传感器元件用电极及传感器元件制造技术

一种用于检测被测定气体中的特定物质的传感器元件(1)用电极，其被埋设于具有上述特定物质附着的检测面(11)的绝缘性基体(2)中，一部分从上述检测面中露出，具有选自由Rh、Ru、Ir、Os及Pd组成的组中的至少1种金属与Pt形成的合金(7)、和分散地配置在该合金间的粒状空隙(5)，上述合金中的上述金属的含量为40质量％以下，同时上述传感器元件用电极的每单位体积中的上述粒状空隙的个数为3个/100μm3～50个/100μm3。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】传感器元件用电极及传感器元件
本专利技术涉及粒子状物质检测传感器等中所用的传感器元件用电极和采用该电极的传感器元件。
技术介绍
为了检测从内燃机排放的排气中的粒子状物质(即ParticulateMatter：PM)的量，一直使用电阻式的粒子状物质检测传感器。粒子状物质检测传感器具有绝缘性基体和至少一部分埋设在该绝缘性基体中的检测电极。而且，具备检测电极露出的、以绝缘性基体的端面或侧面作为检测面的传感器元件。在这样的传感器元件的检测面，以夹着绝缘层的方式交替地配设有极性不同的检测电极。通过对这些电极间外加电压来形成静电场。由此，将带电的粒子状物质引到静电场，捕集在检测面，使电极间导通。所以，可从电极间的电阻值的变化来检测含在排气中的粒子状物质的量。一般来讲，检测电极中使用Pt电极。例如专利文献1中公开了各种传感器用的由Pt或Pt合金形成的传感器用电极。此外，作为粒子状物质检测传感器用的检测电极，专利文献2中公开了由Pt和软化温度为1000℃以上的玻璃材料形成的电极。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2014-66547号公报专利文献2：德国专利申请公开第102008041707号说明书
技术实现思路
专利技术要解决的问题专利文献1等中记载的以往的Pt电极因含有成为骨料的陶瓷粒子相而为多孔质。而且，在Pt电极中，在高温条件下(例如850℃以上)容易产生由Pt的氧化引起的挥发。因此，在将Pt电极应用于粒子状物质检测传感器时，有Pt氧化成为蒸气压低的PtO2、从检测面挥发而消失的顾虑。其结果是，检测电极缩小，并且从检测面朝向绝缘性基体内部而消失，如果变得在检测面不露出，则使电极间距离变长，检测精度下降。另一方面，专利文献2中，通过添加玻璃材料，在热处理时将孔及间隙填埋，抑制了Pt的挥发。但是，玻璃材料的添加引起作为电极的电阻值上升。在这样的现状下，难以一边抑制由Pt的挥发及消失导致的检测电极的缩小、一边实现所希望的电极电阻值。本专利技术是鉴于上述背景而完成的，其目的是提供一种通过将检测面上的Pt的挥发与电极电阻值的上升一同抑制、从而提高检测精度的传感器元件用电极及使用该电极的传感器元件。用于解决课题的手段本专利技术的一个方案在于传感器元件用电极，是用于检测被测定气体中的特定物质的传感器元件(1)用电极，其中，所述传感器元件用电极被埋设于具有所述特定物质附着的检测面(11)的绝缘性基体(2)中，一部分从所述检测面中露出；具有选自由Rh、Ru、Ir、Os及Pd组成的组中的至少1种金属与Pt形成的合金(7)、和分散地配置在该合金间的粒状空隙(5)；所述合金中的所述金属的含量为40质量％以下，同时所述传感器元件用电极的每单位体积中的所述粒状空隙的个数为3个/100μm3～50个/100μm3。本专利技术的另一个方案在于传感器元件，是用于检测被测定气体中的特定物质的传感器元件(1)，其中，具备：绝缘性基体(2)，其具有所述特定物质附着的检测面(11)，相互对置地配置且极性不同的一对检测电极(3、4)，其在所述检测面中露出一部分，剩余部分埋设在所述绝缘性基体中；该检测电极具有选自由Rh、Ru、Ir、Os及Pd组成的组中的至少1种金属与Pt形成的合金(7)、和分散地配置在该合金间的粒状空隙(5)；所述合金中的所述金属的含量为40质量％以下，同时所述检测电极的每单位体积中的所述粒状空隙的个数为3个/100μm3～50个/100μm3。另外，括号内的符号是为参考而附的，本专利技术并不限定于这些符号。专利技术效果上述传感器元件用电极，通过以Pt与上述金属的合金为主成分，从而得到抑制在高温区Pt从检测面挥发而消失的效果。可是，判明了：光将电极的主成分规定为合金，则在高温区(例如700℃～800℃的范围)，内部的上述金属向检测面偏析而形成电阻层，使电极电阻值上升。另外，在上述高温区，上述金属的最表层的金属也发生氧化。对此，在上述传感器元件用电极中，通过在合金间分散地配置的粒状空隙，可抑制上述金属的偏析。也就是说，通过在上述传感器元件用电极的内部按3个/100μm3～50个/100μm3的范围存在粒状空隙，由此产生与粒状空隙接触的上述金属的氧化。其结果是，可抑制上述金属向电极表面的扩散，进而可抑制氧化物向检测面的偏析。此外，可减小电极电阻值的上升率。