JPS5934141A - 電気抵抗式空燃比感応材料 - Google Patents
電気抵抗式空燃比感応材料Info
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- JPS5934141A JPS5934141A JP14497082A JP14497082A JPS5934141A JP S5934141 A JPS5934141 A JP S5934141A JP 14497082 A JP14497082 A JP 14497082A JP 14497082 A JP14497082 A JP 14497082A JP S5934141 A JPS5934141 A JP S5934141A
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- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
- G01N27/04—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
- G01N27/12—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of a solid body in dependence upon absorption of a fluid; of a solid body in dependence upon reaction with a fluid, for detecting components in the fluid
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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】
本発明は、例えば内燃機関排気ガス等の空気燃料比（以
下空燃比という）を検知する電気抵抗式感応材料に関す
るものである。
下空燃比という）を検知する電気抵抗式感応材料に関す
るものである。
従来、排気ガス組成に応じた電気抵抗の変化を利用した
空燃比感応材料として、ＴｉＯ２、Ｃｏｏ、ＣｅＯ２、
Ｎｂ２Ｏ５，５ｎ０２等の酸化物を主成分としたものが
検討されてきた。
空燃比感応材料として、ＴｉＯ２、Ｃｏｏ、ＣｅＯ２、
Ｎｂ２Ｏ５，５ｎ０２等の酸化物を主成分としたものが
検討されてきた。
しかしそれぞれに次のような欠点がある。すなわち、抵
抗値の温度変化が大きく広範囲の温度で使用するために
は何らかの温度補償が必要であるもの、４００°Ｃ以下
の低温度領域で使用する際、検知に充分な抵抗値変化を
得るために白金１独媒の添加を必要とするもの、低温領
域でしかもガス組成が酸素欠乏雰囲気である範囲での温
度変化を改善するために白金触媒の添加を必要とするも
の、ガス感応体の比抵抗が大きく使用しすらいもの等数
々の欠点があった。
抗値の温度変化が大きく広範囲の温度で使用するために
は何らかの温度補償が必要であるもの、４００°Ｃ以下
の低温度領域で使用する際、検知に充分な抵抗値変化を
得るために白金１独媒の添加を必要とするもの、低温領
域でしかもガス組成が酸素欠乏雰囲気である範囲での温
度変化を改善するために白金触媒の添加を必要とするも
の、ガス感応体の比抵抗が大きく使用しすらいもの等数
々の欠点があった。
本発明は、上記に述べた従来の電気抵抗式空燃比感応材
料の欠点を持たない、電気抵抗値の温度変化が小さく、
４００°Ｃ以下の低温領域でも、内燃機関等の理論空燃
比に相当するガス組成近傍で検知するのに充分大きな電
気抵抗値の変化を示し、また、取出す電気抵抗にとって
有利であるところの小さな姓抗値を有すると共に、４０
０°Ｃ以下の低温領域で有用な感応材料とするために白
金触媒の添加を必要とした従来の電気抵抗式空燃比感応
材料に対して、白金等の添加がなくても充分に、ガス組
成を検知することができる電気抵抗式空燃比感応材料を
提供することを目的とする。。
料の欠点を持たない、電気抵抗値の温度変化が小さく、
４００°Ｃ以下の低温領域でも、内燃機関等の理論空燃
比に相当するガス組成近傍で検知するのに充分大きな電
気抵抗値の変化を示し、また、取出す電気抵抗にとって
