JPH08166369A - 酸素センサ素子及びその製造方法 - Google Patents

酸素センサ素子及びその製造方法

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JPH08166369A
JPH08166369A JP6333049A JP33304994A JPH08166369A JP H08166369 A JPH08166369 A JP H08166369A JP 6333049 A JP6333049 A JP 6333049A JP 33304994 A JP33304994 A JP 33304994A JP H08166369 A JPH08166369 A JP H08166369A
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oxygen sensor
sensor element
porous film
particles
metal particles
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JP6333049A
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English (en)
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Akio Tanaka
章夫 田中
Naoto Miwa
直人 三輪
Toshitaka Saito
利孝 斎藤
Hiromi Sano
博美 佐野
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Denso Corp
Original Assignee
NipponDenso Co Ltd
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/403Cells and electrode assemblies
    • G01N27/406Cells and probes with solid electrolytes
    • G01N27/407Cells and probes with solid electrolytes for investigating or analysing gases
    • G01N27/4075Composition or fabrication of the electrodes and coatings thereon, e.g. catalysts

Abstract

(57)【要約】 【目的】 耐熱性,耐久性に優れた酸素センサ素子及び
その製造方法を提供しようとすること。 【構成】 固体電解質10における被測定ガス側の表面
に多孔質膜11を介して反応電極14を設けてなる。上
記多孔質膜11は,セラミック粒子12と金属粒子13
とからなり,また該金属粒子13は上記反応電極14と
金属結合しており,かつ上記金属粒子13は測定使用時
において,加熱により凝集しない特性を有する。上記酸
素センサ素子1を製造するにあたり,上記固体電解質1
0の被測定ガス側の表面にセラミック粒子12と金属粒
子13とを含む複合材料層を形成し,次いで該複合材料
層を焼成して多孔質膜11となし,その後該多孔質膜1
1の表面に反応電極14を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は,自動車エンジンの空燃
比制御等に用いられる酸素センサ素子及びその製造方法
に関する。
【0002】
【従来技術】従来,固体電解質における被測定ガス側の
表面に膜を介して,化学メッキ,蒸着等の手段により反
応電極を設けてなる酸素センサ素子が知られている(特
公昭55−36105号,特公昭62−45496
号)。上記膜はジルコニア粒子等を固体電解質に付着,
焼成させることにより形成してある。
【0003】上記膜には,反応電極の剥離を防止し,酸
素センサ素子の耐久性を向上させる効果がある。つま
