一种宽域氧传感器结构、烧结方法以及烧结过程热应力的有限元分析方法技术

本发明专利技术公开了一种宽域氧传感器结构、烧结方法以及烧结过程热应力的有限元分析方法，以氧化铝生片层、氧化锆生片层和镁铝尖晶石生片层为研究对象，设计了一种宽域氧传感器结构，并将烧结过程划分为加压热处理、预烧结和正式烧结三个阶段，制定各个阶段的烧结方案；针对这三个阶段分别设置条件，联动ANSYS Workbench软件的子模块Transient Thermal和Static Structural进行分析，得到应力分布云图和应变分布云图；本发明专利技术设计的传感器结构及烧结方法形成的产品成品率大大提高，方便在每个阶段控制产品质量；同时提供的有限元分析方法当材料属性和研究对象的形状结构确定时，根据不同的烧结方案可以得到不同的仿真模拟结果，不局限于所用案例的限制，具有普适性。具有普适性。具有普适性。

【技术实现步骤摘要】
一种宽域氧传感器结构、烧结方法以及烧结过程热应力的有限元分析方法


[0001]本专利技术涉及陶瓷芯片烧结
，主要涉及一种宽域氧传感器结构、烧结方法以及烧结过程热应力的有限元分析方法。

技术介绍

[0002]陶瓷芯片是许多传感器的核心部件，各式各样的传感器需要通过芯片感知被测物理量的变化。汽车尾气中主要有CO、HC和NOx等污染物，通常使用机外的净化设备，这些设备中多采用铂、铑、钯三元催化剂对CO、HC进行氧化反应和对NOx进行还原反应，从而将其转化为H2O、CO2和N2等无害物。而为了将三元催化转化器的转化效率保持最高，必须将可燃混合气的空燃比维持在理论空燃比附近的极小范围内，这样才能燃气中的可燃物燃烧殆尽、减少污染。宽域氧传感器是主流的汽车氧传感器，被安装在汽车排气管，以监测尾气的氧含量，将氧含量传递给车载电脑，从而调节发动机内的空燃比。宽域氧传感器的核心器件是陶瓷芯片，通常由各种粉料烧结而成。根据国内外的研究现状，在氧传感器芯片烧结方面，研究人员大多集中在粉料的调制、生瓷片的制备、陶瓷烧结效果的探究，尤其是在探索粉料调制和陶瓷烧结效果本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种宽域氧传感器结构，其特征在于，包括上下层叠设置的8层生片层；其中由下往上第2层、第3层为氧化铝层，第8层为镁铝尖晶石层，其余均为氧化锆层；所述第4、6层氧化锆层内部设有空腔，第4
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8层生片层内部均设有贯通的通气孔。2.根据权利要求1所述的一种宽域氧传感器结构，其特征在于，所述各氧化铝、氧化锆和镁铝尖晶石生片层均采用流延法制备后阴干备用；所述宽域氧传感器结构尺寸包括：长60mm，宽5mm，厚2.888mm；所述各氧化锆层厚度均为0.7mm，各氧化铝层厚度均为0.009mm，镁铝尖晶石层厚度为0.05mm，长15mm；所述内部空腔沿轴线方向设置，第4层空腔高度为0.35mm，第6层空腔高度为0.02mm；所述第4
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8层内部通气孔直径0.05mm。3.一种烧制权利要求1
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2中任一项所述宽域氧传感器结构的烧结方法，其特征在于，包括加压热处理、预烧结和正式烧结三个阶段，具体步骤如下：步骤S1、加压热处理阶段，对所述宽域氧传感器结构施加均布压力21MPa，并在70℃温度下持续加热3min；步骤S2、预烧结阶段；首先以恒定速率升高炉内温度至400℃，用时800min；然后保温75min；接着加速升温至1100℃，用时325min；再次减速升温至1150℃，用时50min；保温100min后，炉内匀速降温；预烧结阶段停止施加均布压力；步骤S3、正式烧结阶段；首先在250min内升温至1150℃，然后在350min之内加热至1500℃；保温75min后，炉内匀速降...

【专利技术属性】
技术研发人员：张宏建，赵弘超，崔海涛，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：