一种氮氧传感器陶瓷芯体制造技术

本实用新型专利技术提供一种氮氧传感器陶瓷芯体，包括：第一基片的上表面设有加热电极，加热电极包裹在加热电极绝缘层中；第二基片的上表面设有参考电极和泄压孔，第三基片设有参考气体通道，上表面依序设置一级泵电极的下泵电极、二级泵电极的下泵电极和测量电极；第四基片上依序设置五个空腔，空腔之间设置屏障层，第五基片的下表面依序设置一级、二级泵电极的上泵电极，上表面设置公共电极；第三空腔的一级泵电极的上下泵电极通过第四基片的半通孔相连形成一级泵电极；第四空腔的二级泵电极的上下泵电极通过第四基片的半通孔相连形成所述二级泵电极。避免二级泵电极中贵金属金的挥发导致的测量电极污染、测量精度高且灵敏度好。

【技术实现步骤摘要】
一种氮氧传感器陶瓷芯体
本技术涉及汽车尾气检测传感器芯体
，尤其涉及一种氮氧传感器陶瓷芯体。
技术介绍
氮氧传感器是现在汽车中一个非常重要的传感器，用于检测汽车尾气排放中NOx的浓度含量。世界各国针对汽车尾气排放对环境造成污染的问题，出台的标准法规也正在变得越来越严格。基于陶瓷传感元件的这种传感器可测量汽车尾气中的NOx浓度，并将输入信号传送至发动机电子控制单元(ECU)，用以实现对发动机燃烧过程及排气后处理的最高效控制。在柴油机车中，这通过将氨水注入选择性催化还原(SCR)系统来实现；在汽油发动机中则通过结合稀燃发动机技术控制NOx储存催化剂的再生周期来实现。因此，氮氧传感器在这方面发挥着非常重要的作用。传统氮氧传感器芯片为片式结构，主要由六层或者更多层钇稳定氧化锆陶瓷片叠合而成。其二级泵电极和测量电极在同一腔室中，由于二级泵电极中含有对一氧化氮几乎无催化活性的金属材料金，金的熔点为1064℃，而固体电解质ZrO2材料用于制作传感器芯片时的烧结温度高达1400～1500℃，烧结过程中金的挥发会污染测量电极，使测量电极的性能大幅度降低，严重影响了NOx传感器的性能。另外，测量电极分解NO产生的氧气会有少量通过多孔保护层扩散到二级泵电极，从而使二级泵电极的泵电流增大，进而影响NOx的测量精度。
技术实现思路
本技术为了解决现有的问题，提供一种氮氧传感器陶瓷芯体。为了解决上述问题，本技术采用的技术方案如下所述：一种氮氧传感器陶瓷芯体，包括第一基片、第二基片、第三基片、第四基片、第五基片由下到上依次叠压；所述第一基片的上表面设有加热电极，所述加热电极包裹在加热电极绝缘层中；所述第二基片的上表面设有参考电极，且所述第二基片上设置泄压孔，所述参考电极表面覆盖有多孔扩散层；所述第三基片设有参考气体通道，所述第三基片的上表面依序设置一级泵电极的下泵电极、二级泵电极的下泵电极和测量电极，所述测量电极在所述参考电极的正上方；所述第四基片上依序设置第一空腔、第二空腔、第三空腔、第四空腔和第五空腔，所述第一空腔和所述第二空腔之间设置有第一气体扩散障层，所述第二空腔和所述第三空腔之间设置有第二气体扩散障层，所述第三空腔和所述第四空腔之间设置第三气体扩散障层，所述第四空腔和所述第五空腔之间设置第四气体扩散障层；所述第五基片的下表面依序设置所述一级泵电极的上泵电极和所述二级泵电极的上泵电极，上表面设置公共电极，所述公共电极表面覆盖有多孔保护层；所述第三空腔的所述一级泵电极的下泵电极和上泵电极通过所述第四基片的半通孔相连形成所述一级泵电极；所述第四空腔的所述二级泵电极的下泵电极和上泵电极通过所述第四基片的半通孔相连形成所述二级泵电极。优选地，所述第一基片的厚度为480-520um，所述第二基片、所述第三基片、所述第四基片和所述第五基片的厚度为240-260μm。优选地，所述第一基片、所述第二基片、所述第三基片、所述第四基片和所述第五基片的材料为掺杂3-10mol％稳定剂的部分稳定氧化锆；所述稳定剂是Y2O3、MgO、Al2O3、CaO、CeO2中的至少一种。优选地，所述第一气体扩散障层、所述第二气体扩散障层、所述第三气体扩散障层和所述第四气体扩散障层为多孔结构或狭缝，所述多孔结构或狭缝的厚度为10-20um。优选地，所述一级泵电极、二级泵电极、参考电极和公共电极包括：86.5wt％～95wt％的铂、0.5wt％～1.0wt％的金和1.0wt％～10.0wt％的陶瓷粉体ZrO2。优选地，所述测量电极中含有铂和铑。优选地，所述加热电极包括90wt％～95wt％的铂和5.0wt％～10.0wt％的陶瓷粉体Al2O3。优选地，所述加热电极包括加热部分和引线部分，所述加热部分为矩形轴对称排列，所述引线部分的电阻阻值之和是所述加热部分的电阻阻值的0.3-0.7倍。优选地，所述多孔保护层和所述多孔扩散层的材质为多孔氧化锆或多孔氧化铝；所述绝缘层为致密氧化铝。优选地，所述第一空腔、所述第二空腔、所述第三空腔、所述第四空腔和所述第五空腔、所述泄压孔、所述参考气体通道形成的角均为倒圆角。本技术的有益效果为：提供一种氮氧传感器陶瓷芯体，通过将基片的层数减少为五层，简化了制备工艺过程，易于规模化生产；二级泵电极和测量电极位于不同的腔室中，能防止烧结过程中二级泵电极中金的挥发对测量电极造成的污染；测量电极分解NO产生的O2很难扩散到二级泵电极所在的腔室中，这能使测量电极分解NO产生的O2几乎全部被测量电极泵出，减小了测量误差。附图说明图1是本技术实施例中氮氧传感器陶瓷芯体的结构剖面图。图2是本技术实施例中氮氧传感器陶瓷芯体的内部腔体俯视图。图3是本技术实施例中氮氧传感器陶瓷芯体的加热电极俯视图。其中，1-第一基片，2-第二基片，3-第三基片，4-第四基片，5-第五基片，6-加热电极，6-1-加热部分，6-2-引线部分，6-3-温控电极，7-加热电极绝缘层，8-参考电极，9-多孔扩散层，10-泄压孔，11-测量电极，12-参考气体通，13-一级泵电极，14-二级泵电极，15-第一气体扩散障层，16-第二气体扩散障层，17-第三气体扩散障层，18-第四气体扩散障层，19-第一空腔，20-第二空腔，21-第三空腔，22-第四空腔，23-第五空腔，24-公共电极，25-多孔保护层。具体实施方式为了使本技术实施例所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。另外，连接即可以是用于固定作用也可以是用于电路连通作用。需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多该特征。在本技术实施例的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。实施例1如图1-图3所示，本技术的氮氧传感器陶瓷芯体包括：第一基片1预先叠压成480um，第二基片2、第三基片3、第四基片4和第五基片5预先叠压成240um。第二基片采用冲本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氮氧传感器陶瓷芯体，其特征在于，包括第一基片、第二基片、第三基片、第四基片、第五基片由下到上依次叠压；/n所述第一基片的上表面设有加热电极，所述加热电极包裹在加热电极绝缘层中；/n所述第二基片的上表面设有参考电极，且所述第二基片上设置泄压孔，所述参考电极表面覆盖有多孔扩散层；/n所述第三基片设有参考气体通道，所述第三基片的上表面依序设置一级泵电极的下泵电极、二级泵电极的下泵电极和测量电极，所述测量电极在所述参考电极的正上方；/n所述第四基片上依序设置第一空腔、第二空腔、第三空腔、第四空腔和第五空腔，所述第一空腔和所述第二空腔之间设置有第一气体扩散障层，所述第二空腔和所述第三空腔之间设置有第二气体扩散障层，所述第三空腔和所述第四空腔之间设置第三气体扩散障层，所述第四空腔和所述第五空腔之间设置第四气体扩散障层；/n所述第五基片的下表面依序设置所述一级泵电极的上泵电极和所述二级泵电极的上泵电极，上表面设置公共电极，所述公共电极表面覆盖有多孔保护层；/n所述第三空腔的所述一级泵电极的下泵电极和上泵电极通过所述第四基片的半通孔相连形成所述一级泵电极；所述第四空腔的所述二级泵电极的下泵电极和上泵电极通过所述第四基片的半通孔相连形成所述二级泵电极。/n...