り,金属よりなる反応電極をセラミック体よりなる固体
電解質に直接接着させることはできないが,上記膜は固
体電解質と同様にジルコニア等からなり,固体電解質に
一体的に付着する。そして,上記膜は凹凸表面を有して
なり,該凹凸表面に食い込む様に上記反応電極は膜に付
着することができる。よって,上述の構成を採る酸素セ
ンサ素子は反応電極の剥離が生じにくく耐久性に優れて
いる。
【0004】
【解決しようとする課題】しかしながら,近年,特に自
動車エンジン等に用いる酸素センサ素子は,排気ガス規
制の強化,一層の燃費向上を求める市場動向により,よ
り高温において使用される機会が増えている。このた
め,酸素センサ素子は,従来以上に優れた耐熱性を満た
すことが要求されている。
【0005】しかしながら,上述の酸素センサ素子で
は,このような高温下の使用における十分な耐熱性が得
られない。即ち,上記酸素センサ素子において,反応電
極は,膜表面の凹凸に食い込むという機械的な作用によ
って付着しているにすぎない。また,機械的な付着力は
高温における反応電極の凝集を阻止できるほどは強くな
い。このため,上述の酸素センサ素子は,高温で使用す
ることにより,反応電極が凝集し,固体電解質と反応電
極との間の導電性が失われ,センサ特性が短期間で劣化
するという問題が生じる。
【0006】本発明は,かかる問題点に鑑み,耐熱性,
耐久性に優れた酸素センサ素子及びその製造方法を提供
しようとするものである。
【0007】
【課題の解決手段】本発明は,固体電解質における被測
定ガス側の表面に多孔質膜を介して反応電極を設けてな
る酸素センサ素子において,上記多孔質膜は,セラミッ
ク粒子と金属粒子とからなり,また該金属粒子は上記反
応電極と金属結合しており,かつ上記金属粒子は測定使
用時において,加熱により凝集しない特性を有すること
を特徴とする酸素センサ素子にある。
【0008】本発明において最も注目すべきことは,多
孔質膜中の金属粒子と反応電極とが金属結合しており,
かつ上記金属粒子は加熱により凝集しない特性を有して
いることにある。上記金属粒子は,後述するごとく,酸
素センサ素子の製造過程における,加熱焼成等により一
度高温に加熱し,凝集させてある。即ち,上記高温加熱
を経ることにより,上記金属粒子は凝集時の温度以下の
加熱では再凝集しないという性質を獲得する。
【0009】上記金属粒子は反応電極と同一の物質であ
る,または,反応電極と金属結合可能な物質であること
が好ましい。上記物質の例としては,反応電極と同一の
結晶構造を有し,かつ反応電極を構成する物質の格子定
数と近い格子定数を持つ物質が挙げられる。
【0010】例えば,反応電極が白金である場合には,
金属粒子として白金,パラジウム,ロジウム,イリジウ
ム等を用いることができる。これらの物質の結晶構造は
白金と同様に面心立方格子であり,かつこれらの物質の
格子定数は白金の格子定数3.92と近い値の3.80
〜3.83の範囲内にある。
【0011】次に,上記セラミック粒子は固体電解質と
同一材質であることが好ましい。これにより,多孔質膜
と固体電解質との間の付着力が増大し,反応電極が多孔
質膜ごと固体電解質より剥離することを防止できる。
【0012】次に,上記金属粒子は,多孔質膜中に1〜
50重量%含有されていることが好ましい。上記含有量
が1重量%未満の場合には,反応電極の凝集防止効果が
小さく,センサ特性の劣化を止めることができないおそ
れがある。一方,50重量%より大きい場合には,上記
多孔質膜が固体電解質より剥離しやすくなるおそれがあ
る(実施例4参照)。なお,上記含有量のより好ましい
上限は10重量%である。
【0013】次に,上記多孔質膜の気孔率は,5〜30
%であることが好ましい。上記気孔率が5%未満の場合
には,反応電極の凝集防止効果が小さくなり,センサ特
性の劣化を止めることができないおそれがある。一方,
30%より大きい場合には,多孔質膜が固体電解質から
剥離しやすくなるおそれがある。なお,上記気孔率のよ
り好ましい上限は10%である。また,本発明の酸素セ
