JPH1164272A - ＮＯｘガス濃度検出器及び検出器に用いる電極の製造方法 - Google Patents
ＮＯｘガス濃度検出器及び検出器に用いる電極の製造方法Info
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- JPH1164272A JPH1164272A JP9233342A JP23334297A JPH1164272A JP H1164272 A JPH1164272 A JP H1164272A JP 9233342 A JP9233342 A JP 9233342A JP 23334297 A JP23334297 A JP 23334297A JP H1164272 A JPH1164272 A JP H1164272A
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- G01N27/407—Cells and probes with solid electrolytes for investigating or analysing gases
- G01N27/4073—Composition or fabrication of the solid electrolyte
- G01N27/4074—Composition or fabrication of the solid electrolyte for detection of gases other than oxygen
Abstract
(57)【要約】
【課題】ＮＯｘガス濃度検出器において第１酸素イオン
ポンプセルが備える一対の電極のうち第１測定室内部に
設けられた電極として、ＮＯｘ解離抑制能が高く、かつ
ＮＯｘ解離抑制能が安定して発揮される電極を提供する
こと。 【解決手段】第１酸素イオンポンプセルが備える一対の
電極のうち、第１測定室内部に設けられた電極におい
て、電極構成成分にＮＯｘ解離抑制能を有する第１構成
成分からなる微粒子を担持させて成ること。
ポンプセルが備える一対の電極のうち第１測定室内部に
設けられた電極として、ＮＯｘ解離抑制能が高く、かつ
ＮＯｘ解離抑制能が安定して発揮される電極を提供する
こと。 【解決手段】第１酸素イオンポンプセルが備える一対の
電極のうち、第１測定室内部に設けられた電極におい
て、電極構成成分にＮＯｘ解離抑制能を有する第１構成
成分からなる微粒子を担持させて成ること。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車、船舶、飛
行機等の移動用、産業用の内燃機関の排ガス中、あるい
はボイラ等の燃焼ガス中のＮＯｘガス濃度を検出するた
めに用いるＮＯｘガス濃度検出器に関する。特に、前記
検出器において、第１酸素イオンポンプセルが備える一
対の電極のうち、第１測定室内部に設けられた電極及び
その製造方法に関する。
行機等の移動用、産業用の内燃機関の排ガス中、あるい
はボイラ等の燃焼ガス中のＮＯｘガス濃度を検出するた
めに用いるＮＯｘガス濃度検出器に関する。特に、前記
検出器において、第１酸素イオンポンプセルが備える一
対の電極のうち、第１測定室内部に設けられた電極及び
その製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、排ガス規制の強化に伴い、エンジ
ン等の排ガス中のＮＯｘを直接測定し、エンジンの制御
や触媒装置のコントロールを行う研究が行われている。
特に、ＺｒＯ2等の酸素イオン導電体を用い、第１酸素
イオンポンプセルでＮＯｘが実質的に分解しない程度に
酸素を汲み出し、ＮＯｘを含む残ったガスを第２酸素イ
オンポンプセルでＮＯｘを分解し、この分解を電流とし
て検知するＮＯｘガス濃度検出器は、ＨＣ、ＣＯ等の妨
害ガスの影響を受けずにＮＯｘガス濃度が測定できるこ
とから、近年広く研究が行われている。
ン等の排ガス中のＮＯｘを直接測定し、エンジンの制御
や触媒装置のコントロールを行う研究が行われている。
特に、ＺｒＯ2等の酸素イオン導電体を用い、第１酸素
イオンポンプセルでＮＯｘが実質的に分解しない程度に
酸素を汲み出し、ＮＯｘを含む残ったガスを第２酸素イ
オンポンプセルでＮＯｘを分解し、この分解を電流とし
て検知するＮＯｘガス濃度検出器は、ＨＣ、ＣＯ等の妨
害ガスの影響を受けずにＮＯｘガス濃度が測定できるこ
とから、近年広く研究が行われている。
【０００３】例えば、特開平８−２７１４７６号公報に
は下記のＮＯｘガス濃度検出器が提案されている。すな
わち、この検出器は、第一の拡散通路を通じて被測定ガ
スが導かれる第一の内部空所と、その雰囲気が第二の拡
散律速通路を通じて導かれる第二の内部空所と、第一の
内部空所内の酸素分圧を制御せしめる第一の酸素ポンプ
手段と、第二の内部空所内の酸素を汲み出す第二の酸素
ポンプ手段と、第一の内部空所の酸素濃度を測定する基
準電極を備え、第一及び第二の空所が同一の固体電解質
層上に設けられ、第二の酸素ポンプ手段を構成する電極
と基準電極がいずれも同一の固体電解質層上に形成され
て成る。この検出器において、第一の酸素ポンプ手段を
構成し第一の空所内に配置される電極は、酸素を解離す
る触媒機能を付与するために、ＰｔとＺｒＯ2からなる
サーメット電極、或いはＰｔ／Ａｕの合金のサーメット
電極とされている。前記Ｐｔ／Ａｕサーメット電極は、
一般的に下記のように形成される。すなわち、Ｐｔ粉
末、Ａｕ粉末、ＺｒＯ2粉末、適量の有機溶剤を混合し
分散させ、さらに有機バインダーを有機溶剤に溶解させ
たものを添加し、さらに粘度調整剤を添加し、混合して
ペーストを作製し、固体電解質層上に塗布して焼き付け
る。形成された電極の組織は、図２に示すように、貴金
属粒子とＺｒＯ2粒子が互いに独立して存在している。
は下記のＮＯｘガス濃度検出器が提案されている。すな
わち、この検出器は、第一の拡散通路を通じて被測定ガ
スが導かれる第一の内部空所と、その雰囲気が第二の拡
散律速通路を通じて導かれる第二の内部空所と、第一の
内部空所内の酸素分圧を制御せしめる第一の酸素ポンプ
手段と、第二の内部空所内の酸素を汲み出す第二の酸素
ポンプ手段と、第一の内部空所の酸素濃度を測定する基
準電極を備え、第一及び第二の空所が同一の固体電解質
層上に設けられ、第二の酸素ポンプ手段を構成する電極
と基準電極がいずれも同一の固体電解質層上に形成され
て成る。この検出器において、第一の酸素ポンプ手段を
構成し第一の空所内に配置される電極は、酸素を解離す
る触媒機能を付与するために、ＰｔとＺｒＯ2からなる
サーメット電極、或いはＰｔ／Ａｕの合金のサーメット
電極とされている。前記Ｐｔ／Ａｕサーメット電極は、
一般的に下記のように形成される。すなわち、Ｐｔ粉
末、Ａｕ粉末、ＺｒＯ2粉末、適量の有機溶剤を混合し
分散させ、さらに有機バインダーを有機溶剤に溶解させ
たものを添加し、さらに粘度調整剤を添加し、混合して
ペーストを作製し、固体電解質層上に塗布して焼き付け
る。形成された電極の組織は、図２に示すように、貴金
属粒子とＺｒＯ2粒子が互いに独立して存在している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前記第一の酸素ポンプ
手段にはＮＯｘを解離させず酸素のみを選択的に排出す
る機能が求められる。しかしながら、上記のように、電
極構成成分に単純にＡｕ粉末を添加する方法によれば、
Ａｕがある比率以上存在するとＡｕがＰｔと合金化され
ず、電極中にＡｕが不均一に分散され（図２参照）、Ｎ
Ｏｘ解離抑制能が経時的にも局部的にも不安定となり、
ＮＯｘ解離抑制能を向上させることが困難である。そし
て、このようにＡｕ成分によるＮＯｘ解離抑制能が不安
定なため、この抑制能の変動分を見越して第一の内部空
所内の酸素濃度に安全余裕をもたせる必要がある（酸素
濃度が低下するとＮＯｘが解離するため）。この余分な
酸素がきわめて微量なＮＯｘ濃度を測定する際に誤差の
原因となっている。
手段にはＮＯｘを解離させず酸素のみを選択的に排出す
る機能が求められる。しかしながら、上記のように、電
極構成成分に単純にＡｕ粉末を添加する方法によれば、
Ａｕがある比率以上存在するとＡｕがＰｔと合金化され
ず、電極中にＡｕが不均一に分散され（図２参照）、Ｎ
Ｏｘ解離抑制能が経時的にも局部的にも不安定となり、
ＮＯｘ解離抑制能を向上させることが困難である。そし
て、このようにＡｕ成分によるＮＯｘ解離抑制能が不安
定なため、この抑制能の変動分を見越して第一の内部空
所内の酸素濃度に安全余裕をもたせる必要がある（酸素
濃度が低下するとＮＯｘが解離するため）。この余分な
酸素がきわめて微量なＮＯｘ濃度を測定する際に誤差の
原因となっている。
【０００５】以上の事情に鑑み、本発明の課題は、ＮＯ
ｘガス濃度検出器において第１酸素イオンポンプセルが