上述传感器元件用电极可兼顾抑制Pt的挥发及消失和抑制电极电阻值的上升。所以，传感器元件可抑制检测面上的电极间隔的变化，将电极电阻值维持在较低，从而提高检测精度。传感器元件将上述传感器元件用电极作为上述一对检测电极。附图说明图1是表示实施方式1中的传感器元件的检测电极构成的示意剖视图。图2是实施方式1中的传感器元件的主要部位放大立体图。图3是实施方式1中的传感器元件的主要部位即图2的区域III的放大剖视图。图4是实施方式1中的传感器元件的整体立体图。图5是表示实施方式1中的传感器元件的整体构成的展开图。图6是表示实施方式1中的传感器元件的制造工序及制造后的检测电极构成的变化的示意剖视图。图7是表示实施方式1中的传感器元件的PM检测后的PM除去工序的示意图。图8是实施方式2中的传感器元件的整体立体图。图9是实施方式2中的传感器元件的长度方向剖视图。图10是表示实施方式2中的传感器元件的整体构成的展开图。图11是表示实验例1中的用扫描型电子显微镜观察的检测面附近的区域的传感器元件的主要部位放大立体图。图12是实验例1中的用扫描型电子显微镜观察的检测面附近的传感器元件截面、表示图11的区域XII的截面结构的示意图。图13是实验例1中的用扫描型电子显微镜观察的检测面附近的传感器元件截面、放大地表示图12的区域XIII的截面结构的示意图。图14是用于说明实验例1中的传感器元件的电极电阻变化率的测定方法的示意图。图15是表示以往的传感器元件的耐久试验前后的电极结构变化的示意图。图16是与以往的传感器元件进行比较地表示实验例2中的耐久试验前后的传感器元件的检测电流和检测时间的关系的图示。图17是以往元件及实验例5中的用扫描型电子显微镜观察的检测面附近的传感器元件剖视图和其放大剖视图，是作为代表例表示将实验例5所示的金属中的Rh进行合金化时的图示。图18是与以往的传感器元件进行比较地表示实验例5中的耐久试验后的传感器元件的电极电阻变化率的测定结果的图示，是作为代表例表示将实验例5中示出的金属中的Rh进行合金化时的图示。具体实施方式(实施方式1)接着，参照附图对传感器元件用电极及使用该电极的传感器元件的实施方式进行说明。如图1～图5所示的那样，本方式是在具备层叠型传感器元件1的粒子状物质检测传感器中的应用例。关于粒子状物质检测传感器，例如设置在内燃机的排气通路中，构成排气后处理装置的一部分。而且，通过传感器元件1，能够检测粒子状物质(以下称为PM)作为含在被测定气体中的特定物质。被测定气体例如为从内燃机排放的燃烧排气，含有由具有导电性的煤烟等形成的微小的PM。如图1～图3所示的那样，传感器元件1将绝缘性基体2的一个端面作为检测面11。在检测面11，传感器元件用电极即一对检测电极3、4的一部分露出而形成线状电极。检测电极3、4的剩余部分被埋设在绝缘性基体2中。如图2所示的那样，极性不同的检测电极3和检测电极4分别由多个电极本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种传感器元件用电极，是用于检测被测定气体中的特定物质的传感器元件(1)用电极，其中，所述传感器元件用电极被埋设于具有所述特定物质附着的检测面(11)的绝缘性基体(2)中，且一部分从所述检测面中露出；所述传感器元件用电极具有选自由Rh、Ru、Ir、Os及Pd组成的组中的至少1种金属与Pt形成的合金(7)、和分散地配置在该合金间的粒状空隙(5)；所述合金中的所述金属的含量为40质量％以下，同时所述传感器元件用电极的每单位体积中的所述粒状空隙的个数为3个/100μm3～50个/100μm3。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.17 JP 2015-2464091.一种传感器元件用电极，是用于检测被测定气体中的特定物质的传感器元件(1)用电极，其中，所述传感器元件用电极被埋设于具有所述特定物质附着的检测面(11)的绝缘性基体(2)中，且一部分从所述检测面中露出；所述传感器元件用电极具有选自由Rh、Ru、Ir、Os及Pd组成的组中的至少1种金属与Pt形成的合金(7)、和分散地配置在该合金间的粒状空隙(5)；所述合金中的所述金属的含量为40质量％以下，同时所述传感器元件用电极的每单位体积中的所述粒状空隙的个数为3个/100μm3～50个/100μm3。2.根据权利要求1所述的传感器元件用电极，其中，所述金属为Rh，所述合金中的Rh含量为2质量％～30质量％。3.根据权利要求1或2所述的传感器元件用电极，其中，所述粒状空隙的平均粒径为5μm以下。4.根据权利要求1～3中任1项所述的传感器元件用电极，其中，所述特定物质为粒子状物质。5.一种传感器元件，是用于检测被测定气体中的特定物质的传感器元件(1)，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：野口真，铃木聪司，
申请(专利权)人：株式会社电装，
类型：发明
国别省市：日本,JP