JPS6163584A - 貴金属メツキ層を有するセラミツクスセンサ−の処理方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、貴金属メッキ層を有するセラミックスセンサ
ーの処理方法に関する。本発明は、自動車の内燃機関や
ボイラーの燃焼管理用の酸素センサーなどに利用するこ
とができる。

［従来の技術］ 近時、セラミックスから作製したセラミックスセンサー
が提供されている。このセラミックスセンサーは、第２
図に示すようにセラミックス製の基体１０の表面に貴金
属メッキ層１１を形成することによって構成されている
。ところでセラミックス製の基体１０は一般にセラミッ
クスの粉末粒子の集合体であり、セラミックス製の基体
１０の表面には微細な凹凸が形成されている。そのため
第２図に示すように貴金属メッキ層１１が基体１０に密
着してない部位１３があった。

［発明が解決しようとする問題点］ 本発明は貴金属メッキ層とセラミックス製の基体との密
着性を向上させ、該貴金属メッキ層とセラミックス製基
体との接触抵抗を一層小さくし、これによりセラミック
スセンサーの性能をより一層向上させるものである。

［問題点を解決するための手段］ 本発明にかかる貴金属メッキ層を有するセラミックスセ
ンサーの処理方法は、センサーを構成するセラミックス
基体の表面に貴金属メッキ層を付着させる第一の工程と
、 該セラミックス基体をＨＩＰ焼成炉に入れて該貴金属メ
ッキ層の軟化温度に加熱すると共に加圧することにより
、軟化した該貴金属メッキ層をセラミックス基体の表面
の凹部に入り込ませて密着させる第二の工程とを順に実
施して成ることを特徴とする貴金属メッキ層を有するも
のである。

第一の工程ではセンサーを構成するセラミックスＭ体の
表面に貴金属メッキ層を付着させる。貴金属メッキ層は
通常行なわれる手段でセラミックス基体の表面に付着さ
せることができる。例えば化学メッキ法、電気メッキ法
、スパッタリング法、蒸着法、ペイント法などを選択す
ることができる。

基体を構成するセラミックスは、酸素センサーの場合に
は、一般にジルコニアを用いる。ジルコニアは固体電解
質であり、高い酸素イオン伝導性を持つ。ジルコニアに
はイツトリア（Ｙ２Ｏ２＞、カルシア（ＣａＯ）、酸化
鉄（ＦｅＯ２）を固溶させることができる。

セラミックス基体の表面に付着された貴金属メッキ層は
、主として、電極としての機能を果す。

貴金属メッキ層は一般に、白金、銀、金を構成材料とす
る。酸素センサーの場合、貴金属メッキ層の厚みはセン
サーの種類、メッキ層の材質などによって異なるが、一
般に０．５〜２μ程度とする。

酸素センサーの場合には貴金属メッキ層の厚みが２μよ
り厚いと、酸素ガスが通りにくくそれだけ応答性が低下
するからである。尚場合によっては貴金属メッキ層は多
孔質とすることができる。

加圧する。ＨＩＰ焼成炉は、炉本体とヒータとを有し、
不活性ガス、窒素ガス等を圧力媒体としてｈｎ熱と加圧
とを同時に行なう炉である。ここで。

貴金属メッキ層として白金層を用いた場合には、加熱す
る温度は３００〜１０００℃にすることができるが、７
００℃程度とするのが通常である。

加熱により貴金属を軟化させ、加圧することにより、貴
金属メッキ層はセラミックス基体の表面の凹部に入り込
む。この結果貴金属メッキ層とセラミックス基体とは確
実に密着する。貴金属メッキ層を厚み１μの白金層とし
た場合には、圧力は数ｋ（］／　Ｃｍ　２〜数１０ｋｑ
／ｃｍ２、特には５ｋＱ／ｃｍ２とすることができる。