【技术特征摘要】
1.一种氮氧传感器陶瓷芯体，其特征在于，包括第一基片、第二基片、第三基片、第四基片、第五基片由下到上依次叠压；
所述第一基片的上表面设有加热电极，所述加热电极包裹在加热电极绝缘层中；
所述第二基片的上表面设有参考电极，且所述第二基片上设置泄压孔，所述参考电极表面覆盖有多孔扩散层；
所述第三基片设有参考气体通道，所述第三基片的上表面依序设置一级泵电极的下泵电极、二级泵电极的下泵电极和测量电极，所述测量电极在所述参考电极的正上方；
所述第四基片上依序设置第一空腔、第二空腔、第三空腔、第四空腔和第五空腔，所述第一空腔和所述第二空腔之间设置有第一气体扩散障层，所述第二空腔和所述第三空腔之间设置有第二气体扩散障层，所述第三空腔和所述第四空腔之间设置第三气体扩散障层，所述第四空腔和所述第五空腔之间设置第四气体扩散障层；
所述第五基片的下表面依序设置所述一级泵电极的上泵电极和所述二级泵电极的上泵电极，上表面设置公共电极，所述公共电极表面覆盖有多孔保护层；
所述第三空腔的所述一级泵电极的下泵电极和上泵电极通过所述第四基片的半通孔相连形成所述一级泵电极；所述第四空腔的所述二级泵电极的下泵电极和上泵电极通过所述第四基片的半通孔相连形成所述二级泵电极。
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【专利技术属性】
技术研发人员：李可，贾广平，陈可，张宁宁，郑智，
申请(专利权)人：深圳顺络电子股份有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44