ンサ素子は,酸素濃淡起電力式酸素センサ,限界電流式
酸素センサ等あらゆる酸素センサにおいて使用可能であ
る。
【0014】上記酸素センサ素子の製造に当たっては,
固体電解質における被測定ガス側の表面に多孔質膜を介
して反応電極を設けてなる酸素センサ素子を製造するに
あたり,上記固体電解質の被測定ガス側の表面にセラミ
ック粒子と金属粒子とを含む複合材料層を形成し,次い
で該複合材料層を焼成して多孔質膜となし,その後該多
孔質膜の表面に反応電極を形成する方法であり,かつ上
記多孔質膜の焼成温度は上記金属粒子が凝集を生じる温
度以上であることを特徴とする酸素センサ素子の製造方
法がある。
【0015】上記焼成温度は,酸素センサの測定使用時
の温度よりも高い温度であることが好ましい。これによ
り,上記金属粒子は熱的に安定となり,上記焼成温度以
下の加熱においては凝集しないという性質を獲得する。
【0016】上記焼成温度の具体的な例としては,自動
車用エンジンの空燃比制御において使用する酸素センサ
素子であれば,1000℃〜1600℃であることが好
ましい。1000℃未満の場合には,使用中に上記金属
粒子が凝集し,次いで反応電極が凝集するという問題が
生じ,1600℃よりも高い場合には,燃焼時の金属粒
子の異常粒子成長という問題が生じるおそれがある。
【0017】また,上記焼成温度は使用する金属粒子の
種類によっても異なる。例えば,上記金属粒子として白
金を使用する場合には,1200℃〜1600℃である
ことが好ましい。1200℃未満の場合には,金属粒子
の凝集という問題が生じ,1600℃よりも高い場合に
は,燃焼時の白金の揮散という問題が生じるおそれがあ
る。
【0018】次に,上記焼成の後において,上記多孔質
膜を,例えばフッ酸等の強酸により,エッチング処理す
ることが好ましい。これにより,多孔質膜の表面の凹凸
が一層深くなる。よって,多孔質膜と反応電極との機械
的な付着力が強くなる。また,上述の酸素センサ素子と
同様に,上記金属粒子は,上記多孔質膜中に1〜50重
量%含有されていることが好ましい。その他についても
上述と同様である。
【0019】次に,上記酸素センサ素子のもう一つの製
造方法を説明する。即ち,固体電解質における被測定ガ
ス側の表面に多孔質膜を介して反応電極を設けてなる酸
素センサ素子を製造するにあたり,上記固体電解質の被
測定ガス側の表面にセラミック粒子を含むセラミック材
料層を形成し,次いで該セラミック材料層を焼成してセ
ラミック多孔質膜となし,該セラミック多孔質膜内に金
属塩の水溶液を含浸させ,該金属塩を分解して金属粒子
となし,次いで加熱して該金属粒子を凝集させ,その後
上記多孔質膜の表面に反応電極を形成することを特徴と
する酸素センサ素子の製造方法がある。
【0020】上記セラミック多孔質膜内への金属塩の含
浸は,例えば該金属塩の水溶液中に上記セラミック材料
層を浸漬し,乾燥するという方法により行うことができ
る。上記金属塩としては,上述のごとく,反応電極が白
金である場合には,白金,パラジウム,ロジウム,イリ
ジウム等の塩化物,硝酸化合物,シアン化合物等を使用
することができる。
【0021】また,上記金属塩の分解は,上記金属塩を
含浸させた後,加熱,還元,イオン交換等により行うこ
とができる。上記手段の中では,加熱による分解が最も
好ましい。これは,上記分解と加熱凝集を連続した一度
の加熱処理により行うことができるからである。
【0022】また,上述したごとく,上記焼成の後にお
いて,上記多孔質膜をエッチング処理することが好まし
い。また,上記金属粒子は,上記多孔質膜中に1〜50
重量%含有されていることが好ましい。
【0023】
【作用及び効果】本発明の酸素センサ素子においては,
多孔質膜を介して反応電極が設けてある。そして,上記
多孔質膜はセラミック粒子と金属粒子とからなる。上記
多孔質膜は凹凸表面を有しており,上述したごとく,上
記反応電極は凹凸表面に食い込む様に付着している。更
に,上記多孔質膜の凹凸表面に存在する金属粒子と反応
電極との間は,金属結合により強く結合されている。こ
のため,上記多孔質膜と反応電極とは極めて強固に結合