備える一対の電極のうち第１測定室内部に設けられた電
極として、ＮＯｘ解離抑制能が高く、かつＮＯｘ解離抑
制能が安定して発揮される電極を提供することである。
ｘガス濃度検出器において第１酸素イオンポンプセルが
備える一対の電極のうち第１測定室内部に設けられた電
極として、ＮＯｘ解離抑制能が高く、かつＮＯｘ解離抑
制能が安定して発揮される電極を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、Ａｕを担
持した酸素イオン導電体である無機金属酸化物からなる
粒子（電極構成成分）を、第１酸素イオンポンプセルが
備える一対の電極のうち、第１測定室内部に設けられた
電極の構成成分とすることによって、電極中におけるＡ
ｕ含有率が低い場合から高い場合に亘って、広範囲に前
記抑制能の安定化及び向上が達成されることを見出し、
さらに研究を進めた結果、本発明を完成するに至った。
持した酸素イオン導電体である無機金属酸化物からなる
粒子（電極構成成分）を、第１酸素イオンポンプセルが
備える一対の電極のうち、第１測定室内部に設けられた
電極の構成成分とすることによって、電極中におけるＡ
ｕ含有率が低い場合から高い場合に亘って、広範囲に前
記抑制能の安定化及び向上が達成されることを見出し、
さらに研究を進めた結果、本発明を完成するに至った。
【０００７】前記課題を解決するために、本発明が提供
するＮＯｘガス濃度検出器は、第１拡散抵抗を介して被
測定ガスが導入される第１測定室と、前記第１測定室内
の被測定ガス中の酸素分圧を測定するための酸素分圧検
知電極と、前記第１測定室の内部と外部に設けられた一
対の電極を備え、前記酸素分圧検知電極の電位に基づ
き、該一対の電極に電圧が印加されて前記第１測定室外
へ前記被測定ガス中の酸素をＮＯｘが実質上分解しない
程度に十分汲み出す第１酸素イオンポンプセルと、前記
第１測定室から第２拡散抵抗を介してガスが導入される
第２測定室と、少なくとも一方の電極が前記第２測定室
内に設けられた一対の電極を備え、該一対の電極に電圧
が印加されて前記第２測定室中のＮＯｘを分解し、解離
した酸素を汲み出すことによりＮＯｘガス濃度に応じた
電流が流れる第２酸素イオンポンプセルと、を有するＮ
Ｏｘガス濃度検出器であって、前記第１酸素イオンポン
プセルが備える一対の電極のうち、前記第１測定室内部
に設けられた電極において、該電極を構成する成分にＮ
Ｏｘ解離抑制能を有する第１構成成分からなる微粒子を
担持させて成ることを特徴としている。
するＮＯｘガス濃度検出器は、第１拡散抵抗を介して被
測定ガスが導入される第１測定室と、前記第１測定室内
の被測定ガス中の酸素分圧を測定するための酸素分圧検
知電極と、前記第１測定室の内部と外部に設けられた一
対の電極を備え、前記酸素分圧検知電極の電位に基づ
き、該一対の電極に電圧が印加されて前記第１測定室外
へ前記被測定ガス中の酸素をＮＯｘが実質上分解しない
程度に十分汲み出す第１酸素イオンポンプセルと、前記
第１測定室から第２拡散抵抗を介してガスが導入される
第２測定室と、少なくとも一方の電極が前記第２測定室
内に設けられた一対の電極を備え、該一対の電極に電圧
が印加されて前記第２測定室中のＮＯｘを分解し、解離
した酸素を汲み出すことによりＮＯｘガス濃度に応じた
電流が流れる第２酸素イオンポンプセルと、を有するＮ
Ｏｘガス濃度検出器であって、前記第１酸素イオンポン
プセルが備える一対の電極のうち、前記第１測定室内部
に設けられた電極において、該電極を構成する成分にＮ
Ｏｘ解離抑制能を有する第１構成成分からなる微粒子を
担持させて成ることを特徴としている。
【０００８】本発明が提供するＮＯｘガス濃度検出器の
電極の製造方法は、酸素イオン導電性を有する固体電解
質の粉末に、第１構成成分としてＡｕ，Ａｇ，Ｎｉ，Ｍ
ｎ，Ｃｏ，Ｃｕ，Ｆｅ，Ｂａ，Ｍｇ，Ｃａ，Ｎａ，Ｋ，
Ｌｉの一種以上を含む溶液を含浸させ、乾燥後焼成し、
前記第１構成成分からなる微粒子を前記固体電解質の粉
末上に担持させた第１構成成分担持粉体を得て、さら
に、前記第１構成成分担持粉体と、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈか
らなる群から選択される少なくとも１種以上の貴金属成
分を含む粉末とを混合し、得られた混合粉末からペース
トを調製し、前記ペーストを焼成後に前記第１酸素イオ
ンポンプセルを構成する固体電解質層となる成形体表面
上に塗布し、焼成して、前記電極を形成することを特徴
としている。
電極の製造方法は、酸素イオン導電性を有する固体電解
質の粉末に、第１構成成分としてＡｕ，Ａｇ，Ｎｉ，Ｍ
ｎ，Ｃｏ，Ｃｕ，Ｆｅ，Ｂａ，Ｍｇ，Ｃａ，Ｎａ，Ｋ，
Ｌｉの一種以上を含む溶液を含浸させ、乾燥後焼成し、
前記第１構成成分からなる微粒子を前記固体電解質の粉
末上に担持させた第１構成成分担持粉体を得て、さら
に、前記第１構成成分担持粉体と、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈか
らなる群から選択される少なくとも１種以上の貴金属成
分を含む粉末とを混合し、得られた混合粉末からペース
トを調製し、前記ペーストを焼成後に前記第１酸素イオ
ンポンプセルを構成する固体電解質層となる成形体表面
上に塗布し、焼成して、前記電極を形成することを特徴
としている。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施の形
態を説明する。まず、第１酸素イオンポンプセルが備え
る一対の電極のうち、前記第１測定室内部に設けられた
電極を構成する原料について説明する。
態を説明する。まず、第１酸素イオンポンプセルが備え
る一対の電極のうち、前記第１測定室内部に設けられた
電極を構成する原料について説明する。
【００１０】すなわち、第１酸素イオンポンプセルが備
える一対の電極のうち、前記第１測定室内部に設けられ
た電極において、ＮＯｘ解離抑制能を有する第１構成成
分はさらに酸素解離触媒機能を有することが好ましい。
さらに前記電極において、第２構成成分として酸素解離
触媒機能が高いＰｔ、Ｐｄ、Ｒｈを一種又は二種以上用
いることが好ましい。これらの第２構成成分は、ＮＯｘ
解離機能を有するが、このＮＯｘ解離機能は前記第１構
成成分によって抑制される。十分なＮＯｘ解離抑制能を
得るために、第１構成成分がＡｕである場合、電極中に
０．０１ｗｔ％以上含まれることが望ましい。また、Ａ
ｕが電極中に微細かつ均一に分散されることにより、電
極におけるＡｕ含有率をおよそ５０％以下（重量基準）
としても十分かつ安定したＮＯｘ解離抑制能が発揮され
る。第１構成成分の担持形態としては、電極構成成分で
ある粒子表面に付着していてもよく、該粒子の細孔内部
においてＡｕなどの第１構成成分からなる微粒子が存在
していてもよい。第１構成成分からなる微粒子が担持さ
れる電極構成成分（例えば固体電解質粒子）は、前記微
粒子より相対的に大きいことが好ましい。また、後述す
るように、この微粒子が担持される電極構成成分は、乾
燥、焼成時、焼成後の電極剥離防止及び一体焼成の都合
上、第１酸素イオンポンプセルを構成する酸素イオン導
電性の固体電解質と同質であることが好ましい。第１構
成成分微粒子が担持される粒子径／第１構成成分微粒子
径の比は５０〜５００００が好ましい。
える一対の電極のうち、前記第１測定室内部に設けられ
た電極において、ＮＯｘ解離抑制能を有する第１構成成
分はさらに酸素解離触媒機能を有することが好ましい。
さらに前記電極において、第２構成成分として酸素解離
触媒機能が高いＰｔ、Ｐｄ、Ｒｈを一種又は二種以上用
いることが好ましい。これらの第２構成成分は、ＮＯｘ
解離機能を有するが、このＮＯｘ解離機能は前記第１構
成成分によって抑制される。十分なＮＯｘ解離抑制能を
得るために、第１構成成分がＡｕである場合、電極中に
０．０１ｗｔ％以上含まれることが望ましい。また、Ａ
ｕが電極中に微細かつ均一に分散されることにより、電
極におけるＡｕ含有率をおよそ５０％以下（重量基準）
としても十分かつ安定したＮＯｘ解離抑制能が発揮され
る。第１構成成分の担持形態としては、電極構成成分で
ある粒子表面に付着していてもよく、該粒子の細孔内部
においてＡｕなどの第１構成成分からなる微粒子が存在
していてもよい。第１構成成分からなる微粒子が担持さ
れる電極構成成分（例えば固体電解質粒子）は、前記微
粒子より相対的に大きいことが好ましい。また、後述す
るように、この微粒子が担持される電極構成成分は、乾
燥、焼成時、焼成後の電極剥離防止及び一体焼成の都合
上、第１酸素イオンポンプセルを構成する酸素イオン導
電性の固体電解質と同質であることが好ましい。第１構
成成分微粒子が担持される粒子径／第１構成成分微粒子
径の比は５０〜５００００が好ましい。
【００１１】第１構成成分として、好ましくは、Ａｕ，
