JPS6114462B2 - - Google Patents
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- JPS6114462B2 JPS6114462B2 JP54011626A JP1162679A JPS6114462B2 JP S6114462 B2 JPS6114462 B2 JP S6114462B2 JP 54011626 A JP54011626 A JP 54011626A JP 1162679 A JP1162679 A JP 1162679A JP S6114462 B2 JPS6114462 B2 JP S6114462B2
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- gas
- metal oxide
- electrical resistance
- sintered body
- powder
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Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
Description
本発明は自動車排ガス空燃比検知器などに使用
されるガス感応体に関するものである。 二酸化チタン焼結体等の金属酸化物焼結体はガ
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。自動車排ガス
空燃比検知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つ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巾にあ
る程度の重なり部分（オーバーラツプ以下略して
ΔW.B.と記す）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ΔW.B.が不充分であつた。又検出ガスの温度
が昇温、下降を繰り返したとき膜状の電極が剥離
したり、電気抵抗値に変化を来す難があつた。こ
の理由は金属酸化物焼結体を電極材との接着性の
悪さ、膨脹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、検出ガス中のガス成分に応じた電気抵抗値を
生じる金属酸化物焼結体と、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金属酸化物焼結
体と同一材料の粉末を0.5〜50重量％含むことを
特徴とするガス感応体素子を提供するものであ
る。 こゝで金属酸化物焼結体はTiO2、SnO2、
CrO3、LaCrO3及び安定化ZrO2等の粉末を焼結し
たものであり、膜状の電極は白金属特に白金が一
般に用いられるがこれら貴金属は化学的に安定で
上記金属酸化物と親和性を持たないため接着力は
極めて乏しいが上記金属酸化物を0.5〜50重量％
（以下重量を省く）含むことによりこれらを介し
て金属酸化物焼結体と結合でき又接触面積も増大
できるものでこれによりΔW.B.も増大し繰り返
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。こゝで金属酸化物焼結体と同
一材料の粉末の含有量を0.5〜50％を限定した理
由は0.5％以下では接着の効果が乏しく50％を超
えると電極の抵抗が過大でΔW.B.が不充分とな
るためである。 次に上記感応体素子の製作方法と特性の１例を
実施例によつて述べる。 実施例 平均粒径１μのTiO2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
う調整してドクタープレード法によりシート状に
し乾燥後４mm、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TiO2粉末を第一表
に示す割合に混合しエチルルセルロース及びブチ
ルカルビドールアセテートを加えてペースト状に
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No.2〜No.8R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TiO2焼結体
２は膜状の電極、２中黒丸は白金粒子、白丸は
TiO2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No.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
TiO2焼結体２ａは膜状電極を示す。 試験例 実施例のNo.1〜8R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表に又室温より700℃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。
されるガス感応体に関するものである。 二酸化チタン焼結体等の金属酸化物焼結体はガ
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。自動車排ガス
空燃比検知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つ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巾にあ
る程度の重なり部分（オーバーラツプ以下略して
ΔW.B.と記す）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ΔW.B.が不充分であつた。又検出ガスの温度
が昇温、下降を繰り返したとき膜状の電極が剥離
したり、電気抵抗値に変化を来す難があつた。こ
の理由は金属酸化物焼結体を電極材との接着性の
悪さ、膨脹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、検出ガス中のガス成分に応じた電気抵抗値を
生じる金属酸化物焼結体と、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金属酸化物焼結
体と同一材料の粉末を0.5〜50重量％含むことを
特徴とするガス感応体素子を提供するものであ
る。 こゝで金属酸化物焼結体はTiO2、SnO2、
CrO3、LaCrO3及び安定化ZrO2等の粉末を焼結し
たものであり、膜状の電極は白金属特に白金が一
般に用いられるがこれら貴金属は化学的に安定で
上記金属酸化物と親和性を持たないため接着力は
極めて乏しいが上記金属酸化物を0.5〜50重量％
（以下重量を省く）含むことによりこれらを介し
て金属酸化物焼結体と結合でき又接触面積も増大
できるものでこれによりΔW.B.も増大し繰り返
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。こゝで金属酸化物焼結体と同
一材料の粉末の含有量を0.5〜50％を限定した理
由は0.5％以下では接着の効果が乏しく50％を超
えると電極の抵抗が過大でΔW.B.が不充分とな
るためである。 次に上記感応体素子の製作方法と特性の１例を
実施例によつて述べる。 実施例 平均粒径１μのTiO2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
う調整してドクタープレード法によりシート状に
し乾燥後４mm、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TiO2粉末を第一表
に示す割合に混合しエチルルセルロース及びブチ
ルカルビドールアセテートを加えてペースト状に
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No.2〜No.8R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TiO2焼結体
２は膜状の電極、２中黒丸は白金粒子、白丸は
TiO2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No.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
TiO2焼結体２ａは膜状電極を示す。 試験例 実施例のNo.1〜8R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表に又室温より700℃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。
【表】
【表】
註(1) 稀薄ガスとしてN2に１体積％のH2を添
加したガスを2000c.c.／分と空気100c.c.／分
を混合して300℃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
H2を添加したガスを2000c.c.／分300℃に加