されている。
【0024】また,上記多孔質膜中の金属粒子は熱的に
極めて安定で,測定使用時において,加熱により凝集し
ない特性を有している。よって,上記酸素センサ素子
は,反応電極が多孔質膜において強固に付着固定され,
熱による凝集を生じることがない。それ故,耐熱性,耐
久性に優れている。
【0025】更に,上記固体電解質はセラミック体から
なり,また,上記多孔質膜はセラミック粒子を含有して
いるため,両者の間も強固に結合されている。また,本
発明の酸素センサ素子の製造方法によれば,上述のごと
く優れた耐熱性,耐久性を有する酸素センサ素子を得る
ことができる。
【0026】上記のごとく,本発明によれば,耐熱性,
耐久性に優れた酸素センサ素子及びその製造方法を提供
することができる。
【0027】
【実施例】
実施例1 本発明の実施例にかかる酸素センサ素子及びこれを取付
けた酸素センサにつき,図1〜図3を用いて説明する。
なお,本例の酸素センサは酸素濃淡起電力式の酸素セン
サである。図1に示すごとく,本例の酸素センサ素子1
は,固体電解質10における被測定ガス側の表面に多孔
質膜11を介して白金よりなる反応電極14が設けてあ
る。上記多孔質膜11は,耐熱性のセラミック粒子12
と耐熱性の金属粒子13とからなり,また該金属粒子1
3は上記反応電極14と金属結合しており,かつ上記金
属粒子13は測定使用時において,加熱により凝集しな
い特性を有する。
【0028】上記固体電解質10はZrO2 よりなるセ
ラミック体から構成されている。上記多孔質膜11にお
ける耐熱性のセラミック粒子12は,ZrO2 よりなる
直径約1μmの粒子であり,耐熱性金属粒子13は白金
よりなる最大直径約1μmの粒子である。上記金属粒子
13は多孔質膜11中に10重量%含まれている。ま
た,上記多孔質膜11の気孔率は10%である。なお,
上記金属粒子13は,該金属粒子13の凝集が生じる温
度以上の温度(1400〜1600℃)で予め加熱する
(実施例2参照)。
【0029】また,上記反応電極14の表面には,表面
保護のため,MgO・Al2 3 スピネルよりなるコー
ティング層15が設けてある。また,上記固体電解質1
0の基準ガス側の表面には,白金よりなる内側電極16
が設けてある。
【0030】次に,本例の酸素センサ素子1を取付けた
酸素センサ2について説明する。図2に示すごとく,本
例の酸素センサ2は,酸素センサ素子1と,該酸素セン
サ素子1を固定するためのハウジング21と,該ハウジ
ング21の下方に設けられ,上記酸素センサ素子1の周
囲を覆う排気側カバー23と,ハウジング21の上方に
設けられた大気側カバー24とよりなる。
【0031】そして,上記酸素センサ素子1における反
応電極14及び内側電極16は,リード線261,26
2を介して酸素センサ2の上方のコネクタ28と接続さ
れている。また,図2,図3に示すごとく,上記酸素セ
ンサ素子1における固体電解質10は有底筒形であり,
該固体電解質10における内腔101には,ヒータ25
が挿入されている。上記ヒータ25は,リード線265
を介して上記コネクタ28に接続されている。なお,図
2において,符合22は上記酸素センサ2を排気管等に
取付けるためのフランジである。
【0032】次に,本例における作用効果につき説明す
る。本例の酸素センサ素子1における多孔質膜11は,
凹凸表面を有しており,前述したごとく,反応電極14
は上記凹凸表面に食い込む様に付着している。また,上
記多孔質膜11の凹凸表面に存在している金属粒子13
と反応電極14との間は,金属結合により結合されてい
る。このため,上記多孔質膜11と反応電極14と間の
結合は極めて強固である。
【0033】また,上記多孔質膜11中の金属粒子13
は熱的に極めて安定で,測定使用時において,加熱によ
り凝集しない特性を有している。よって,高温において
も上記反応電極14は多孔質膜11に対して強固に付着
固定され,該反応電極14には熱による凝集が生じな
い。よって,本例の酸素センサ素子1は,耐熱性,耐久
性に優れている。更に,上記固体電解質10はセラミッ