有利であるところの小さな姓抗値を有すると共に、４０
０°Ｃ以下の低温領域で有用な感応材料とするために白
金触媒の添加を必要とした従来の電気抵抗式空燃比感応
材料に対して、白金等の添加がなくても充分に、ガス組
成を検知することができる電気抵抗式空燃比感応材料を
提供することを目的とする。。
すなわち本発明は、酸化銅（ＣｕＯ）を主成分とした空
燃比感応材料に関する。
燃比感応材料に関する。
本発明の空燃比感応材料の主成分である酸化銅（ＣｕＯ
）、酸化銅に混合する酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ，＋、Ｆｅ３０
４）、酸化ニッケル（ＮｉＯ） 、酸化コバルト（’Ｃ
ｏ０）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）は、市販の粉末状
のものを用いる。
）、酸化銅に混合する酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ，＋、Ｆｅ３０
４）、酸化ニッケル（ＮｉＯ） 、酸化コバルト（’Ｃ
ｏ０）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）は、市販の粉末状
のものを用いる。
又、銅と池の金属原子を含む金属酸化物を得る時は、酸
化銅は、ＣｕＯ又はＣｕ２Ｏの中どちらからでも得るこ
とができる。
化銅は、ＣｕＯ又はＣｕ２Ｏの中どちらからでも得るこ
とができる。
酸化銅（ＣｕＯ）のみを空燃比感応材料として用いる場
合はそのままで、他の２種金属化合物の場合は、各々金
属酸化物を秤肚し、混合したものをプレス成形し、大気
中９００〜１０００°Ｃで２時間反応させて後粉砕して
空燃比感応材料を得ることができる。
合はそのままで、他の２種金属化合物の場合は、各々金
属酸化物を秤肚し、混合したものをプレス成形し、大気
中９００〜１０００°Ｃで２時間反応させて後粉砕して
空燃比感応材料を得ることができる。
なお、本発明の電気抵抗式空燃比感応材料は、自動車エ
ンジン等の内燃機関、ボイラ・−１暖房機等の制御等巾
広い分野の用途に適する。
ンジン等の内燃機関、ボイラ・−１暖房機等の制御等巾
広い分野の用途に適する。
以下実施例を示すことにより本発明の詳細な説明するが
、これにより本発明を限定するものではない。
、これにより本発明を限定するものではない。
実施例１
厚さＱ、３１ｆ：＊で８ ｍＭ Ｘ ３Ｑ＋ａの寸法に
切断されたセラミック基板、例えばアルミナ基板の片面
に、間隔が０．２謂でくし状の全体寸法が５絹Ｘ１ｆｌ
＃の２０対からなるくし状電極とＯ’、 ５ＷｙＸ、５
５朋の２本のリード部及び２．０ ＭＩ Ｘ ８．Ｏｊ
ｌｌの２個の端子部が一体となって金ペーストにより印
刷成形し、８６００Ｃで焼付を行なう。次に、酸化銅（
ＣｕＯ）粉末に、基板への付着強度を上げるため、メチ
ルフェニルシリコーンの初期重合物を酸化銅（’ＣｕＯ
）粉末の５０ 、Ｎｔ量％加え、よく混練し、キシレン
を加えて適当な粘度のペーストを作製し、次いで、その
ペーストをくし状電極の上に塗布し、乾燥後、６００’
Ｃ〜１０００’Ｃで約２時間焼成することにより、上記
空燃比感応材料である酸化値（ＣｕＯ）を用いて、第１
図に示すような電気抵抗式空燃比検知素子（以下単に検
知素子と称する）を作製する。ただし、第１図の寸法比
、数量（５は実際の場合とは児なっている。
切断されたセラミック基板、例えばアルミナ基板の片面
に、間隔が０．２謂でくし状の全体寸法が５絹Ｘ１ｆｌ
＃の２０対からなるくし状電極とＯ’、 ５ＷｙＸ、５
５朋の２本のリード部及び２．０ ＭＩ Ｘ ８．Ｏｊ
ｌｌの２個の端子部が一体となって金ペーストにより印
刷成形し、８６００Ｃで焼付を行なう。次に、酸化銅（
ＣｕＯ）粉末に、基板への付着強度を上げるため、メチ
ルフェニルシリコーンの初期重合物を酸化銅（’ＣｕＯ
）粉末の５０ 、Ｎｔ量％加え、よく混練し、キシレン
を加えて適当な粘度のペーストを作製し、次いで、その
ペーストをくし状電極の上に塗布し、乾燥後、６００’
Ｃ〜１０００’Ｃで約２時間焼成することにより、上記
空燃比感応材料である酸化値（ＣｕＯ）を用いて、第１
図に示すような電気抵抗式空燃比検知素子（以下単に検
知素子と称する）を作製する。ただし、第１図の寸法比