Ａｇ，Ｎｉ，Ｍｎ，Ｃｏ，Ｃｕ，Ｆｅ，Ｂａ，Ｍｇ，Ｃ
ａ，Ｎａ，Ｋ，Ｌｉからなる群から一種以上を選択して
用いる。第２構成成分として、好ましくはＰｔ，Ｐｄ，
Ｒｈからなる群から一種以上を選択して用いる。第１構
成成分からなる微粒子が担持される電極構成成分とし
て、好ましくは、無機金属酸化物粒子、特に検出器を構
成する固体電解質層との整合性が良好な酸素イオン導電
性を有するＺｒＯ2粉末を用いる。或いは、上記酸素イ
オン導電性の無機金属酸化物粒子として、部分安定化、
安定化、ないしこれらが混合したＺｒＯ2、ＣｅＯ2、Ｈ
ｆＯ2、ＴｈＯ2粉末を用いる。部分安定化ないし安定化
剤として、例えばＣａＯ，ＭｇＯ，又はＹ2Ｏ3等の希土
類酸化物（例えばＬａ2Ｏ3、Ｇｄ2Ｏ3）の一種以上を用
いる。好ましくは、イットリウム部分安定化ＺｒＯ2粉
末を用いる。ベースとなるＺｒＯ2にハフニアが含有さ
れていてもよい。なお、他の安定化剤或いは他の固体電
解質も用いることができる。また、好ましくは、基材と
なる酸素イオン導電性固体電解質層と同様の原料を用い
る。
Ａｇ，Ｎｉ，Ｍｎ，Ｃｏ，Ｃｕ，Ｆｅ，Ｂａ，Ｍｇ，Ｃ
ａ，Ｎａ，Ｋ，Ｌｉからなる群から一種以上を選択して
用いる。第２構成成分として、好ましくはＰｔ，Ｐｄ，
Ｒｈからなる群から一種以上を選択して用いる。第１構
成成分からなる微粒子が担持される電極構成成分とし
て、好ましくは、無機金属酸化物粒子、特に検出器を構
成する固体電解質層との整合性が良好な酸素イオン導電
性を有するＺｒＯ2粉末を用いる。或いは、上記酸素イ
オン導電性の無機金属酸化物粒子として、部分安定化、
安定化、ないしこれらが混合したＺｒＯ2、ＣｅＯ2、Ｈ
ｆＯ2、ＴｈＯ2粉末を用いる。部分安定化ないし安定化
剤として、例えばＣａＯ，ＭｇＯ，又はＹ2Ｏ3等の希土
類酸化物（例えばＬａ2Ｏ3、Ｇｄ2Ｏ3）の一種以上を用
いる。好ましくは、イットリウム部分安定化ＺｒＯ2粉
末を用いる。ベースとなるＺｒＯ2にハフニアが含有さ
れていてもよい。なお、他の安定化剤或いは他の固体電
解質も用いることができる。また、好ましくは、基材と
なる酸素イオン導電性固体電解質層と同様の原料を用い
る。
【００１２】第１酸素イオンポンプセルが備える一対の
電極のうち、前記第１測定室内部に設けられた電極は、
その少なくとも排気ガスとの接触表面を含んだ部分を、
他の部分に比べて、ＮＯｘ解離機能が抑制された第１構
成成分が多く存在するように構成できる。酸素解離機能
が高い第２構成成分で電極本体部を形成し、表面に第１
構成成分が多く含有される層を形成してもよい。また、
さらに、Ａｕ、Ｎｉ、Ａｇ等を添加してＰｔの触媒活性
を低下させてもよい。また、前記電極表面側に、Ａｕ又
はＡｇを主体とする金属、あるいはＳｎＯ2、ＺｎＯ、
Ｉｎ2Ｏ3、ＷＯ3、Ｂｉ2Ｏ3等の酸化物によるコーティ
ングを施して電極を構成してもよい。
電極のうち、前記第１測定室内部に設けられた電極は、
その少なくとも排気ガスとの接触表面を含んだ部分を、
他の部分に比べて、ＮＯｘ解離機能が抑制された第１構
成成分が多く存在するように構成できる。酸素解離機能
が高い第２構成成分で電極本体部を形成し、表面に第１
構成成分が多く含有される層を形成してもよい。また、
さらに、Ａｕ、Ｎｉ、Ａｇ等を添加してＰｔの触媒活性
を低下させてもよい。また、前記電極表面側に、Ａｕ又
はＡｇを主体とする金属、あるいはＳｎＯ2、ＺｎＯ、
Ｉｎ2Ｏ3、ＷＯ3、Ｂｉ2Ｏ3等の酸化物によるコーティ
ングを施して電極を構成してもよい。
【００１３】次に、前記電極の好ましい製造工程を説明
する。すなわち、酸素イオン導電性粉末にＡｕ溶液（例
えば塩化金酸溶液など）を含浸させ、乾燥、焼成して粉
末上にＡｕを付着させることにより、Ａｕ担持粉末を得
る。このＡｕ担持粉末とＰｔ粉末を混合して適宜バイン
ダー、有機溶剤、粘度調整剤を添加してペーストを得
る。このペーストを酸素イオン導電性を有する固体電解
質層（第１酸素イオンポンプセルを構成する固体電解質
層）となるグリーンシート上にスクリーン印刷法などを
用いて塗布し、他のグリーンシートを積層して乾燥、焼
成し、前記電極を第１酸素イオンポンプセル上かつ第１
測定室内に形成する。
する。すなわち、酸素イオン導電性粉末にＡｕ溶液（例
えば塩化金酸溶液など）を含浸させ、乾燥、焼成して粉
末上にＡｕを付着させることにより、Ａｕ担持粉末を得
る。このＡｕ担持粉末とＰｔ粉末を混合して適宜バイン
ダー、有機溶剤、粘度調整剤を添加してペーストを得
る。このペーストを酸素イオン導電性を有する固体電解
質層（第１酸素イオンポンプセルを構成する固体電解質
層）となるグリーンシート上にスクリーン印刷法などを
用いて塗布し、他のグリーンシートを積層して乾燥、焼
成し、前記電極を第１酸素イオンポンプセル上かつ第１
測定室内に形成する。
【００１４】このように作製される前記電極の組織を、
従来の電極（貴金属粉末と酸素導電性無機質粉末とを単
に混合して焼成したもの）の組織と対比して説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る電極の組織を説明する
ための模式図であり、図２は比較例に係る従来の電極の
組織を説明するための模式図である。図１の電極組織に
おいては、Ａｕ微粒子が該Ａｕ微粒子に対して相対的に
大きい粒子（電極の主たる構成成分）に担持されている
ことにより、Ａｕ成分が微細に分散されているが、図２
においてはＰｔ−Ａｕ合金粒子が偏在した場合、Ａｕ成
分が偏在してしまうことが分かる。従って、図２の素子
は、同一素子においては局部的なＮＯｘ解離抑制能のば
らつきがあり、ロット間においてもＮＯｘ解離抑制能の
ばらつきが大きくなるため、可及的に低く設定する必要
がある第１測定室内の酸素濃度を低く設定することが困
難となる。
従来の電極（貴金属粉末と酸素導電性無機質粉末とを単
に混合して焼成したもの）の組織と対比して説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る電極の組織を説明する
ための模式図であり、図２は比較例に係る従来の電極の
組織を説明するための模式図である。図１の電極組織に
おいては、Ａｕ微粒子が該Ａｕ微粒子に対して相対的に
大きい粒子（電極の主たる構成成分）に担持されている
ことにより、Ａｕ成分が微細に分散されているが、図２
においてはＰｔ−Ａｕ合金粒子が偏在した場合、Ａｕ成
分が偏在してしまうことが分かる。従って、図２の素子
は、同一素子においては局部的なＮＯｘ解離抑制能のば
らつきがあり、ロット間においてもＮＯｘ解離抑制能の
ばらつきが大きくなるため、可及的に低く設定する必要
がある第１測定室内の酸素濃度を低く設定することが困
難となる。
【００１５】ここで、第１測定室内の酸素濃度を低く設
定する理由について説明する。先ず、本発明の一実施形
態に係るＮＯｘガス濃度検出器の測定原理は下記の通り
である。
定する理由について説明する。先ず、本発明の一実施形
態に係るＮＯｘガス濃度検出器の測定原理は下記の通り
である。
【００１６】(１)排ガスが拡散抵抗を有する第１拡散孔
を通って第１測定室に流入する。 (２)第１酸素イオンポンプセルにより、第１測定室の酸
素をＮＯｘが実質的に分解しない程度に汲み出す（酸素
分圧検知電極から出力される信号により第１測定室酸素
分圧を制御する）。 (３)拡散抵抗を有する第２拡散孔を通って第１測定室の
ガス（濃度制御された０2ガス＋ＮＯｘガス）が第２測
定室に流入する。 (４)第２測定室のＮＯｘガスは、第２酸素イオンポンプ
セルにより更に酸素を汲み出すことにより、Ｎ2ガスと
Ｏ2ガスに分解される。 (５)このとき、第２酸素イオンポンプセルに流れる第２
酸素ポンプ電流ＩP2とＮＯｘガス濃度の間には直線関係
があるため、ＩP2を検出することによりＮＯｘガス濃度
を検出可能である。
を通って第１測定室に流入する。 (２)第１酸素イオンポンプセルにより、第１測定室の酸
素をＮＯｘが実質的に分解しない程度に汲み出す（酸素
分圧検知電極から出力される信号により第１測定室酸素
分圧を制御する）。 (３)拡散抵抗を有する第２拡散孔を通って第１測定室の
ガス（濃度制御された０2ガス＋ＮＯｘガス）が第２測
定室に流入する。 (４)第２測定室のＮＯｘガスは、第２酸素イオンポンプ
セルにより更に酸素を汲み出すことにより、Ｎ2ガスと
Ｏ2ガスに分解される。 (５)このとき、第２酸素イオンポンプセルに流れる第２
酸素ポンプ電流ＩP2とＮＯｘガス濃度の間には直線関係
があるため、ＩP2を検出することによりＮＯｘガス濃度
を検出可能である。
【００１７】このように、第２測定室においてＮＯｘを
分解し解離した酸素イオンに基づいてＮＯｘガス濃度を
検出しているため、第２測定室に拡散流入する酸素の濃
度を一定にする必要がある。加えて、酸素濃度が高い