ク体からなり,また,上記多孔質膜11はセラミック粒
子12を含有しているため,両者の間の結合も強固であ
る。
【0034】従って,本例によれば,耐熱性,耐久性に
優れた酸素センサ素子及びその製造方法を提供すること
ができる。なお,本例の酸素センサ素子は,限界電流式
酸素センサにおいても使用することができる。
【0035】実施例2 本例は,実施例1に示す酸素センサ素子の製造方法につ
いて,説明するものである。まず,ZrO2 を含有する
セラミック粉末を有底円筒形に加圧成形する。上記成形
品を1200℃で焼成し,固体電解質とする。次に,耐
熱性のセラミック粒子と耐熱性の金属粒子とよりなる複
合材料を準備する。上記セラミック粒子はZrO2 より
なる直径約1μmの粒子である。また,上記金属粒子は
白金よりなり,その直径は最大で約1μmである。
【0036】上記セラミック粒子と金属粒子の混合物
に,有機バインダーからなる水溶性のスラリーを添加,
混練し複合材料とする。次いで,固体電解質表面に上記
複合材料を塗布し,複合材料層とする。その後,固体電
解質と共に,上記複合材料層を温度1400〜1600
℃で焼成し,多孔質膜とする。
【0037】次に,上記多孔質膜の表面をフッ酸で数分
間エッチングする。上記多孔質膜の表面に,化学メッキ
により,白金よりなる反応電極を形成する。更に,上記
反応電極の表面に,プラズマ溶射により,MgO・Al
2 3 スピネルよりなるコーティング層を形成する。一
方,上記固体電解質の内側,即ち基準ガス側表面に,上
記反応電極と同様にして,内側電極を形成する。以上に
より酸素センサ素子を得ることができる。
【0038】本例の酸素センサ素子の製造方法では,上
記複合材料層の焼成を1400〜1600℃という高温
において行う。これにより,上記複合材料層に含まれる
金属粒子は凝集し,熱的に安定する。また,この酸素セ
ンサ素子は,エンジンの排気ガス中の酸素濃度検出のた
めに用いるが,この排気ガスの最高温度はせいぜい90
0℃程度である。そのため,上記金属粒子は,上記焼成
温度以下である排気ガス温度に加熱されても再凝集しな
いという特質を獲得する。よって,本例によれば実施例
1に示すごとく,耐熱性,耐久性に優れた酸素センサ素
子の製造方法を得ることができる。
【0039】実施例3 本発明にかかる酸素センサ素子の耐熱性について,図4
を用いて,比較例と共に説明する。本例にかかる試料2
は,実施例1に示す酸素センサ素子であって,詳細は後
述する実施例4の表1に記されている。また,比較例で
ある試料C1も,同様に,表1に記されている。
【0040】上記耐熱性の測定については,試料2及び
C1を電気炉に投入し,温度1000℃,雰囲気を大気
として,加熱することにより行う。ここに,仮に,上記
酸素センサ素子における反応電極が,凝集,剥離した場
合には,反応電極の導電性の低下に伴い,酸素センサ素
子の内部抵抗が上昇する。従って,試料2及びC1の酸
素センサ素子の内部抵抗を測定することにより,これら
の耐熱性について評価できる。
【0041】図4に上記測定結果を示す。同図におい
て,横軸は試験開始からの経過時間,縦軸は試料2及び
C1の内部抵抗である。同図より知れるごとく,試験開
始直後は試料2及びC1の内部抵抗は等しいが,試験時
間が長くなるに従って,両者の内部抵抗の差が大きくな
る。
【0042】更に,試料2の内部抵抗の値は,経過時間
が100時間に達しても,殆ど試験開始直後と変わらな
い。これに対して,比較試料の試料C1は,時間と共に
急激に内部抵抗が増大している。従って,本例の試料2
は,長時間高温で使用しても特性等が殆ど変化しない,
耐熱性,耐久性に優れた酸素センサ素子であることがわ
かる。
【0043】実施例4 本発明にかかる酸素センサ素子の耐熱性及び多孔質膜の
付着力について,表1を用いて,比較例と共に説明す
る。まず,表1に示すごとく,本発明にかかる試料1〜
6は,実施例1に示す酸素センサ素子である。ただし,
金属粒子の種類,含有量,気孔率等が異なる。
【0044】比較例にかかる試料C1は,多孔質膜内に