、数量（５は実際の場合とは児なっている。
図において（１）は１．１板、（２）は電極、（３）は
リード部、（４）は空燃比感応部である。
リード部、（４）は空燃比感応部である。
このような検知素子において、内燃機関における空気燃
料当量比（理論空燃比を１．０として規格化したものっ
以下、人と記す）に対応したガス組成の変化に伴なう当
ｇＨ＋、＞知素子の抵抗値〔Ω〕変化が、ガス湯度６０
０°Ｃ、５００°Ｃ、４００°（１ａＯＯ°Ｃ，２５０
°Ｃの場合について、第２図の特性図に示されている。
料当量比（理論空燃比を１．０として規格化したものっ
以下、人と記す）に対応したガス組成の変化に伴なう当
ｇＨ＋、＞知素子の抵抗値〔Ω〕変化が、ガス湯度６０
０°Ｃ、５００°Ｃ、４００°（１ａＯＯ°Ｃ，２５０
°Ｃの場合について、第２図の特性図に示されている。
この時のガスの主成分は、Ｎ２ 、ＣＯ１ＣＯ２Ｎ Ｎ
２．１０２ 、である。図において、曲１ｆｐ、（Ａ）
、（Ｂ）、（ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ）は各々、６００°Ｃ
、５００°Ｃ、４００°ｃ 、 ａｏｏｏＣ、２５０°
Ｃにおけるガス組成の変化に伴なう検知素子の抵抗値変
化を示している。第２図に示されるように、この発明の
空燃比感応材料を用いた検知素子は、電気抵抗値の温度
変化及び抵抗値そのものも著しく小さく、且つ４００°
Ｃ以下の低温度領域でも、ガスの酸素欠乏領域（入く１
）から酸素過剰領域（入〉１）にいたる範囲で１桁程度
の抵抗値の変化を示している。
２．１０２ 、である。図において、曲１ｆｐ、（Ａ）
、（Ｂ）、（ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ）は各々、６００°Ｃ
、５００°Ｃ、４００°ｃ 、 ａｏｏｏＣ、２５０°
Ｃにおけるガス組成の変化に伴なう検知素子の抵抗値変
化を示している。第２図に示されるように、この発明の
空燃比感応材料を用いた検知素子は、電気抵抗値の温度
変化及び抵抗値そのものも著しく小さく、且つ４００°
Ｃ以下の低温度領域でも、ガスの酸素欠乏領域（入く１
）から酸素過剰領域（入〉１）にいたる範囲で１桁程度
の抵抗値の変化を示している。
実施例２
酸化銅と酸化鉄を所定量秤埴して、ライカイ機にて２時
間混合する。次にプレス圧５００ ｋＱ ／ ａｄでプ
レス成形し大気中において９００’Ｃ〜１０００’Ｃで
２時間反応させる。その後、ライカイ機で粗粉砕した後
、ナイロンポット、ジルコニアボールを用いて、アルコ
ール中で２５時間ボールミル粉砕を行なってから乾燥し
た。このように合成され、粉砕された空燃比感応材料の
粉末は、Ｘ線回折の結果、六方晶で格子定数ａｏ＝８．
０４″”Ａ ５Ｃｏ＝１７．１２λを持ったＣｕ６Ｆｅ
３０ｙであることが確認された。次に、実施例１に示し
た方法で得られた基板上に、空燃比（（多塔材料である
Ｃｕ６Ｆｅ３０７を、塗布することにより実施例１の場
合と同様にして、第１図に示すような検知素子を作製す
る。
間混合する。次にプレス圧５００ ｋＱ ／ ａｄでプ
レス成形し大気中において９００’Ｃ〜１０００’Ｃで
２時間反応させる。その後、ライカイ機で粗粉砕した後
、ナイロンポット、ジルコニアボールを用いて、アルコ
ール中で２５時間ボールミル粉砕を行なってから乾燥し
た。このように合成され、粉砕された空燃比感応材料の
粉末は、Ｘ線回折の結果、六方晶で格子定数ａｏ＝８．
０４″”Ａ ５Ｃｏ＝１７．１２λを持ったＣｕ６Ｆｅ
３０ｙであることが確認された。次に、実施例１に示し
た方法で得られた基板上に、空燃比（（多塔材料である
Ｃｕ６Ｆｅ３０７を、塗布することにより実施例１の場
合と同様にして、第１図に示すような検知素子を作製す
る。
このような検知素子において、内燃機関における空気燃
料当量比（入）に対応したガス組成の変化に伴なう当該
検知素子の抵抗値〔Ω〕変化が、ガス温度６００°Ｃ、
５００°Ｃ、４００°Ｃ、８００°Ｃ１２５０°Ｃの場
合について、第３図の特性図に示されている。この時の
ガスの主成分は、Ｎ２ 、ＣＯＮ ＣＯ２、Ｈｚ 、０
２である。図において、曲線（イ）、（Ｂ）、（Ｃ）、
（Ｄ）、［有］）は各々６００’ Ｃ、５００°Ｃ１４
００°Ｃ、８００°Ｃ１２５０°Ｃにおける、ガス組成