と、第２酸素ポンプ電流ＩP2が温度及び他のガス成分の
変動の影響を受けて誤差が増大する。従って、第１酸素
イオンポンプセルによって、第１測定室内に拡散流入し
た被検ガスから、ＮＯｘが実質的に分解しないようにし
つつできるだけ酸素を汲み出すことが必要である。
分解し解離した酸素イオンに基づいてＮＯｘガス濃度を
検出しているため、第２測定室に拡散流入する酸素の濃
度を一定にする必要がある。加えて、酸素濃度が高い
と、第２酸素ポンプ電流ＩP2が温度及び他のガス成分の
変動の影響を受けて誤差が増大する。従って、第１酸素
イオンポンプセルによって、第１測定室内に拡散流入し
た被検ガスから、ＮＯｘが実質的に分解しないようにし
つつできるだけ酸素を汲み出すことが必要である。
【００１８】
【実施例】以下図面を参照して本発明の一実施例を説明
する。まず、図３を参照して、本発明の一実施例に係る
ＮＯｘガス濃度検出器の構造を説明する。図３に示す検
出器は、固体電解質層５−１を挟んで設けられた一対の
電極（第１酸素イオンポンプセル６の第１測定室２外部
電極）６ａ、（第１酸素イオンポンプセル６の第１測定
室２内部電極）６ｂを備えた第１酸素イオンポンプセル
６、固体電解質層５−２を挟んで設けられた一対の酸素
分圧検知電極７ａ、７ｂを備えた酸素濃度測定セル７、
固体電解質層５−３、固体電解質層５−４表面に設けら
れた一対の電極（第２酸素イオンポンプセル８の第２測
定室内部電極）８ａ、（第２酸素イオンポンプセル８の
第２測定室外部電極）８ｂを備えた第２酸素イオンポン
プセル８の順に積層されて成る。固体電解質層５−１，
５−２，５−３，５−４の層間には絶縁層１１−１、１
１−２，１１−３がそれぞれ形成されている。第１酸素
イオンポンプセル６の第１測定室２内部電極６ｂにおい
ては、図１に示したように、Ａｕ微粒子が部分安定化Ｚ
ｒＯ2粉末上に担持されており、このＡｕ担持部分安定
化ＺｒＯ2粉末とＰｔ粒子から構成されている。そし
て、第１酸素イオンポンプセル６と酸素濃度測定セル７
の層間には、図中左右側の絶縁層１１−１及び上下側の
固体電解質層５−１、５−２によって第１測定室２が画
成され 、同様に絶縁層１１−３及び固体電解質層５−
３、５−４により第２酸素イオンポンプセル８の上部に
第２測定室４が画成されている。さらに、第１測定室２
の一方で検出器短手方向両側（図３中正面及び背面）に
は拡散抵抗を有する第１拡散孔１がそれぞれ設けられ、
第１測定室２の他方には第２拡散孔３の開口が第１拡散
孔１と離間して設けられている。第２拡散孔３は、酸素
濃度測定セル７及び固体電解質層５−３を貫通して第
１、第２測定室２、４を拡散抵抗を持って連通する。
する。まず、図３を参照して、本発明の一実施例に係る
ＮＯｘガス濃度検出器の構造を説明する。図３に示す検
出器は、固体電解質層５−１を挟んで設けられた一対の
電極（第１酸素イオンポンプセル６の第１測定室２外部
電極）６ａ、（第１酸素イオンポンプセル６の第１測定
室２内部電極）６ｂを備えた第１酸素イオンポンプセル
６、固体電解質層５−２を挟んで設けられた一対の酸素
分圧検知電極７ａ、７ｂを備えた酸素濃度測定セル７、
固体電解質層５−３、固体電解質層５−４表面に設けら
れた一対の電極（第２酸素イオンポンプセル８の第２測
定室内部電極）８ａ、（第２酸素イオンポンプセル８の
第２測定室外部電極）８ｂを備えた第２酸素イオンポン
プセル８の順に積層されて成る。固体電解質層５−１，
５−２，５−３，５−４の層間には絶縁層１１−１、１
１−２，１１−３がそれぞれ形成されている。第１酸素
イオンポンプセル６の第１測定室２内部電極６ｂにおい
ては、図１に示したように、Ａｕ微粒子が部分安定化Ｚ
ｒＯ2粉末上に担持されており、このＡｕ担持部分安定
化ＺｒＯ2粉末とＰｔ粒子から構成されている。そし
て、第１酸素イオンポンプセル６と酸素濃度測定セル７
の層間には、図中左右側の絶縁層１１−１及び上下側の
固体電解質層５−１、５−２によって第１測定室２が画
成され 、同様に絶縁層１１−３及び固体電解質層５−
３、５−４により第２酸素イオンポンプセル８の上部に
第２測定室４が画成されている。さらに、第１測定室２
の一方で検出器短手方向両側（図３中正面及び背面）に
は拡散抵抗を有する第１拡散孔１がそれぞれ設けられ、
第１測定室２の他方には第２拡散孔３の開口が第１拡散
孔１と離間して設けられている。第２拡散孔３は、酸素
濃度測定セル７及び固体電解質層５−３を貫通して第
１、第２測定室２、４を拡散抵抗を持って連通する。
【００１９】この検出器では、第２酸素イオンポンプセ
ル８を構成する固体電解質５−４の同一面上に、多孔質
（Ｐｔ、Ｒｈ合金など）の電極８ａ、８ｂが共に形成さ
れている。電極８ａ、８ｂは、絶縁層１１−３によって
互いに隔離されているが、固体電解質層５−４を介して
酸素イオンが伝導し、これによる電流ＩP2が流れる。電
極８ｂは固体電解質層５−４、絶縁層１１−３、及びリ
ード部８ｄによって、検出器外気との直接的な接触が防
止されていると共に、拡散抵抗を有する多孔質のリード
部８ｄを介して第２酸素イオンポンプセル８により汲み
出された酸素を導出できる。更に、電極８ａ、８ｂに
は、それぞれリード部（線）８ｃ（不図示）、８ｄが電
気的に接続され、第２測定室４の外側電極８ｂに電気的
に接続するリード部８ｄは多孔質とされ、酸素イオンを
拡散することができる。従って、第２酸素イオンポンプ
セル８により、ＮＯｘガスより分解され電極８ａから８
ｂに汲み出された酸素はリード部８ｄを介して放出され
る。
ル８を構成する固体電解質５−４の同一面上に、多孔質
（Ｐｔ、Ｒｈ合金など）の電極８ａ、８ｂが共に形成さ
れている。電極８ａ、８ｂは、絶縁層１１−３によって
互いに隔離されているが、固体電解質層５−４を介して
酸素イオンが伝導し、これによる電流ＩP2が流れる。電
極８ｂは固体電解質層５−４、絶縁層１１−３、及びリ
ード部８ｄによって、検出器外気との直接的な接触が防
止されていると共に、拡散抵抗を有する多孔質のリード
部８ｄを介して第２酸素イオンポンプセル８により汲み
出された酸素を導出できる。更に、電極８ａ、８ｂに
は、それぞれリード部（線）８ｃ（不図示）、８ｄが電
気的に接続され、第２測定室４の外側電極８ｂに電気的
に接続するリード部８ｄは多孔質とされ、酸素イオンを
拡散することができる。従って、第２酸素イオンポンプ
セル８により、ＮＯｘガスより分解され電極８ａから８
ｂに汲み出された酸素はリード部８ｄを介して放出され
る。
【００２０】図４は、以上説明したＮＯxガス濃度検出
器の多孔質電極８ａ，８ｂの形態を示す平面断面図であ
る（図３中の矢視Ａ−Ｂ線で示す平面断面図に相当す
る）。図４からわかるように、リード部８ｄは検出器外
気（大気又は被測定ガス雰囲気中）に接触し、外気と電
極８ｂとを拡散抵抗を介して連通している。
器の多孔質電極８ａ，８ｂの形態を示す平面断面図であ
る（図３中の矢視Ａ−Ｂ線で示す平面断面図に相当す
る）。図４からわかるように、リード部８ｄは検出器外
気（大気又は被測定ガス雰囲気中）に接触し、外気と電
極８ｂとを拡散抵抗を介して連通している。
【００２１】図３に示した検出器の測定原理は、実施の
形態の欄で上述した通りであって、第１測定室２に第１
拡散孔１を介して拡散し導入された被測定ガス中の酸素
濃度に応じた起電力が酸素濃度測定セル７の一対の電極
７ａ、７ｂ間に発生し、この起電力による電圧が一定に
なるよう第１酸素イオンポンプセル６に印加される電圧
が制御される（マイクロコンピュータを用いてデジタル
制御してもよく、アナログ制御してもよい）。そして、
第１酸素イオンポンプセル６が備える一対の電極６ａ，
６ｂのうち、第１測定室２内部に設けられＡｕ微粒子が
部分安定化ＺｒＯ2粉末上に担持されている電極６ｂに
よってＮＯｘの解離が抑制された下で、第１酸素イオン
ポンプセル６によって第１測定室２から余剰の酸素が汲
み出され一定の酸素濃度を有する被測定ガスが第２拡散
孔３を介して第２測定室４に拡散し、第２酸素イオンポ
ンプセル８の一対の電極８ａ、８ｂに電圧が印加されて
残存する酸素が更に汲み出されると共に、このＰｔ合金
或いはＲｈ合金製の電極の触媒作用により、ＮＯｘがＮ
2とＯ2に分解され、このＯ2がイオンとなって第２酸素
イオンポンプセル８の固体電解質層を伝導することによ
り、第２測定室４内外に設けられた第２酸素イオンポン
プセル８の一対の電極８ａ、８ｂ間に分解されたＮＯｘ
ガス量に応じた第２酸素ポンプ電流ＩP2が流れる。この
ＩP2を測定することにより、ＮＯｘガス濃度が測定でき
る。
形態の欄で上述した通りであって、第１測定室２に第１
拡散孔１を介して拡散し導入された被測定ガス中の酸素
濃度に応じた起電力が酸素濃度測定セル７の一対の電極
７ａ、７ｂ間に発生し、この起電力による電圧が一定に
なるよう第１酸素イオンポンプセル６に印加される電圧
