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原文传递一种民用空燃比传感器芯片及其制备方法

专利名称：	一种民用空燃比传感器芯片及其制备方法
摘要：	本发明提供了一种民用空燃比传感器芯片及民用空燃比传感器，包括：固体电解质层，上表面设置有外电极，下表面设置有内电极；扩散基体层，设置于所述固体电解质层的下方；加热器层，设置于所述扩散基体层的下方；多孔扩散障碍层，设置于所述扩散基体层上，并覆盖于所述内电极的表面，且该多孔扩散障碍层具有能相互连通的气孔，使气体有一定障碍地由扩散基体层外侧引入至所述内电极处。本发明传感器芯片带多孔扩散障碍层结构，精度高、测量范围广、结构简单且成本低。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	福建;35
申请人：	厦门海赛米克新材料科技有限公司
发明人：	余昌艳;洪旭;张财盛
专利状态：	有效
申请日期：	2019-08-08T00:00:00+0800
发布日期：	2019-10-01T00:00:00+0800
申请号：	CN201910730322.4
公开号：	CN110297033A
代理机构：	北京康盛知识产权代理有限公司
代理人：	梁锦平
分类号：	G01N27/407(2006.01);G;G01;G01N;G01N27
申请人地址：	361000 福建省厦门市海沧区凤山北五路7号一楼
主权项：	1.一种民用空燃比传感器芯片，其特征在于：包括：固体电解质层，上表面设置有外电极，下表面设置有内电极；扩散基体层，设置于所述固体电解质层的下方；加热器层，设置于所述扩散基体层的下方；多孔扩散障碍层，设置于所述扩散基体层上，一端覆盖于所述内电极的表面，另一端延伸至所述扩散基体层的边缘处，且该多孔扩散障碍层具有能相互连通的气孔，使气体有一定障碍地由扩散基体层外侧引入至所述内电极处。 2.如权利要求1所述的一种民用空燃比传感器芯片，其特征在于：所述多孔扩散障碍层的气孔率在10％～40％之间。 3.如权利要求1所述的一种民用空燃比传感器芯片，其特征在于：所述多孔扩散障碍层包括一扩散部和一引入部，所述扩散部覆盖于所述内电极的表面，所述引入部的一端连接于所述扩散部，另一端延伸至所述扩散基体层的边缘处，且所述引入部为直线型、L型和往复回折型的薄片状结构。 4.如权利要求1所述的一种民用空燃比传感器芯片，其特征在于：所述固体电解质层还具有一多孔保护层，该多孔保护层覆盖于所述外电极的表面。 5.一种民用空燃比传感器的其制备方法，其特征在于：用于制备如权利要求1至4任一项所述的民用空燃比传感器芯片，包括下述步骤： S1、流延：将高纯氧化铝粉体中添加一定量的溶剂、分散剂、粘结剂、增塑剂在球磨罐中球磨混合制成均匀体系的浆料，经脱泡后在流延机制成氧化铝流延片；将高纯氧化锆、氧化钇粉体中添加一定量的溶剂、分散剂、粘结剂、增塑剂在球磨罐中球磨混合制成均匀体系的浆料，经脱泡后在流延机制成固体电解质流延片； S2、冲孔：将制得的一片所述氧化铝流延片、一片所述固体电解质流延片进行冲孔，得到过孔，分别形成所述加热器层和所述固体电解质层； S3、丝印：采用丝网印刷技术在所述加热器层流延片上丝印加热器及加热器引线和加热器引脚；在固体电解质层上丝印内电极及内电极引线、外电极及外电极引线、电极引脚；在另一所述氧化铝流延片上丝印多孔扩散浆料，形成扩散基体层； S4、层压：依次将丝印好的加热器层、扩散基体层、固体电解质层依次叠加在一起，经过等静压压合后得到层压品素坯； S5、切割：通过切割机将层压素坯切割成需要的尺寸，得到芯片素坯； S6、排胶烧结：将所述芯片素坯置于排胶烧结炉中进行排胶烧结。 6.根据权利要求5所示的一种民用空燃比传感器的其制备方法，其特征在于：所述步骤S1在制备所述氧化铝流延片时，氧化铝粉体、溶剂、分散剂、粘结剂和增塑剂的质量份分别是：氧化铝粉体42～57份；溶剂：乙醇10～20份，二甲苯10～20份；分散剂：山梨坦单油酸酯0.5～1.5份；粘结剂：聚乙烯醇缩丁醛树脂7～10份；增塑剂：邻苯二甲酸酯0.5～2份；且制得的所述氧化铝流延片厚度在100～300μm。所述步骤S1在制备所述固体电解质流延片时，氧化锆粉体、氧化钇粉体、溶剂、分散剂、粘结剂和增塑剂的质量份分别是：氧化锆粉体34～49份；氧化钇粉体8～10份溶剂：乙醇10～20份，二甲苯10～20份；分散剂：山梨坦单油酸酯0.5～1.5份；粘结剂：聚乙烯醇缩丁醛树脂7～10份；增塑剂：邻苯二甲酸酯0.5～2份；且制得的所述氧化铝流延片厚度在100～300μm。 7.根据权利要求5所示的一种民用空燃比传感器的其制备方法，其特征在于：所述步骤S3中，所述多孔扩散浆料是由下述质量份的各成份经分散、三辊步骤制得：氧化铝陶瓷粉料45～54份；造孔剂7～13份；粘结剂5～9份；分散剂0.5～1.5份；溶剂24.5～42.5份。 8.根据权利要求5所示的一种民用空燃比传感器的其制备方法，其特征在于：所述步骤S3还包括：在丝印有外电极和外电极引线的所述固体电解质层上再丝印一层多孔保护层浆料，干燥后形成所述多孔保护层，所述多孔保护层厚度为20μm～40μm，所述多孔保护层浆料是添加了碳粉造孔剂的氧化铝浆料，气孔率为15％～40％。 9.根据权利要求5所示的一种民用空燃比传感器的其制备方法，其特征在于：所述步骤S6中，所述排胶阶段采用2℃～3℃/min升温速率进行，且在增塑剂挥发剧烈温度点180℃附近和粘结剂挥发剧烈温度点240℃附近进行保温30min～120min，整个排胶阶段时间48h；所述烧结是在常压大气条件下进行，烧结温度为1470℃，时间为2h。
所属类别：	发明专利