JPS628135B2 - - Google Patents
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- JPS628135B2 JPS628135B2 JP55147700A JP14770080A JPS628135B2 JP S628135 B2 JPS628135 B2 JP S628135B2 JP 55147700 A JP55147700 A JP 55147700A JP 14770080 A JP14770080 A JP 14770080A JP S628135 B2 JPS628135 B2 JP S628135B2
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- 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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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
Description
本発明は多孔質の気孔量が0.10c.c./grを超え
0.30c.c./gr以下であるガス感応体素子に関するも
のである。 Cr2O3、TiO2、CoO、SnO2、ZnO等の金属酸
化物半導体の焼結体は、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。このガス感応体素子は、小型で安
価なガス成分検出器をつくることが出来る。これ
を自動車排ガス空燃比検出器に用いる時、排ガス
の空燃比変化を早く運転条件にフイードバツクす
るために理論混合比（λ＝１）を境にして急激な
電気抵抗変化を示すことが必要で、このため素子
を構成する焼結体は、ガス感応性を高めるために
多孔体であり、この多孔体の気孔径を0.4〜0.7μ
ｍとして気孔量を0.04〜0.1c.c./grに規定して
USP3886785にてフオードより出願されている。
この素子を使用した場合、排ガス中に多量の未然
ガスであるCO、HCが存在しているときには、こ
れらがガス感応体素子中に浸入し、素子中の白金
との接触反応により、カーボン生成しやすく、そ
れが多孔体の空孔に堆積してガス感応体素子自体
の絶縁抵抗を劣化させた。そのために素子の応答
性を不安定にし排ガスの空燃比変化を正確に運転
条件にフイードバツク出来なかつた。 本発明は、以上の欠点を解消するために、ガス
感応体素子の絶縁劣化の度合が感応体の気孔径に
影響されず、気孔量に反比例することを見出して
なされたものであり、その要旨とするところは検
出ガス中のガス成分に応じた電気抵抗値を示す金
属酸化物の焼結体から成る半導体とこの半導体の
示す電気抵抗値を取り出す一対の電極線を具備
し、発熱体をガス感応体に内蔵していないガス感
応体素子において、上記金属酸化物半導体の気孔
量が0.10c.c./grを超え0.30c.c./gr以下であることを
特徴とするガス感応体素子である。 本発明の気孔量を0.10c.c./grを超え0.30c.c./gr以
下の範囲に規定した理由は、0.10c.c./gr以下で
は、排気未燃ガスの多量に存在する雰囲気中での
耐久後の素子の絶縁劣化が大きいためであり、ま
た、0.30c.c./grを超えるときは、素子の気孔量が
多すぎ、素子の機械的強度が不足し、耐久テスト
実施中の熱及び機械振動等により素子は破壊しや
すいためである。また本発明ガス感応体素子は発
熱体を内蔵していないために気孔量が高いにも拘
らず機械強度の大きいものである。また、本発明
に使用した素子の電極線は、Pt／13％Rhの他
Pt、Ni、Pd等耐食性、耐熱性が好適ならば使用
でき、その表面にAu金属をメツキにより被覆し
たものを使用してもよい。これはCO、HCガスが
白金との接触により触媒反応によりカーボンが電
極線表面に堆積して、周辺の金属酸化物多孔体を
おし拡げて素子を劣弱にするのを防止する効果が
ある。 以下、実施例により一そう詳細に説明する。 実施例 99％以上の純度であり、比表面積3.0m2/grの
TiO2原料を温度1000℃、1100℃、1200℃、1300
℃の各々にて仮焼したのち、各TiO2粉末98モル
％にてPt粉末を２モル％配合し、これにブチラー
ル樹脂とエチルアルコールとをそれぞれ添加し、
16時間混合したものを造粒し、４種類を作成し
た。 また、別に電極線にはPt／13％Rhの0.3φmmの
電線を使用した。 以上にて作成したそれぞれ４種類の粉末に、上
記電線２本ずつを埋設してプレス成形にて、成形
品各20個ずつ４種類を製作した。この試料を、
N2ガス雰囲気中の温度950℃、1050℃、1150℃、
1250℃の各温度にて、成形品４種類を各５個ずつ
に分けて、計20個に分類して焼成した。このガス
感応体素子の斜視図を第１図に示し、図中１は、
Pt／13％Rhの電極線、図中２はガス感応体であ
る。 以上にて完成した試料を室温20℃中にて絶縁抵
抗を測定したところ、全試料とも200MΩ以上で
あつた。また、これらの試料全部の気孔径及び気
孔量を、水銀圧入法のカルロエルバ製であるポロ
シメータで測定した。その測定方法は、計器の容
器内に試料を入れ、水銀を充満して一定圧力を印
加して水銀の体積減少にて気孔量を測定し、ま
た、印加圧力と水銀の体積減少との関係より気孔
径を求めた。 これらのガス感応体素子を第２図の断面図に示
す形状に組付けた。図中、１１の電極線の端部に
直径0.5mmの耐熱Ni線１３を溶接後、これをセラ
ミツク碍管１４中に挿入し、ガス感応体１２の端
部とともに耐熱セメント１５により固定した。 これを1800c.c.の４気筒エンジンで、Co7％、温