が制御される（マイクロコンピュータを用いてデジタル
制御してもよく、アナログ制御してもよい）。そして、
第１酸素イオンポンプセル６が備える一対の電極６ａ，
６ｂのうち、第１測定室２内部に設けられＡｕ微粒子が
部分安定化ＺｒＯ2粉末上に担持されている電極６ｂに
よってＮＯｘの解離が抑制された下で、第１酸素イオン
ポンプセル６によって第１測定室２から余剰の酸素が汲
み出され一定の酸素濃度を有する被測定ガスが第２拡散
孔３を介して第２測定室４に拡散し、第２酸素イオンポ
ンプセル８の一対の電極８ａ、８ｂに電圧が印加されて
残存する酸素が更に汲み出されると共に、このＰｔ合金
或いはＲｈ合金製の電極の触媒作用により、ＮＯｘがＮ
2とＯ2に分解され、このＯ2がイオンとなって第２酸素
イオンポンプセル８の固体電解質層を伝導することによ
り、第２測定室４内外に設けられた第２酸素イオンポン
プセル８の一対の電極８ａ、８ｂ間に分解されたＮＯｘ
ガス量に応じた第２酸素ポンプ電流ＩP2が流れる。この
ＩP2を測定することにより、ＮＯｘガス濃度が測定でき
る。
【００２２】この検出器によれば、第２測定室４内の第
２酸素イオンポンプセル８の電極８ａと反対極となる電
極８ｂが、素子内部（積層した固体電解質間）に設置さ
れたことにより、固体電解質層５−４、絶縁層１１−３
が電極８ｂの保護手段となり、且つリード部８ｄが拡散
抵抗手段となって、被測定ガス（排ガス）の雰囲気から
電極８ｂが遮断されて直接外気に接触することがなくさ
れ、且つ電極８ｂ周辺において汲み出された酸素がプー
ルされることとなり、電極８ｂ周囲（近傍）の酸素濃度
が安定化され、第２酸素イオンポンプセル８の一対の電
極８ａ、８ｂ間に発生する起電力が安定化する。更に、
発生する起電力が安定化することにより、第２酸素イオ
ンポンプセル８に印加されるポンプ電圧ＶP2の有効ポン
プ電圧（ＶP2−起電力）が安定化され、ＮＯｘガス濃度
測定の酸素濃度依存性が減少する。
２酸素イオンポンプセル８の電極８ａと反対極となる電
極８ｂが、素子内部（積層した固体電解質間）に設置さ
れたことにより、固体電解質層５−４、絶縁層１１−３
が電極８ｂの保護手段となり、且つリード部８ｄが拡散
抵抗手段となって、被測定ガス（排ガス）の雰囲気から
電極８ｂが遮断されて直接外気に接触することがなくさ
れ、且つ電極８ｂ周辺において汲み出された酸素がプー
ルされることとなり、電極８ｂ周囲（近傍）の酸素濃度
が安定化され、第２酸素イオンポンプセル８の一対の電
極８ａ、８ｂ間に発生する起電力が安定化する。更に、
発生する起電力が安定化することにより、第２酸素イオ
ンポンプセル８に印加されるポンプ電圧ＶP2の有効ポン
プ電圧（ＶP2−起電力）が安定化され、ＮＯｘガス濃度
測定の酸素濃度依存性が減少する。
【００２３】［製造例］図５に、図３に示した前記本発
明の一実施例に係るＮＯｘガス濃度検出器のレイアウト
を示す。図５中左上から左下、そして右上から右下の順
にＺｒＯ2グリーンシート及び電極用ペーストなどが積
層され、乾燥、焼成されて一体の検出器が作製される。
絶縁コート、電極などペースト材料は、所定のＺｒＯ2
グリーンシートにスクリーン印刷されることにより、積
層形成される。次に、ＺｒＯ2グリーンシートなど各構
成部品の製造例を説明する。
明の一実施例に係るＮＯｘガス濃度検出器のレイアウト
を示す。図５中左上から左下、そして右上から右下の順
にＺｒＯ2グリーンシート及び電極用ペーストなどが積
層され、乾燥、焼成されて一体の検出器が作製される。
絶縁コート、電極などペースト材料は、所定のＺｒＯ2
グリーンシートにスクリーン印刷されることにより、積
層形成される。次に、ＺｒＯ2グリーンシートなど各構
成部品の製造例を説明する。
【００２４】［ＺｒＯ2シート（１〜４層）成形］Ｚｒ
Ｏ2粉末を６００℃×２時間、大気炉にて仮焼した。仮
焼したＺｒＯ2粉末３０ｋｇ、分散剤１５０ｇ、有機溶
剤１０ｋｇを球石６０ｋｇとともにトロンメルに入れ、
約５０時間混合し、分散させ、これに有機バインダー４
ｋｇを有機溶剤１０ｋｇに溶解させたものを添加し、２
０時間混合して１０Ｐａ・ｓ程度の粘度を有するスラリ
ーを得た。このスラリーからドクターブレード法によ
り、厚さ０．４ｍｍ程度のＺｒＯ2グリーンシートを作
製し、１００℃×１時間乾燥した。
Ｏ2粉末を６００℃×２時間、大気炉にて仮焼した。仮
焼したＺｒＯ2粉末３０ｋｇ、分散剤１５０ｇ、有機溶
剤１０ｋｇを球石６０ｋｇとともにトロンメルに入れ、
約５０時間混合し、分散させ、これに有機バインダー４
ｋｇを有機溶剤１０ｋｇに溶解させたものを添加し、２
０時間混合して１０Ｐａ・ｓ程度の粘度を有するスラリ
ーを得た。このスラリーからドクターブレード法によ
り、厚さ０．４ｍｍ程度のＺｒＯ2グリーンシートを作
製し、１００℃×１時間乾燥した。
【００２５】［印刷用ペースト］ （１）酸素分圧検知電極（酸素基準電極）７ａ用：Ｐｔ
粉末１９．８ｇ、ＺｒＯ2粉末２．８ｇ、Ａｕ粉末０．
２粉末、適量の有機溶剤を、らいかい機（或いはポット
ミル）に入れ、４時間混合し、分散させ、これに有機バ
インダー２ｇを有機溶剤２０ｇに溶解させたものを添加
し、さらに粘度調整剤５ｇを添加し、４時間混合して粘
度１５０Ｐａ・ｓ程度のペーストを調製した。
粉末１９．８ｇ、ＺｒＯ2粉末２．８ｇ、Ａｕ粉末０．
２粉末、適量の有機溶剤を、らいかい機（或いはポット
ミル）に入れ、４時間混合し、分散させ、これに有機バ
インダー２ｇを有機溶剤２０ｇに溶解させたものを添加
し、さらに粘度調整剤５ｇを添加し、４時間混合して粘
度１５０Ｐａ・ｓ程度のペーストを調製した。
【００２６】（２）第１酸素イオンポンプ検知電極６
ａ、酸素分圧検知電極（酸素基準電極）７ｂ、第２酸素
イオンポンプ電極８ａ、８ｂ用：Ｐｔ粉末２０ｇ、Ｚｒ
Ｏ2粉末２．８ｇ、適量の有機溶剤を、らいかい機（或
いはポットミル）に入れ、４時間混合し、分散させ、こ
れに有機バインダー２ｇを有機溶剤２０ｇに溶解させた
ものを添加し、さらに粘度調整剤５ｇを添加し、４時間
混合して粘度１５０Ｐａ・ｓ程度のペーストを調製し
た。
ａ、酸素分圧検知電極（酸素基準電極）７ｂ、第２酸素
イオンポンプ電極８ａ、８ｂ用：Ｐｔ粉末２０ｇ、Ｚｒ
Ｏ2粉末２．８ｇ、適量の有機溶剤を、らいかい機（或
いはポットミル）に入れ、４時間混合し、分散させ、こ
れに有機バインダー２ｇを有機溶剤２０ｇに溶解させた
ものを添加し、さらに粘度調整剤５ｇを添加し、４時間
混合して粘度１５０Ｐａ・ｓ程度のペーストを調製し
た。
【００２７】（２’）第１酸素イオンポンプ電極６ｂ
用：第１酸素イオンポンプセル６が備える一対の電極６
ａ，６ｂのうち、第１測定室２内部に設けられた電極６
ｂの材料について説明する。前記電極の第１構成成分で
あるＡｕを担持する酸素イオン導電性を有する固体電解
質粉末原料として、イットリアで部分的に安定化された
ＺｒＯ2粉末（以下、これを「部分安定化ＺｒＯ2粉末」
と称する。）を用いた。そして、部分安定化ＺｒＯ2粉
末２．８ｇ（粒径０．１〜５０μｍ）に、塩化金酸溶液
（Ａｕ含有率３０．５２０重量％）１．８３ｇを含浸さ
せ、１２０℃で７時間乾燥後、８００度で３時間焼成
し、Ａｕ微粒子（粒径１μｍ以下）を部分安定化ＺｒＯ
2粉末上に担持させた粉体３．３６ｇを得た。この粉体
を含有するペーストは以下のようにして調製した。前記
Ａｕ微粒子を部分安定化ＺｒＯ2粉末上に担持させた粉
体３．３６ｇを、らいかい機で１２時間粉砕した後、Ｐ
ｔの多孔質粉末２０ｇ（粒径１〜５０μｍ）と適量の有
機溶剤と混合し、らいかい機（又はポットミル）で４時
間粉砕後、バインダー２ｇを有機溶剤２０ｇに溶解させ
たものを添加し、さらに粘度調整剤５ｇを添加し４時間
粉砕して粘度１４０Ｐａ・ｓのペーストを調製した。
用：第１酸素イオンポンプセル６が備える一対の電極６
ａ，６ｂのうち、第１測定室２内部に設けられた電極６
ｂの材料について説明する。前記電極の第１構成成分で
あるＡｕを担持する酸素イオン導電性を有する固体電解
質粉末原料として、イットリアで部分的に安定化された
ＺｒＯ2粉末（以下、これを「部分安定化ＺｒＯ2粉末」
と称する。）を用いた。そして、部分安定化ＺｒＯ2粉
末２．８ｇ（粒径０．１〜５０μｍ）に、塩化金酸溶液
（Ａｕ含有率３０．５２０重量％）１．８３ｇを含浸さ
せ、１２０℃で７時間乾燥後、８００度で３時間焼成
し、Ａｕ微粒子（粒径１μｍ以下）を部分安定化ＺｒＯ
2粉末上に担持させた粉体３．３６ｇを得た。この粉体
を含有するペーストは以下のようにして調製した。前記
Ａｕ微粒子を部分安定化ＺｒＯ2粉末上に担持させた粉
体３．３６ｇを、らいかい機で１２時間粉砕した後、Ｐ
ｔの多孔質粉末２０ｇ（粒径１〜５０μｍ）と適量の有
機溶剤と混合し、らいかい機（又はポットミル）で４時
間粉砕後、バインダー２ｇを有機溶剤２０ｇに溶解させ
たものを添加し、さらに粘度調整剤５ｇを添加し４時間