金属粒子を含んでいない。次に,比較例の試料C2〜C
4は,実施例1と同様の構成の酸素センサ素子である
が,C2は金属粒子の含有量が多く,C3は多孔質膜の
気孔率が低く,C4は多孔質膜の気孔率が高い。
【0045】上記試料の耐熱性及び付着力の測定につい
て説明する。上記耐熱性の測定に当たっては,実施例3
と同様の試験を行う。そして,試験開始より100時間
経過後,内部抵抗が0〜50kΩの範囲内にあれば○,
50〜100kΩの範囲内にあれば△,100kΩ以上
であれば×とする。
【0046】上記付着力の測定に当たっては,各試料の
表面に対して粘着テープを張り付ける。その後,引っ張
り速度5mm/secにおいて,上記粘着テープを試料
より引き剥がす。この操作の結果,酸素センサ素子表面
に異常が見られなかったものは○,多孔質膜等が剥離し
た場合には×とする。
【0047】表1より知れるごとく,本例にかかる試料
1〜6は,耐熱性,付着力ともに優れている。しかし,
試料C1,C3は付着力は優れているが,耐熱性に劣
り,一方C2,C4は耐熱性に優れるが,付着力に劣っ
ている。よって,本例にかかる酸素センサ素子は,耐熱
性に優れていることがわかる。更に,本例にかかる酸素
センサ素子であれば,反応電極と固体電解質との間の結
合も強固で,上記反応電極が,多孔質膜ごと剥離するこ
ともなく,耐久性に優れている。
【0048】
【表1】
【0049】実施例5 本例は,実施例1に示す酸素センサ素子の製造方法であ
って,多孔質膜中における金属粒子を後から添加する場
合の製造方法について説明するものである。まず,実施
例2と同様の固体電解質を準備する。次に,ZrO2
りなる直径約1μmのセラミック粒子を準備する。上記
セラミック粒子に有機バインダーからなる水溶性のスラ
リーを添加,混練し,セラミック材料を得る。次いで,
上記固体電解質表面に上記セラミック材料を塗布し,セ
ラミック材料層とする。その後,上記固体電解質をセラ
ミック材料層と共に,温度1400〜1600℃で焼成
し,セラミック多孔質膜とする。
【0050】次に,金属塩として塩化白金を用い,この
金属塩の水溶液に上記多孔質膜を浸漬させる。
【0051】その後,上記金属塩を含有しているセラミ
ック多孔質膜を1200℃以上の高温で加熱し,上記金
属塩を分解し金属粒子となし,次いで凝集する。これに
より金属粒子とセラミック粒子とよりなる多孔質膜を得
る。この後,実施例2と同様の工程を経て,上記固体電
解質に反応電極,コーティング層及び内側電極を設け,
酸素センサ素子とする。
【0052】本例の酸素センサ素子の製造方法によれ
ば,上記多孔質膜中に金属粒子が電極を形成した時に,
くさび状に入り込む部分にのみ選択的に設置できるとい
う効果を有する。その他,実施例1と同様の作用効果を
有する。
【0053】実施例6 本例は,図5に示すごとく,2種類のセラミック粒子と
金属粒子とよりなる多孔質膜を有する酸素センサ素子に
ついて説明する。上記セラミック粒子は,直径が50μ
mの大径の球形造粒粒子171と,直径が1μmの焼結
助剤として作用する小径の微細粒子172とよりなり,
共にZrO2 より構成されている。一方,金属粒子13
は,直径が1μm以下の白金粒子である。また,上記多
孔質膜17中には,上記造粒粒子171が40重量%,
微細粒子172が50重量%,金属粒子13が10重量
%含有されている。
【0054】そして,上記造粒粒子171は多孔質膜1
7の厚みと同程度の直径を有しているため,上記多孔質
膜17の表面には,該造粒粒子171よりなる凸部が多
数形成されている。その他は実施例1と同様である。
【0055】本例の酸素センサ素子19においては,大
径の造粒粒子171により,多孔質膜17の表面に大き
なかつ揃った凸部が形成される。従って,上記多孔質膜
17に付着する反応電極14は,該凸部に大きく食い込
み付着することとなる。そして上記凸部がくさびの役割
を果たし,上記反応電極14の剥離を効果的に防止する
ことができる。その他,実施例1と同様の効果を有す
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1における,酸素センサ素子の要部断面