度700℃の排ガス管中にセツトして100hr経過後、
取りはなして室温20℃中にて絶縁抵抗を測定し
た。これらを第１表に示す。
0.30c.c./gr以下であるガス感応体素子に関するも
のである。 Cr2O3、TiO2、CoO、SnO2、ZnO等の金属酸
化物半導体の焼結体は、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。このガス感応体素子は、小型で安
価なガス成分検出器をつくることが出来る。これ
を自動車排ガス空燃比検出器に用いる時、排ガス
の空燃比変化を早く運転条件にフイードバツクす
るために理論混合比（λ＝１）を境にして急激な
電気抵抗変化を示すことが必要で、このため素子
を構成する焼結体は、ガス感応性を高めるために
多孔体であり、この多孔体の気孔径を0.4〜0.7μ
ｍとして気孔量を0.04〜0.1c.c./grに規定して
USP3886785にてフオードより出願されている。
この素子を使用した場合、排ガス中に多量の未然
ガスであるCO、HCが存在しているときには、こ
れらがガス感応体素子中に浸入し、素子中の白金
との接触反応により、カーボン生成しやすく、そ
れが多孔体の空孔に堆積してガス感応体素子自体
の絶縁抵抗を劣化させた。そのために素子の応答
性を不安定にし排ガスの空燃比変化を正確に運転
条件にフイードバツク出来なかつた。 本発明は、以上の欠点を解消するために、ガス
感応体素子の絶縁劣化の度合が感応体の気孔径に
影響されず、気孔量に反比例することを見出して
なされたものであり、その要旨とするところは検
出ガス中のガス成分に応じた電気抵抗値を示す金
属酸化物の焼結体から成る半導体とこの半導体の
示す電気抵抗値を取り出す一対の電極線を具備
し、発熱体をガス感応体に内蔵していないガス感
応体素子において、上記金属酸化物半導体の気孔
量が0.10c.c./grを超え0.30c.c./gr以下であることを
特徴とするガス感応体素子である。 本発明の気孔量を0.10c.c./grを超え0.30c.c./gr以
下の範囲に規定した理由は、0.10c.c./gr以下で
は、排気未燃ガスの多量に存在する雰囲気中での
耐久後の素子の絶縁劣化が大きいためであり、ま
た、0.30c.c./grを超えるときは、素子の気孔量が
多すぎ、素子の機械的強度が不足し、耐久テスト
実施中の熱及び機械振動等により素子は破壊しや
すいためである。また本発明ガス感応体素子は発
熱体を内蔵していないために気孔量が高いにも拘
らず機械強度の大きいものである。また、本発明
に使用した素子の電極線は、Pt／13％Rhの他
Pt、Ni、Pd等耐食性、耐熱性が好適ならば使用
でき、その表面にAu金属をメツキにより被覆し
たものを使用してもよい。これはCO、HCガスが
白金との接触により触媒反応によりカーボンが電
極線表面に堆積して、周辺の金属酸化物多孔体を
おし拡げて素子を劣弱にするのを防止する効果が
ある。 以下、実施例により一そう詳細に説明する。 実施例 99％以上の純度であり、比表面積3.0m2/grの
TiO2原料を温度1000℃、1100℃、1200℃、1300
℃の各々にて仮焼したのち、各TiO2粉末98モル
％にてPt粉末を２モル％配合し、これにブチラー
ル樹脂とエチルアルコールとをそれぞれ添加し、
16時間混合したものを造粒し、４種類を作成し
た。 また、別に電極線にはPt／13％Rhの0.3φmmの
電線を使用した。 以上にて作成したそれぞれ４種類の粉末に、上
記電線２本ずつを埋設してプレス成形にて、成形
品各20個ずつ４種類を製作した。この試料を、
N2ガス雰囲気中の温度950℃、1050℃、1150℃、
1250℃の各温度にて、成形品４種類を各５個ずつ
に分けて、計20個に分類して焼成した。このガス
感応体素子の斜視図を第１図に示し、図中１は、
Pt／13％Rhの電極線、図中２はガス感応体であ
る。 以上にて完成した試料を室温20℃中にて絶縁抵
抗を測定したところ、全試料とも200MΩ以上で
あつた。また、これらの試料全部の気孔径及び気
孔量を、水銀圧入法のカルロエルバ製であるポロ
シメータで測定した。その測定方法は、計器の容
器内に試料を入れ、水銀を充満して一定圧力を印
加して水銀の体積減少にて気孔量を測定し、ま
た、印加圧力と水銀の体積減少との関係より気孔
径を求めた。 これらのガス感応体素子を第２図の断面図に示
す形状に組付けた。図中、１１の電極線の端部に
直径0.5mmの耐熱Ni線１３を溶接後、これをセラ
ミツク碍管１４中に挿入し、ガス感応体１２の端
部とともに耐熱セメント１５により固定した。 これを1800c.c.の４気筒エンジンで、Co7％、温
度700℃の排ガス管中にセツトして100hr経過後、
取りはなして室温20℃中にて絶縁抵抗を測定し
た。これらを第１表に示す。
【表】
上表の第１表よりガス感応体素子の気孔径と
100Hr耐久試験経過後の素子の絶縁抵抗との相関
関係は殆んど見出せず、素子の絶縁劣化の度合が
感応体の気孔径に影響されていないことがわか
る。それに対して、素子の気孔量と耐久後の素子
の絶縁劣化との関係があり、より一層明確にする
ために第３図に、その相関関係を図示した。この
図より明らかなように、感応体の気孔量が大きい
と絶縁劣化が小さいことが判る。 即ち、気孔量0.10c.c./gr以下では耐久テスト前
の絶縁抵抗200MΩに比較して、耐久後の素子の
絶縁劣化が大きく、気孔量0.35c.c./grでは耐久テ
スト中に３個試料中１個が破損する機械的強度の
弱い欠点品があつた。 以上の様に本発明である金属酸化物半導体の気
孔量が0.10c.c./grを超え0.30c.c./gr以下であるガス