粉砕して粘度１４０Ｐａ・ｓのペーストを調製した。
【００２８】（３）絶縁コート、保護コート用：アルミ
ナ粉末５０ｇと適量の有機溶剤を、らいかい機（或いは
ポットミル）に入れ、１２時間混合し、溶解させ、さら
に粘度調整剤２０ｇを添加し、３時間混合して粘度１０
０Ｐａ・ｓ程度のペーストを調製した。
ナ粉末５０ｇと適量の有機溶剤を、らいかい機（或いは
ポットミル）に入れ、１２時間混合し、溶解させ、さら
に粘度調整剤２０ｇを添加し、３時間混合して粘度１０
０Ｐａ・ｓ程度のペーストを調製した。
【００２９】（４）Ｐｔ入り多孔質用（リード線用）：
アルミナ粉末１０ｇ、Ｐｔ粉末１．５ｇ、有機バインダ
ー２．５ｇ、有機溶剤２０ｇを、らいかい機（或いはポ
ットミル）に入れ、４時間混合し、さらに粘度調整剤を
１０ｇを添加し、４時間混合して粘度１００Ｐａ・ｓ程
度のペーストを調製した。
アルミナ粉末１０ｇ、Ｐｔ粉末１．５ｇ、有機バインダ
ー２．５ｇ、有機溶剤２０ｇを、らいかい機（或いはポ
ットミル）に入れ、４時間混合し、さらに粘度調整剤を
１０ｇを添加し、４時間混合して粘度１００Ｐａ・ｓ程
度のペーストを調製した。
【００３０】（５）第１拡散孔用：平均粒径２μｍ程度
のアルミナ粉末１０ｇ、有機バインダー２ｇ、有機溶剤
２０ｇを、らいかい機（或いはポットミル）に入れ、混
合し、分散させ、さらに粘度調整剤１０ｇを添加し、４
時間混合して粘度４００ｐａ・ｓ程度のペーストを調製
した。
のアルミナ粉末１０ｇ、有機バインダー２ｇ、有機溶剤
２０ｇを、らいかい機（或いはポットミル）に入れ、混
合し、分散させ、さらに粘度調整剤１０ｇを添加し、４
時間混合して粘度４００ｐａ・ｓ程度のペーストを調製
した。
【００３１】（６）カーボンコート用：カーボン粉末４
ｇ、有機バインダー２ｇ、有機溶剤４０ｇを、らいかい
機（或いはポットミル）に入れ、混合し、分散させ、さ
らに粘度調整剤５ｇを添加し、４時間混合してペースト
を作製した。なお、カーボンコートを印刷形成すること
により、一例を挙げれば、第１酸素イオンポンプ電極６
ｂと酸素基準電極７ａとの接触が防止される。また、カ
ーボンコートは第１測定室及び第２測定室を形成するた
めに用いられる。カーボンは焼成途中で焼失するので、
カーボンコート層は焼成体には存在しない。
ｇ、有機バインダー２ｇ、有機溶剤４０ｇを、らいかい
機（或いはポットミル）に入れ、混合し、分散させ、さ
らに粘度調整剤５ｇを添加し、４時間混合してペースト
を作製した。なお、カーボンコートを印刷形成すること
により、一例を挙げれば、第１酸素イオンポンプ電極６
ｂと酸素基準電極７ａとの接触が防止される。また、カ
ーボンコートは第１測定室及び第２測定室を形成するた
めに用いられる。カーボンは焼成途中で焼失するので、
カーボンコート層は焼成体には存在しない。
【００３２】［ペレット体］ （７）第２拡散孔用：平均粒径数μｍ程度のアルミナ粉
末２０ｇ、有機バインダー８ｇ、有機溶剤２０ｇを、ら
いかい機（或いはポットミル）に入れ、１時間混合し、
造粒し、金型プレスにて約２ｔ／ｃｍ2圧を加え直径
１．３ｍｍ、厚さ０．８ｍｍの円柱状のプレス成形体
（グリーン状態）を作製した。このグリーン状態のプレ
ス成形体を、２、３層目のＺｒＯ2グリーンシートの所
定箇所に挿入し、圧着して一体化した後、焼成すること
により、検出器中に第２拡散孔を形成する。
末２０ｇ、有機バインダー８ｇ、有機溶剤２０ｇを、ら
いかい機（或いはポットミル）に入れ、１時間混合し、
造粒し、金型プレスにて約２ｔ／ｃｍ2圧を加え直径
１．３ｍｍ、厚さ０．８ｍｍの円柱状のプレス成形体
（グリーン状態）を作製した。このグリーン状態のプレ
ス成形体を、２、３層目のＺｒＯ2グリーンシートの所
定箇所に挿入し、圧着して一体化した後、焼成すること
により、検出器中に第２拡散孔を形成する。
【００３３】［ＺｒＯ2積層方法］２、３層目圧着後、
第２拡散孔が貫通する部分（直径１．３ｍｍ）を打ち抜
く。打ち抜き後、第２拡散孔となるグリーン円柱状成形
体を埋め込み、１〜４層のＺｒＯ2グリーンシートを加
圧力：５ｋｇ／ｃｍ2，加圧時間：１分で圧着する。
第２拡散孔が貫通する部分（直径１．３ｍｍ）を打ち抜
く。打ち抜き後、第２拡散孔となるグリーン円柱状成形
体を埋め込み、１〜４層のＺｒＯ2グリーンシートを加
圧力：５ｋｇ／ｃｍ2，加圧時間：１分で圧着する。
【００３４】［脱バインダー及び焼成］圧着した成形体
を、４００℃×２時間脱バインダーし、１５００℃×１
時間焼成する。
を、４００℃×２時間脱バインダーし、１５００℃×１
時間焼成する。
【００３５】次に、前記製造例に従って作製された図３
に示す構造を有する本発明の一実施例に係る検出器の特
性を調べた。すなわち、この検出器に被検ガスを投入
し、第１酸素イオンポンプセル６の一対の電極６ａ，６
ｂ、第２酸素イオンポンプセル８の一対の電極８ａ，８
ｂに電圧を印加し、第１酸素イオンポンプセル６及び第
２酸素イオンポンプセル８にそれぞれ流れる第１酸素ポ
ンプ電流、第２酸素ポンプ電流を測定した。図６〜１０
中、実施例のデータを黒四角で示す。
に示す構造を有する本発明の一実施例に係る検出器の特
性を調べた。すなわち、この検出器に被検ガスを投入
し、第１酸素イオンポンプセル６の一対の電極６ａ，６
ｂ、第２酸素イオンポンプセル８の一対の電極８ａ，８
ｂに電圧を印加し、第１酸素イオンポンプセル６及び第
２酸素イオンポンプセル８にそれぞれ流れる第１酸素ポ
ンプ電流、第２酸素ポンプ電流を測定した。図６〜１０
中、実施例のデータを黒四角で示す。
【００３６】併せて、比較例１〜４として電極材質を変
えて、実施例と同様に検出器の特性を調べた。比較例１
〜４に係る検出器において、第１酸素イオンポンプセル
の第１測定室内の電極以外の製造工程は、実施例と同一
であるので、以下該電極の製造工程についてのみ説明す
る。比較例１（図６〜１０中黒丸で示す）に係る検出器
において、第１酸素イオンポンプセルの第１測定室内の
電極中にＩｒが５ｗｔ％含まれるように、Ｐｔ粉末１
９．０ｇ、ＺｒＯ2粉末２．８ｇ、Ｉｒ粉末１．０ｇ、
適量の有機溶剤を、らいかい機（或いはポットミル）に
入れ、４時間混合し、分散させ、これに有機バインダー
２ｇを有機溶剤２０ｇに溶解させたものを添加し、さら
に粘度調整剤５ｇを添加し、４時間混合して、粘度１４
０Ｐａ・ｓ程度のペーストを調製した。上記ペーストを
用い、実施例と同様にして印刷、乾燥、焼成を行った。
得られた電極は、図２に示した組織と同様に、Ｐｔ粒
子、Ｉｒ粒子、及びその合金粒子が分散して存在してい
た。なお、ＩｒはＰｔと同程度のＮＯｘ解離機能を有す
る。
えて、実施例と同様に検出器の特性を調べた。比較例１
〜４に係る検出器において、第１酸素イオンポンプセル
の第１測定室内の電極以外の製造工程は、実施例と同一
であるので、以下該電極の製造工程についてのみ説明す
る。比較例１（図６〜１０中黒丸で示す）に係る検出器
において、第１酸素イオンポンプセルの第１測定室内の
電極中にＩｒが５ｗｔ％含まれるように、Ｐｔ粉末１
９．０ｇ、ＺｒＯ2粉末２．８ｇ、Ｉｒ粉末１．０ｇ、
適量の有機溶剤を、らいかい機（或いはポットミル）に
入れ、４時間混合し、分散させ、これに有機バインダー
２ｇを有機溶剤２０ｇに溶解させたものを添加し、さら
に粘度調整剤５ｇを添加し、４時間混合して、粘度１４
０Ｐａ・ｓ程度のペーストを調製した。上記ペーストを
用い、実施例と同様にして印刷、乾燥、焼成を行った。
得られた電極は、図２に示した組織と同様に、Ｐｔ粒
子、Ｉｒ粒子、及びその合金粒子が分散して存在してい
た。なお、ＩｒはＰｔと同程度のＮＯｘ解離機能を有す
る。
【００３７】比較例２（図６〜１０中黒三角で示す）の
検出器において、第１酸素イオンポンプセルの第１測定
室内の電極中にＩｒが１ｗｔ％含まれるように、Ｐｔ粉
末１９．８ｇ、ＺｒＯ2粉末２．８ｇ、Ｉｒ粉末０．２
ｇ、適量の有機溶剤を、らいかい機（或いはポットミ
ル）に入れ、４時間混合し、分散させ、これに有機バイ
ンダー２ｇを有機溶剤２０ｇに溶解させたものを添加
し、さらに粘度調整剤５ｇを添加し、４時間混合して、
粘度１４０Ｐａ・ｓ程度のペーストを調製した。上記ペ
ーストを用い、実施例と同様にして印刷、乾燥、焼成を
行った。得られた電極は、図２に示した組織と同様に、
Ａｕ粒子、Ｉｒ粒子、及びそれらの合金粒子が分散して
存在していた。
検出器において、第１酸素イオンポンプセルの第１測定
室内の電極中にＩｒが１ｗｔ％含まれるように、Ｐｔ粉
末１９．８ｇ、ＺｒＯ2粉末２．８ｇ、Ｉｒ粉末０．２
ｇ、適量の有機溶剤を、らいかい機（或いはポットミ
ル）に入れ、４時間混合し、分散させ、これに有機バイ
ンダー２ｇを有機溶剤２０ｇに溶解させたものを添加
し、さらに粘度調整剤５ｇを添加し、４時間混合して、
粘度１４０Ｐａ・ｓ程度のペーストを調製した。上記ペ