の変化に伴なう検知素子の抵抗値変化を示している。＠
３図では、第２図に示されているのと同様の傾向が見ら
れ、低温度領域でもガスの酸素欠乏領域（入く１）から
酸素過剰領域（入〉１）にいたる範囲で１桁程度の抵抗
値の変化を示している。
料当量比（入）に対応したガス組成の変化に伴なう当該
検知素子の抵抗値〔Ω〕変化が、ガス温度６００°Ｃ、
５００°Ｃ、４００°Ｃ、８００°Ｃ１２５０°Ｃの場
合について、第３図の特性図に示されている。この時の
ガスの主成分は、Ｎ２ 、ＣＯＮ ＣＯ２、Ｈｚ 、０
２である。図において、曲線（イ）、（Ｂ）、（Ｃ）、
（Ｄ）、［有］）は各々６００’ Ｃ、５００°Ｃ１４
００°Ｃ、８００°Ｃ１２５０°Ｃにおける、ガス組成
の変化に伴なう検知素子の抵抗値変化を示している。＠
３図では、第２図に示されているのと同様の傾向が見ら
れ、低温度領域でもガスの酸素欠乏領域（入く１）から
酸素過剰領域（入〉１）にいたる範囲で１桁程度の抵抗
値の変化を示している。
実施例３
酸化銅と酸化ニッケルを所定量秤量して、実施例２と同
様に混合、焼結して空燃比感応材料を得る。このように
得られ、粉砕された空燃比感応材料の粉末は、Ｘ線回折
の結果、正方品で格子定数ａＱ＝４．１２λ、Ｃｏ＝４
，８６＾を持つＮｉＣｕＯ２であることが確認された。
様に混合、焼結して空燃比感応材料を得る。このように
得られ、粉砕された空燃比感応材料の粉末は、Ｘ線回折
の結果、正方品で格子定数ａＱ＝４．１２λ、Ｃｏ＝４
，８６＾を持つＮｉＣｕＯ２であることが確認された。
次に、実施例１に示した方法で得られた基板上に、空燃
比感応材料であるＮｉＣｕＯ２粉末を塗布することによ
り実施例１の場合と同様にして、第１図に示すような検
知素子を作製する。
比感応材料であるＮｉＣｕＯ２粉末を塗布することによ
り実施例１の場合と同様にして、第１図に示すような検
知素子を作製する。
このような検知素子において、内燃機関における空気燃
料当量比（入）に対応したガス組成の変化に伴なう当該
検知素子の抵抗値〔Ω〕変化が、ガス温度６００’ Ｃ
、５００’ Ｃ、４００’ Ｃ、８００°Ｃ，２５０″
Ｃの場′合について、第４図の特性図に示されている１
、この時のガスの主成分は、Ｎ２ Ｎ ＣＯ１ＣＯ２、
Ｎ２．０２である。図において、曲線（ト）、Ｑ３）、
（Ｃ）、０））、（Ｅ）は名々６００°Ｃ、５００°Ｃ
、４０００Ｃ、８００°Ｃ１２５０’ Ｃにおける、ガ
ス組成の変化に伴なう検知素子の抵抗値変化を示してい
る。第４図では、第２図、第３図に示されているのと同
様の傾向が見られ、低温度領域でもガスの酸素欠乏領域
（入く１）から酸素過剰領域（入〉１）にいたる範囲で
１桁程度の抵抗値の変化を示している。
料当量比（入）に対応したガス組成の変化に伴なう当該
検知素子の抵抗値〔Ω〕変化が、ガス温度６００’ Ｃ
、５００’ Ｃ、４００’ Ｃ、８００°Ｃ，２５０″
Ｃの場′合について、第４図の特性図に示されている１
、この時のガスの主成分は、Ｎ２ Ｎ ＣＯ１ＣＯ２、
Ｎ２．０２である。図において、曲線（ト）、Ｑ３）、
（Ｃ）、０））、（Ｅ）は名々６００°Ｃ、５００°Ｃ
、４０００Ｃ、８００°Ｃ１２５０’ Ｃにおける、ガ
ス組成の変化に伴なう検知素子の抵抗値変化を示してい
る。第４図では、第２図、第３図に示されているのと同
様の傾向が見られ、低温度領域でもガスの酸素欠乏領域
（入く１）から酸素過剰領域（入〉１）にいたる範囲で
１桁程度の抵抗値の変化を示している。
以上説明したように、本発明の空燃比感応材料は、酸化
銅（ＣｕＯ）を主成分としたものであるため、電気抵抗
値の温度変化が小さく、また１氏抗値そのものも小さく
使い易い。また、４００°Ｃ以下の低温度領域でも検知
可能である。
銅（ＣｕＯ）を主成分としたものであるため、電気抵抗
値の温度変化が小さく、また１氏抗値そのものも小さく
使い易い。また、４００°Ｃ以下の低温度領域でも検知
可能である。
負）１図は、本発明の一実施例の空燃比感応材料を用い
た電気抵抗式空燃比検知素子の斜視図、第２図、第３図
、第・１図は、空燃比感応材料として、各々、本発明の
Ｃｕ０ 、Ｉ Ｃｕ６Ｆｅ３０７ 、 ＮｉＣｕＯ２を
用いた検知素子において、内燃機関における空気燃料当
量比に対応したガス組成の変化に伴なう当該検知素子の
