (ja) | 1992-03-16 | 1992-03-16 | 酸素センサおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4058022A JPH05256816A (ja) | 1992-03-16 | 1992-03-16 | 酸素センサおよびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05256816A true JPH05256816A (ja) | 1993-10-08 |
Family
ID=13072335
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4058022A Pending JPH05256816A (ja) | 1992-03-16 | 1992-03-16 | 酸素センサおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05256816A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017201147A (ja) * | 2016-05-02 | 2017-11-09 | トヨタ自動車株式会社 | 電気加熱式触媒コンバーターとその製造方法 |
| JP2019158495A (ja) * | 2018-03-12 | 2019-09-19 | 日本碍子株式会社 | ガスセンサ |
| JP2019158494A (ja) * | 2018-03-12 | 2019-09-19 | 日本碍子株式会社 | ガスセンサ |
-
1992
- 1992-03-16 JP JP4058022A patent/JPH05256816A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2017201147A (ja) * | 2016-05-02 | 2017-11-09 | トヨタ自動車株式会社 | 電気加熱式触媒コンバーターとその製造方法 |
| CN107339136A (zh) * | 2016-05-02 | 2017-11-10 | 丰田自动车株式会社 | 电加热式催化转换器及其制造方法 |
| CN107339136B (zh) * | 2016-05-02 | 2019-10-08 | 丰田自动车株式会社 | 电加热式催化转换器及其制造方法 |
| US10738673B2 (en) | 2016-05-02 | 2020-08-11 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Electrically heated catalytic converter and method of manufacturing the same |
| JP2019158495A (ja) * | 2018-03-12 | 2019-09-19 | 日本碍子株式会社 | ガスセンサ |
| JP2019158494A (ja) * | 2018-03-12 | 2019-09-19 | 日本碍子株式会社 | ガスセンサ |
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