ーストを用い、実施例と同様にして印刷、乾燥、焼成を
行った。得られた電極は、図２に示した組織と同様に、
Ａｕ粒子、Ｉｒ粒子、及びそれらの合金粒子が分散して
存在していた。
【００３８】比較例３（図６〜１０中黒菱形で示す）の
検出器において、第１酸素イオンポンプセルの第１測定
室内の電極は、その電極成分としてＡｕの代わりにＰｄ
を用いて、該電極中のＰｄ含有量が２．４ｗｔ％となる
ように部分安定化ＺｒＯ2粒子にＰｄを担持させた以外
は実施例と同様に作製した。すなわち、得られる電極に
おいて、酸素イオン導電性を有する固体電解質の粉末上
にＰｄが担持されるように、イットリアで部分的に安定
化された部分安定化ＺｒＯ2粉末２．８ｇに、硝酸パラ
ジウム溶液（Ｐｄ含有率４．３９０％）１２．７６ｇを
含浸させ、１２０℃で７時間乾燥後、８００℃３時間焼
成し、Ｐｄ微粒子が部分安定化ＺｒＯ2粉末上に担持さ
れた粉体５．６ｇを得た。このＰｄ微粒子担持粉末をら
いかい機で１２時間粉砕した後、Ｐｔの多孔質粉末２０
ｇと適量の有機溶剤とを混合し、らいかい機（或いはポ
ットミル）で４時間粉砕後、バインダー２ｇを有機溶剤
２０ｇに溶解させたものを添加し、さらに粘度調整剤５
ｇを添加し４時間粉砕して粘度１４０Ｐａ・ｓのペース
トを調製した。前記ペーストを部分安定化ＺｒＯ2シー
トにスクリーン印刷後、４００℃で２時間脱バインダー
し、１５００℃で１時間焼成することにより電極を得
た。
検出器において、第１酸素イオンポンプセルの第１測定
室内の電極は、その電極成分としてＡｕの代わりにＰｄ
を用いて、該電極中のＰｄ含有量が２．４ｗｔ％となる
ように部分安定化ＺｒＯ2粒子にＰｄを担持させた以外
は実施例と同様に作製した。すなわち、得られる電極に
おいて、酸素イオン導電性を有する固体電解質の粉末上
にＰｄが担持されるように、イットリアで部分的に安定
化された部分安定化ＺｒＯ2粉末２．８ｇに、硝酸パラ
ジウム溶液（Ｐｄ含有率４．３９０％）１２．７６ｇを
含浸させ、１２０℃で７時間乾燥後、８００℃３時間焼
成し、Ｐｄ微粒子が部分安定化ＺｒＯ2粉末上に担持さ
れた粉体５．６ｇを得た。このＰｄ微粒子担持粉末をら
いかい機で１２時間粉砕した後、Ｐｔの多孔質粉末２０
ｇと適量の有機溶剤とを混合し、らいかい機（或いはポ
ットミル）で４時間粉砕後、バインダー２ｇを有機溶剤
２０ｇに溶解させたものを添加し、さらに粘度調整剤５
ｇを添加し４時間粉砕して粘度１４０Ｐａ・ｓのペース
トを調製した。前記ペーストを部分安定化ＺｒＯ2シー
トにスクリーン印刷後、４００℃で２時間脱バインダー
し、１５００℃で１時間焼成することにより電極を得
た。
【００３９】比較例４（図６及び図７中白四角で示すＥ
Ｐ）の検出器において、第１酸素イオンポンプセルの第
１測定室内の電極は、従来タイプのＰｔ電極であって、
Ｐｔ粉末20.0g、ＺｒＯ2粉末2.8g、適量の有機溶剤を、
らいかい機（或いはポットミル）に入れ、４時間混合
し、分散させ、これに有機バインダー２gを有機溶剤20g
に溶解させたものを添加し、さらに粘度調整剤５gを添
加し、４時間混合して粘度１４０Ｐａ・ｓ程度のペース
トを作製し、以下は実施例と同様に作製した。得られた
電極の組織は図２に示した組織に類似していた。
Ｐ）の検出器において、第１酸素イオンポンプセルの第
１測定室内の電極は、従来タイプのＰｔ電極であって、
Ｐｔ粉末20.0g、ＺｒＯ2粉末2.8g、適量の有機溶剤を、
らいかい機（或いはポットミル）に入れ、４時間混合
し、分散させ、これに有機バインダー２gを有機溶剤20g
に溶解させたものを添加し、さらに粘度調整剤５gを添
加し、４時間混合して粘度１４０Ｐａ・ｓ程度のペース
トを作製し、以下は実施例と同様に作製した。得られた
電極の組織は図２に示した組織に類似していた。
【００４０】比較例５（図８及び図９中白四角で示すＵ
Ｐ）の検出器において、第１酸素イオンポンプセルの第
１測定室内の電極は、Ａｕ粉末をペースト中に混合した
原料を用いてなり（粉体に担持されていない）、Ｐｔ粉
末１９．８ｇ、ＺｒＯ2粉末２．８ｇ、Ａｕ粉末０．２
ｇ、適量の有機溶剤をらいかい機（ポットミル）に入
れ、４時間混合し、分散させ、これに有機バインダー２
ｇを有機溶剤２０ｇに溶解させたものを添加し、４時間
混合して、粘度１４０Ｐａ・ｓ程度のペーストを調製し
た。上記ペーストを用いて、実施例と同様に印刷を行っ
た。
Ｐ）の検出器において、第１酸素イオンポンプセルの第
１測定室内の電極は、Ａｕ粉末をペースト中に混合した
原料を用いてなり（粉体に担持されていない）、Ｐｔ粉
末１９．８ｇ、ＺｒＯ2粉末２．８ｇ、Ａｕ粉末０．２
ｇ、適量の有機溶剤をらいかい機（ポットミル）に入
れ、４時間混合し、分散させ、これに有機バインダー２
ｇを有機溶剤２０ｇに溶解させたものを添加し、４時間
混合して、粘度１４０Ｐａ・ｓ程度のペーストを調製し
た。上記ペーストを用いて、実施例と同様に印刷を行っ
た。
【００４１】実施例及び比較例１〜４の検出器に、所定
濃度の被検ガスを投入し、これらの第１及び第２酸素ポ
ンプ電流特性を調べた。被検ガス成分は、Ｈ2Ｏ：１０
％、Ｏ2：７５０ppm又はＮＯ：１５００ｐｐｍ、残部Ｎ
2とした。また、検出器を両側から挟むようにヒータを
設け、ヒータ電力を２１Ｗとして検出器が最適に動作す
るように検出器を加温した。図６及び図７に、実施例及
び比較例１〜４の第２酸素ポンプ電流特性を示す。図８
及び図９にそれらの第１酸素ポンプ電流特性を示す。実
施例に係るＡｕ担持電極は、比較例５に係るＡｕ混合電
極に対して、酸素ポンプ能が若干劣るものの（図８参
照）、所定濃度のＮＯを被検ガスに添加した場合でもＩ
P1値は小さくＮＯｘの解離が抑制されていることが分か
る（図９参照）。また、比較例１〜４と比較しても、実
施例に係るＡｕ担持電極のＮＯｘ解離抑制能は最も大き
いことが分かる。第１測定室（図１参照）に配置される
第１酸素イオンポンプセルの一方の電極には、ＮＯｘ解
離を抑制する機能が要求されるため、実施例に係るＡｕ
担持電極は比較例１〜４の電極に対して優位性を有す
る。なお、第２測定室（図１参照）に配置される第２酸
素イオンポンプセルの電極には、ＮＯｘ解離を促進する
機能が要求されるため、実施例に係るＡｕ担持電極を用
いることは好ましくない。また、図７を参照して、実施
例の検出器は広範囲の第２酸素イオンポンプセル印加電
圧ＶP2に対して、第２酸素ポンプセル電流ＩP2の変動が
小さく、出力が安定しており、正確なＮＯｘ濃度測定が
できることか分かる。従って、実施例のＡｕ担持電極に
よれば、第１測定室内におけるＮＯｘ解離抑制能が安定
して作用し、かつそれが向上されたことが分かる。
濃度の被検ガスを投入し、これらの第１及び第２酸素ポ
ンプ電流特性を調べた。被検ガス成分は、Ｈ2Ｏ：１０
％、Ｏ2：７５０ppm又はＮＯ：１５００ｐｐｍ、残部Ｎ
2とした。また、検出器を両側から挟むようにヒータを
設け、ヒータ電力を２１Ｗとして検出器が最適に動作す
るように検出器を加温した。図６及び図７に、実施例及
び比較例１〜４の第２酸素ポンプ電流特性を示す。図８
及び図９にそれらの第１酸素ポンプ電流特性を示す。実
施例に係るＡｕ担持電極は、比較例５に係るＡｕ混合電
極に対して、酸素ポンプ能が若干劣るものの（図８参
照）、所定濃度のＮＯを被検ガスに添加した場合でもＩ
P1値は小さくＮＯｘの解離が抑制されていることが分か
る（図９参照）。また、比較例１〜４と比較しても、実
施例に係るＡｕ担持電極のＮＯｘ解離抑制能は最も大き
いことが分かる。第１測定室（図１参照）に配置される
第１酸素イオンポンプセルの一方の電極には、ＮＯｘ解
離を抑制する機能が要求されるため、実施例に係るＡｕ
担持電極は比較例１〜４の電極に対して優位性を有す
る。なお、第２測定室（図１参照）に配置される第２酸
素イオンポンプセルの電極には、ＮＯｘ解離を促進する
機能が要求されるため、実施例に係るＡｕ担持電極を用
いることは好ましくない。また、図７を参照して、実施
例の検出器は広範囲の第２酸素イオンポンプセル印加電
圧ＶP2に対して、第２酸素ポンプセル電流ＩP2の変動が
小さく、出力が安定しており、正確なＮＯｘ濃度測定が
できることか分かる。従って、実施例のＡｕ担持電極に
よれば、第１測定室内におけるＮＯｘ解離抑制能が安定
して作用し、かつそれが向上されたことが分かる。
【００４２】
【発明の効果】本発明の電極によれば、ＮＯｘガス濃度
検出器の第１測定室内における、ＮＯｘ解離抑制能が高
くなり、かつＮＯｘ解離抑制能が安定して発揮される。
これによって、検出器の出力が安定し正確に微量のＮＯ
ｘ濃度を検出することができる。また、本発明の電極の
製造方法によれば、Ａｕ微粒子などが粒子に担持された
状態で焼成されることにより、ＮＯｘ解離抑制能を有す
る成分が電極中に微細にきわめて均一に分散するため、
ＮＯｘ解離抑制能が高くなり、かつＮＯｘ解離抑制能が