図。
【図2】実施例1における,酸素センサの説明図。
【図3】実施例1における,酸素センサ素子の断面説明
図。
【図4】実施例3における,酸素センサ素子の内部抵抗
と耐熱試験の経過時間との関係を表す線図。
【図5】実施例6における,酸素センサ素子の要部断面
図。
【符号の説明】
1,19...酸素センサ素子, 10...固体電解質, 11...多孔質膜, 12...セラミック粒子, 13...金属粒子, 14...反応電極,
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐野 博美 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 日本電 装株式会社内

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 固体電解質における被測定ガス側の表面
    に多孔質膜を介して反応電極を設けてなる酸素センサ素
    子において,上記多孔質膜は,セラミック粒子と金属粒
    子とからなり,また該金属粒子は上記反応電極と金属結
    合しており,かつ上記金属粒子は測定使用時において,
    加熱により凝集しない特性を有することを特徴とする酸
    素センサ素子。
  2. 【請求項2】 請求項1において,上記金属粒子は,上
    記多孔質膜中に1〜50重量%含有されていることを特
    徴とする酸素センサ素子。
  3. 【請求項3】 請求項1または2において,上記多孔質
    膜の気孔率は5〜30%であることを特徴とする酸素セ
    ンサ素子。
  4. 【請求項4】 固体電解質における被測定ガス側の表面
    に多孔質膜を介して反応電極を設けてなる酸素センサ素
    子を製造するにあたり,上記固体電解質の被測定ガス側
    の表面にセラミック粒子と金属粒子とを含む複合材料層
    を形成し,次いで該複合材料層を焼成して多孔質膜とな
    し,その後該多孔質膜の表面に反応電極を形成する方法
    であり,かつ上記多孔質膜の焼成温度は上記金属粒子が
    凝集を生じる温度以上であることを特徴とする酸素セン
    サ素子の製造方法。
  5. 【請求項5】 請求項4において,上記焼成の後におい
    て,上記多孔質膜をエッチング処理することを特徴とす
    る酸素センサ素子の製造方法。
  6. 【請求項6】 請求項4または5において,上記金属粒
    子は,上記多孔質膜中に1〜50重量%含有されている
    ことを特徴とする酸素センサ素子の製造方法。
  7. 【請求項7】 固体電解質における被測定ガス側の表面
    に多孔質膜を介して反応電極を設けてなる酸素センサ素
    子を製造するにあたり,上記固体電解質の被測定ガス側
    の表面にセラミック粒子を含むセラミック材料層を形成
    し,次いで該セラミック材料層を焼成してセラミック多
    孔質膜となし,該セラミック多孔質膜内に金属塩の水溶
    液を含浸させ,該金属塩を分解して金属粒子となし,次
    いで加熱して該金属粒子を凝集させ,その後,上記多孔
    質膜の表面に反応電極を形成することを特徴とする酸素
    センサ素子の製造方法。
  8. 【請求項8】 請求項7において,上記焼成の後におい
    て,上記多孔質膜をエッチング処理することを特徴とす
    る酸素センサ素子の製造方法。
  9. 【請求項9】 請求項7または8において,上記金属粒
    子は,上記多孔質膜中に1〜50重量%含有されている
    ことを特徴とする酸素センサ素子の製造方法。
  10. 【請求項10】 請求項7〜9のいずれか一項におい
    て,上記金属塩の分解は,上記金属塩を含浸させた後,
    加熱,還元,イオン交換等により行うことを特徴とする
    酸素センサ素子の製造方法。
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