熱して流した中で同様に測定した。 (2) ガス温度を700℃とした以外は(1)と同様
に測定した。 (3) 膜状電極につけた白金線の１方を固定し
他方をテンシヨンゲージを介して引張りは
くりする強度を測定した。 (4) (2)と同様に測定した。 第１及び第２表より膜状電極材料に0.5から50
％のTiO2粉末を含有する本発明によるNo.3〜
No.7はΔW.B.が1.67以上を示したが含有量が0.3
％以下の試料No.1及びNo.2と含有量が60％の
No.8RはΔW.B.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
て強く700℃における濃厚ガス中の抵抗値も本発
明品は殆ど変らないのに対して比較品No.1及び
No.2は高くなり、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
白金とTiO2の粉末を考えたが本発明はこれに拘
ることなく他の膜状電極を形成する金属と、該金
属と親和性のよい酸化物粉末との混合物にも適用
することができる。 更に本実施例ではTiO2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を印刷し焼付け
ても同様の効果が得られる。
加したガスを2000c.c.／分と空気100c.c.／分
を混合して300℃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
H2を添加したガスを2000c.c.／分300℃に加
熱して流した中で同様に測定した。 (2) ガス温度を700℃とした以外は(1)と同様
に測定した。 (3) 膜状電極につけた白金線の１方を固定し
他方をテンシヨンゲージを介して引張りは
くりする強度を測定した。 (4) (2)と同様に測定した。 第１及び第２表より膜状電極材料に0.5から50
％のTiO2粉末を含有する本発明によるNo.3〜
No.7はΔW.B.が1.67以上を示したが含有量が0.3
％以下の試料No.1及びNo.2と含有量が60％の
No.8RはΔW.B.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
て強く700℃における濃厚ガス中の抵抗値も本発
明品は殆ど変らないのに対して比較品No.1及び
No.2は高くなり、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
白金とTiO2の粉末を考えたが本発明はこれに拘
ることなく他の膜状電極を形成する金属と、該金
属と親和性のよい酸化物粉末との混合物にも適用
することができる。 更に本実施例ではTiO2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を印刷し焼付け
ても同様の効果が得られる。
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
断面拡大模式図、第３図は従来品の断面の模式図
である。
係を示す特性図、第２図は本発明の感応体素子の
断面拡大模式図、第３図は従来品の断面の模式図
である。
Claims (1)
- １ 検出ガス中のガス成分に応じた電気抵抗値を
生じる金属酸化物焼結体と、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金属酸化物焼結
体と同一材料の粉末を0.5〜50重量％含むことを
特徴とするガス感応体素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1162679A JPS55103454A (en) | 1979-02-02 | 1979-02-02 | Gas sensor element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1162679A JPS55103454A (en) | 1979-02-02 | 1979-02-02 | Gas sensor element |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6812189A Division JPH02193052A (ja) | 1989-03-20 | 1989-03-20 | ガス感応体素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS55103454A JPS55103454A (en) | 1980-08-07 |
| JPS6114462B2 true JPS6114462B2 (ja) | 1986-04-18 |
Family
ID=11783130
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1162679A Granted JPS55103454A (en) | 1979-02-02 | 1979-02-02 | Gas sensor element |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS55103454A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03165456A (ja) * | 1989-11-24 | 1991-07-17 | Yuasa Battery Co Ltd | 鉛蓄電池 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02193052A (ja) * | 1989-03-20 | 1990-07-30 | Ngk Spark Plug Co Ltd | ガス感応体素子 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50155293A (ja) * | 1974-06-04 | 1975-12-15 | ||
| JPS5210193A (en) * | 1975-07-15 | 1977-01-26 | Hitachi Ltd | Element for oxygen concentration measuring use |
| JPS5242183A (en) * | 1975-09-30 | 1977-04-01 | Ngk Insulators Ltd | Cell for measuring partial presure of oxygen |
| JPS5268494A (en) * | 1975-12-03 | 1977-06-07 | Nippon Denso Co Ltd | Oxygen concentration detector |
| JPS542797A (en) * | 1977-06-09 | 1979-01-10 | Ngk Spark Plug Co | Sensor for airrfuel ratio in exhaust gas |
-
1979
- 1979-02-02 JP JP1162679A patent/JPS55103454A/ja active Granted
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50155293A (ja) * | 1974-06-04 | 1975-12-15 | ||
| JPS5210193A (en) * | 1975-07-15 | 1977-01-26 | Hitachi Ltd | Element for oxygen concentration measuring use |
| JPS5242183A (en) * | 1975-09-30 | 1977-04-01 | Ngk Insulators Ltd | Cell for measuring partial presure of oxygen |
| JPS5268494A (en) * | 1975-12-03 | 1977-06-07 | Nippon Denso Co Ltd | Oxygen concentration detector |
| JPS542797A (en) * | 1977-06-09 | 1979-01-10 | Ngk Spark Plug Co | Sensor for airrfuel ratio in exhaust gas |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03165456A (ja) * | 1989-11-24 | 1991-07-17 | Yuasa Battery Co Ltd | 鉛蓄電池 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS55103454A (en) | 1980-08-07 |
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