安定する。
検出器の第１測定室内における、ＮＯｘ解離抑制能が高
くなり、かつＮＯｘ解離抑制能が安定して発揮される。
これによって、検出器の出力が安定し正確に微量のＮＯ
ｘ濃度を検出することができる。また、本発明の電極の
製造方法によれば、Ａｕ微粒子などが粒子に担持された
状態で焼成されることにより、ＮＯｘ解離抑制能を有す
る成分が電極中に微細にきわめて均一に分散するため、
ＮＯｘ解離抑制能が高くなり、かつＮＯｘ解離抑制能が
安定する。
【図１】本発明の一実施形態に係る電極の組織を説明す
るための模式図である。
るための模式図である。
【図２】比較例に係る電極の組織を説明するための模式
図である。
図である。
【図３】本発明の一実施例に係るＮＯｘガス濃度検出器
の構造を説明するための図であって、検出器を長手方向
に沿って切断した断面図である。
の構造を説明するための図であって、検出器を長手方向
に沿って切断した断面図である。
【図４】図３中矢視Ａ−Ｂ線で示す方向の平面断面図で
ある。
ある。
【図５】測定に使用したＮＯｘガス濃度検出器の製造方
法及びレイアウトを説明するための図である。
法及びレイアウトを説明するための図である。
【図６】実施例及び比較例１〜４に係る検出器の第２酸
素ポンプ電流特性を示すグラフである（Ｏ2：７５０ppm
を含む被検ガスを投入）。
素ポンプ電流特性を示すグラフである（Ｏ2：７５０ppm
を含む被検ガスを投入）。
【図７】実施例及び比較例１〜４に係る検出器の第２酸
素ポンプ電流特性を示すグラフである（ＮＯ：１５００
ppmを含む被検ガスを投入）。
素ポンプ電流特性を示すグラフである（ＮＯ：１５００
ppmを含む被検ガスを投入）。
【図８】実施例、比較例１〜３及び５に係る検出器の第
１酸素ポンプ電流特性を示すグラフである（Ｏ2：７５
０ppmを含む被検ガスを投入）。
１酸素ポンプ電流特性を示すグラフである（Ｏ2：７５
０ppmを含む被検ガスを投入）。
【図９】実施例、比較例１〜３及び５に係る検出器の第
１酸素ポンプ電流特性を示すグラフである（ＮＯ：１５
００ppmを含む被検ガスを投入）。
１酸素ポンプ電流特性を示すグラフである（ＮＯ：１５
００ppmを含む被検ガスを投入）。
１：第１拡散孔 ２：第１測定室 ３：第２拡散孔 ４：第２測定室 ５−１，…，５−４：固体電解質層 ６：第１酸素イオンポンプセル ６ａ：第１酸素イオンポンプセルの第１測定室外電極 ６ｂ：第１酸素イオンポンプセルの第１測定室内電極
（電極構成成分（粒子）にＮＯｘ解離抑制能を有する第
１構成成分からなる微粒子を担持させて成る電極） ６ｃ：リード部 ７：酸素濃度測定セル ７ａ，７ｂ：電極 ８：第２酸素イオンポンプセル ８ａ，８ｂ：電極 ８ｃ，８ｄ：リード部 １１−１，…，１１−３：絶縁層
（電極構成成分（粒子）にＮＯｘ解離抑制能を有する第
１構成成分からなる微粒子を担持させて成る電極） ６ｃ：リード部 ７：酸素濃度測定セル ７ａ，７ｂ：電極 ８：第２酸素イオンポンプセル ８ａ，８ｂ：電極 ８ｃ，８ｄ：リード部 １１−１，…，１１−３：絶縁層
Claims (5)
- 【請求項１】第１拡散抵抗を介して被測定ガスが導入さ
れる第１測定室と、 前記第１測定室内の被測定ガス中の酸素分圧を測定する
ための酸素分圧検知電極と、 前記第１測定室の内部と外部に設けられた一対の電極を
備え、前記酸素分圧検知電極の電位に基づき、該一対の
電極に電圧が印加されて前記第１測定室外へ前記被測定
ガス中の酸素をＮＯｘが実質上分解しない程度に十分汲
み出す第１酸素イオンポンプセルと、 前記第１測定室から第２拡散抵抗を介してガスが導入さ
れる第２測定室と、 少なくとも一方の電極が前記第２測定室内に設けられた
一対の電極を備え、該一対の電極に電圧が印加されて前
記第２測定室中のＮＯｘを分解し、解離した酸素を汲み
出すことによりＮＯｘガス濃度に応じた電流が流れる第
２酸素イオンポンプセルと、を有するＮＯｘガス濃度検
出器であって、 前記第１酸素イオンポンプセルが備える一対の電極のう
ち、前記第１測定室内部に設けられた電極において、該
電極を構成する成分にＮＯｘ解離抑制能を有する第１構
成成分からなる微粒子を担持させて成ることを特徴とす
るＮＯｘガス濃度検出器。 - 【請求項２】前記第１酸素イオンポンプセルが備える一
対の電極のうち、前記第１測定室内部に設けられた電極
は、前記ＮＯｘ解離抑制能を有する第１構成成分とし
て、Ａｕ，Ａｇ，Ｎｉ，Ｍｎ，Ｃｏ，Ｃｕ，Ｆｅ，Ｂ
ａ，Ｍｇ，Ｃａ，Ｎａ，Ｋ，Ｌｉ、酸素解離触媒機能を
有する第２構成成分として、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈからなる
群から選択される少なくとも１種以上の貴金属成分を含
むことを特徴とする請求項１記載のＮＯｘガス濃度検出
器。 - 【請求項３】前記第１酸素イオンポンプセルが備える一
対の電極のうち、前記第１測定室内部に設けられた電極
において、前記第１構成成分であるＡｕの含有率は電極
構成成分全体に対して５０重量％以下であることを特徴
とする請求項２記載のＮＯｘガス濃度検出器。 - 【請求項４】前記第１構成成分からなる微粒子は、前記
第１酸素イオンポンプセルを構成する酸素イオン導電体
と同質の酸素イオン導電体からなる粒子に担持されてい
ることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のＮ
Ｏｘガス濃度検出器。 - 【請求項５】第１拡散抵抗を介して被測定ガスが導入さ
れる第１測定室と、 前記第１測定室内の被測定ガス中の酸素分圧を測定する
ための酸素分圧検知電極と、 前記第１測定室の内部と外部に設けられた一対の電極を
備え、前記酸素分圧検知電極の電位に基づき、該一対の
電極に電圧が印加されて前記第１測定室外へ前記被測定
ガス中の酸素をＮＯｘが実質上分解しない程度に十分汲
み出す第１酸素イオンポンプセルと、 前記第１測定室から第２拡散抵抗を介してガスが導入さ
れる第２測定室と、 少なくとも一方の電極が前記第２測定室内に設けられた
一対の電極を備え、該一対の電極に電圧が印加されて前
記第２測定室中のＮＯｘを分解し、解離した酸素を汲み
出すことによりＮＯｘガス濃度に応じた電流が流れる第
２酸素イオンポンプセルと、を有するＮＯｘガス濃度検
出器において、前記第１酸素イオンポンプセルが備える
一対の電極のうち、前記第１測定室内部に設けられた電
極の製造方法であって、 酸素イオン導電性を有する固体電解質の粉末に、第１構
成成分としてＡｕ，Ａｇ，Ｎｉ，Ｍｎ，Ｃｏ，Ｃｕ，Ｆ
ｅ，Ｂａ，Ｍｇ，Ｃａ，Ｎａ，Ｋ，Ｌｉの一種以上を含
む溶液を含浸させ、乾燥後焼成し、前記第１構成成分か
らなる微粒子を前記固体電解質の粉末上に担持させた第
１構成成分担持粉体を得て、さらに、前記第１構成成分
担持粉体と、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈからなる群から選択され
る少なくとも１種以上の貴金属成分を含む粉末とを混合
し、得られた混合粉末からペーストを調製し、前記ペー
ストを焼成後に前記第１酸素イオンポンプセルを構成す
る固体電解質層となる成形体表面上に塗布し、焼成し
て、前記電極を形成することを特徴とする電極の製造方
法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23334297A JP3372195B2 (ja) | 1997-08-14 | 1997-08-14 | ＮＯｘガス濃度検出器及び検出器に用いる電極の製造方法 |
| EP98115345A EP0897112B1 (en) | 1997-08-14 | 1998-08-14 | Gas sensor |
| US09/134,047 US5989624A (en) | 1997-08-14 | 1998-08-14 | Method for manufacturing electrode |
| DE69841009T DE69841009D1 (de) | 1997-08-14 | 1998-08-14 | Gassensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23334297A JP3372195B2 (ja) | 1997-08-14 | 1997-08-14 | ＮＯｘガス濃度検出器及び検出器に用いる電極の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1164272A true JPH1164272A (ja) | 1999-03-05 |
| JP3372195B2 JP3372195B2 (ja) | 2003-01-27 |
Family
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