抵抗値〔Ω〕変化を各ガス温度で示す特性図である。 （１）は基板、（２）は電極、（３）はリード部、（４
）は空燃比感応部である。（イ）〜（Ｅ）は、ガス温度
を示している。 代理人 葛野信− 第１図 第２図 ・ｆ賃Ｊ！！、ｆ＋当量比
た電気抵抗式空燃比検知素子の斜視図、第２図、第３図
、第・１図は、空燃比感応材料として、各々、本発明の
Ｃｕ０ 、Ｉ Ｃｕ６Ｆｅ３０７ 、 ＮｉＣｕＯ２を
用いた検知素子において、内燃機関における空気燃料当
量比に対応したガス組成の変化に伴なう当該検知素子の
抵抗値〔Ω〕変化を各ガス温度で示す特性図である。 （１）は基板、（２）は電極、（３）はリード部、（４
）は空燃比感応部である。（イ）〜（Ｅ）は、ガス温度
を示している。 代理人 葛野信− 第１図 第２図 ・ｆ賃Ｊ！！、ｆ＋当量比
Claims (2)
- （１）酸化銅（ＣｕＯ）を主成分とした電器抵抗式空燃
比感応材料。 - （２）酸化銅に酸化鉄（Ｆｅ２０３、Ｆｅ３０４）、酸
化ニッケル（ＮｉＯ）酸化コバルト（Ｃｏｏ ）、酸化
マグネジ感応材料。 料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14497082A JPS5934141A (ja) | 1982-08-19 | 1982-08-19 | 電気抵抗式空燃比感応材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14497082A JPS5934141A (ja) | 1982-08-19 | 1982-08-19 | 電気抵抗式空燃比感応材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5934141A true JPS5934141A (ja) | 1984-02-24 |
Family
ID=15374427
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14497082A Pending JPS5934141A (ja) | 1982-08-19 | 1982-08-19 | 電気抵抗式空燃比感応材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5934141A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56134537A (en) * | 1980-03-18 | 1981-10-21 | Verre Fluore Sa | Fluoride glass |
| JPH03118459A (ja) * | 1989-09-30 | 1991-05-21 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 排ガスセンサ |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5074486A (ja) * | 1973-10-31 | 1975-06-19 |
-
1982
- 1982-08-19 JP JP14497082A patent/JPS5934141A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5074486A (ja) * | 1973-10-31 | 1975-06-19 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56134537A (en) * | 1980-03-18 | 1981-10-21 | Verre Fluore Sa | Fluoride glass |
| JPH089491B2 (ja) * | 1980-03-18 | 1996-01-31 | ル ヴェ−ル フロ−レ ソシエテアノニム | 全フッ化物ガラス |
| JPH03118459A (ja) * | 1989-09-30 | 1991-05-21 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 排ガスセンサ |
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