また雰囲気温度は数１０℃〜１０００℃にすることがで
き、特には５００℃とすることができる。炉内保持時間
は数分〜数１０分間、特には１０分間程度とすることが
できる。

第二の工程の終了後、貴金属メッキ層にセラミックコー
ディングを行なってもよい。また第二の工程の前でコー
ティングしても良い。このように貴金属メッキ層にセラ
ミックコーティングを行なえば、自動車の排気ガスなど
から貴金属メッキ層を保護することもできる。

［発明の効果］ 本発明においては、貴金属メッキ層を加熱、軟化させる
と同時に加圧することによりセラミックス基体の表面の
凹部に貴金属メッキ層を入り込ませる構成である。従っ
て貴金属メッキ層とセラミックス基体との密着度合を向
上させることができる。故に貴金属メッキ層とセラミッ
クス基体との接触抵抗が従来の場合に比べてより小さく
なり、それだけセンサーの性能を向上させることができ
る。又貴金属メッキ層とセラミックス基体との密着強度
も向上させることができ、従って該１１１ｍメッキ層は
セラミックス基体からはがれにくくなる。

［実施例］ 第１図は本発明の１実施例を示す模式図であり、第１図
はセラミックス基体の表面の微細な凹部に貴金属メッキ
層を入り込ませた状態を示す。木例においでは基体１は
、セラミックスとしてのジルコニアの粉末を所定の形状
に成形し、その後焼結することによって形成されている
。なおジルコニア粉末の平均粒径は０．５〜１０μとし
た。セラミックス基体１の表面に付着された貴金属メッ
キＩＦｉ２は、白金層であり、化学メッキによるプレメ
ッキと、電気メッキとによって１μの厚みで付着されて
いる。上記のようにセラミックス基体１の表面に貴金属
メッキ層２を付着させたら、次に該貴金属メッキ層２を
７００℃に加熱し軟化させた。

加圧は窒素ガスにて１−１　Ｉ　Ｐ熟成炉内圧で５　ｋ
ｏ／　ｃｍ２とし、炉内保持時間は１０分間とした。上
記のように貴金属メッキ層２の表面を加熱、加圧すれば
、第１図に示すように、軟化した貴金属メッキ筈２は０
口圧によってセラミックス基体１の表面の微細な凹部に
入り込む。この結果セラミックス基体１と貴金属メッキ
層２との密着性は向上し、かつ該貴金属メッキ層２はは
がれにくくなり、セラミックス基体１と負金属メッキ層
２との接触抵抗を小さクシ１ｑ、センサー性能の向上を
図り得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例を示すものであり、セラミッ
クス基体の表面の凹部に貴金属メッキ層を入り込ませた
セラミックスセンサーを模式的に示した断面図である。 第２図は従来のセラミックス基体の表面に貴金属メッキ
層を付着させた状態を模式的に示す断面図である。 図中、１はセラミックス基体、２は貴金属メッキ層を示
す。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）センサーを構成するセラミックス基体の表面に貴
   金属メッキ層を付着させる第一の工程と、該セラミック
   ス基体をＨＩＰ焼成炉に入れて該貴金属メッキ層の軟化
   温度に加熱すると共に加圧することにより、軟化した該
   貴金属メッキ層をセラミックス基体の表面の凹部に入り
   込ませて密着させる第二の工程とを順に実施して成るこ
   とを特徴とする貴金属メッキ層を有するセラミックスセ
   ンサーの処理方法。
2. （２）貴金属メッキ層は、化学メッキおよび電気メッキ
   法により形成されている特許請求の範囲第１項記載の貴
   金属メッキ層を有するセラミックスセンサーの処理方法
   。
3. （３）ＨＩＰ熱成炉による加熱温度は３００〜１０００
   ℃であり、加圧力は３〜３０ｋｇ／ｃｍ＾２である特許
   請求の範囲第１項記載の貴金属メッキ層を有するセラミ
   ックスセンサーの処理方法。