感応体素子は、排気未燃ガスの多量に存在する雰
囲気中で使用しても、絶縁抵抗劣化を或一定範囲
にすることが出来、また、機械的強度の安定した
素子であるために、応答性を安定させ、空燃比変
化を正確に伝達し、耐久性を向上させることが出
来た。
100Hr耐久試験経過後の素子の絶縁抵抗との相関
関係は殆んど見出せず、素子の絶縁劣化の度合が
感応体の気孔径に影響されていないことがわか
る。それに対して、素子の気孔量と耐久後の素子
の絶縁劣化との関係があり、より一層明確にする
ために第３図に、その相関関係を図示した。この
図より明らかなように、感応体の気孔量が大きい
と絶縁劣化が小さいことが判る。 即ち、気孔量0.10c.c./gr以下では耐久テスト前
の絶縁抵抗200MΩに比較して、耐久後の素子の
絶縁劣化が大きく、気孔量0.35c.c./grでは耐久テ
スト中に３個試料中１個が破損する機械的強度の
弱い欠点品があつた。 以上の様に本発明である金属酸化物半導体の気
孔量が0.10c.c./grを超え0.30c.c./gr以下であるガス
感応体素子は、排気未燃ガスの多量に存在する雰
囲気中で使用しても、絶縁抵抗劣化を或一定範囲
にすることが出来、また、機械的強度の安定した
素子であるために、応答性を安定させ、空燃比変
化を正確に伝達し、耐久性を向上させることが出
来た。
第１図は、本発明のガス感応体素子の斜視図、
第２図は、その素子を組付けたガス成分検出器の
先端部分の断面図、第３図は、その素子の気孔量
と耐久試験後の絶縁抵抗との関係を示したもので
ある。
第２図は、その素子を組付けたガス成分検出器の
先端部分の断面図、第３図は、その素子の気孔量
と耐久試験後の絶縁抵抗との関係を示したもので
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
示す金属酸化物の焼結体からなる半導体と、この
半導体の示す電気抵抗値を取り出す一対の電極線
を具備し、発熱体をガス感応体に内蔵していない
ガス感応体素子において、上記金属酸化物半導体
の気孔量が0.10c.c./grを超え0.30c.c./gr以下である
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 |
|---|---|---|---|
| JP14770080A JPS5770445A (en) | 1980-10-22 | 1980-10-22 | Gas sensitive element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14770080A JPS5770445A (en) | 1980-10-22 | 1980-10-22 | Gas sensitive element |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5770445A JPS5770445A (en) | 1982-04-30 |
| JPS628135B2 true JPS628135B2 (ja) | 1987-02-20 |
Family
ID=15436271
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14770080A Granted JPS5770445A (en) | 1980-10-22 | 1980-10-22 | Gas sensitive element |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5770445A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7631822B2 (en) * | 2004-09-10 | 2009-12-15 | Fellowes Inc. | Shredder with thickness detector |
| US7954737B2 (en) | 2007-10-04 | 2011-06-07 | Fellowes, Inc. | Shredder thickness with anti-jitter feature |
| GB2451513B (en) | 2007-08-02 | 2012-04-18 | Acco Uk Ltd | A shredding machine |
| JP6224311B2 (ja) * | 2012-11-06 | 2017-11-01 | Ｎｉｓｓｈａ株式会社 | 半導体ガスセンサ素子 |
| DE102014100669A1 (de) | 2013-01-26 | 2014-07-31 | Hermann Schwelling | Shredder |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5533547A (en) * | 1978-08-31 | 1980-03-08 | Toshiba Corp | Air cooler |
-
1980
- 1980-10-22 JP JP14770080A patent/JPS5770445A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5533547A (en) * | 1978-08-31 | 1980-03-08 | Toshiba Corp | Air cooler |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5770445A (en) | 1982-04-30 |
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