气体传感器及气体传感器用粉末制造技术

气体传感器(1)具有由含氧化钇的氧化锆构成的固体电解质(21)。固体电解质(21)中，固体电解质(21)的截面全体中的相对于ZrO2及Y2O3的合计的Y2O3的mol％为3.5mol％以上且6.9mol％以下。关于固体电解质(21)，当在固体电解质(21)的截面中，将相对于ZrO2及Y2O3的合计的Y2O3的mol％为3.3mol％以下的区域(211)的相对于截面全体的面积比率设定为A％、将相对于ZrO2及Y2O3的合计的Y2O3的mol％为7mol％以上的区域(212)的相对于截面全体的面积比率设定为B％时，A及B的合计即合计面积比率(A+B)为10％以上。10％以上。10％以上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】气体传感器及气体传感器用粉末
[0001]本申请基于2019年12月4日提出的日本专利申请第2019
‑
219911号，在此引用其记载内容。


[0002]本公开涉及气体传感器及气体传感器用粉末。

技术介绍

[0003]以往，在汽车中的发动机的排气管中，为了检测排气中的特定气体而安装气体传感器。作为此种气体传感器，具有由含氧化钇(Y2O3)的氧化锆(ZrO2)构成的固体电解质的气体传感器是公知的。
[0004]例如，专利文献1中公开了一种氧传感器，其具有单斜晶(以下有时称为M相)及正方晶(以下有时称为T相)的特定面的X射线衍射强度比和正方晶及立方晶(以下有时称为C相)的特定面的X射线衍射强度比在特定范围内的ZrO2‑
Y2O3系固体电解质。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1：日本特开昭56
‑
042909号公报

技术实现思路

[0008]近年来，在汽车领域，从对环境规制的应对及低油耗化的需求等出发，怠速熄火及混合动力技术是必须的。由此，出现发动机的开关的重复次数大幅度增加、排气管内容易滞留水的状况，存在设于排气管中的气体传感器的覆水量增加的倾向。因此，气体传感器容易暴露在起因于由排气导致的高热和由覆水导致的冷却的冷热循环中。所以，要求气体传感器中使用的固体电解质即使在冷热循环后也能确保强度。但是，以往的气体传感器中使用的固体电解质在100℃～300℃的温度区域存在发生相变的不稳定相，因伴随着相变的体积变化所形成的应力而使裂纹扩展，强度下降。
[0009]上述的以往技术中，出于结晶学的预想，将容易相变的正方晶(T相)作为不稳定相、将其以外的单斜相(M相)、立方晶(C相)作为稳定相，设想通过降低通过X射线衍射所评价的T相相对于结晶全体的量的比率，来提高ZrO2‑
Y2O3系固体电解质的强度。但是，上述的以往技术是仅基于初期的结晶状态进行强度评价的，由于即使是相同的T相也存在发生结晶相变的相和未发生结晶相变的相，所以在没有考虑到此点的情况下仅单纯地减低T相，很难抑制由冷热循环导致的强度下降。
[0010]本公开的目的是，提供一种具有可抑制由冷热循环导致的强度下降的固体电解质的气体传感器，此外，提供一种适合制作该气体传感器中的固体电解质的气体传感器用粉末。
[0011]本公开的一个方案涉及气体传感器，是具有由含氧化钇的氧化锆构成的固体电解质的气体传感器，其中，
[0012]所述固体电解质中，
[0013]所述固体电解质的截面全体中的相对于ZrO2及Y2O3的合计的Y2O3的mol％为3.5mol％以上且6.9mol％以下，
[0014]在所述固体电解质的截面中，当将相对于ZrO2及Y2O3的合计的Y2O3的mol％为3.3mol％以下的区域的相对于截面全体的面积比率设定为A％、将相对于ZrO2及Y2O3的合计的Y2O3的mol％为7mol％以上的区域的相对于截面全体的面积比率设定为B％时，所述A及所述B的合计即合计面积比率(A+B)为10％以上。
[0015]本公开的另一方案涉及气体传感器用粉末，是具有包含多个氧化锆粒子和多个氧化钇粒子的造粒粒子的气体传感器用粉末，其中，
[0016]所述造粒粒子中，
[0017]相对于ZrO2及Y2O3的合计的Y2O3的mol％为3.5mol％以上且6.9mol％以下，
[0018]具有由所述氧化钇粒子凝聚而成的凝聚粒子，
[0019]所述凝聚粒子的凝聚粒径为1μm以上。
[0020]上述气体传感器具有上述构成。因此，根据上述气体传感器，能够抑制由冷热循环导致的固体电解质的强度下降。
[0021]上述气体传感器用粉末具有上述构成。因此，根据上述气体传感器用粉末，能够制作可抑制由冷热循环导致的强度下降的固体电解质。
[0022]再者，权利要求范围中记载的括弧内的符号，表示与后述的实施方式所述的具体手段的对应关系，并不限定本公开的技术范围。
附图说明
[0023]本公开的上述目的及其它目的、特征及优点，通过参照附图的下述的详细说明将更明确。其附图如下：
[0024]图1是实施方式1涉及的气体传感器(杯型)的剖视图。
[0025]图2是放大表示图1的气体传感器所具备的气体传感器元件的一部分的剖视图。
[0026]图3是示意性地表示实施方式1涉及的气体传感器的固体电解质的微结构的剖视图。
[0027]图4是示意性地表示与实施方式1涉及的气体传感器的固体电解质的微结构进行对比的比较方式的固体电解质的微结构的剖视图。
[0028]图5是实施方式1涉及的气体传感器(层叠型)的剖视图。
[0029]图6是放大表示图5的气体传感器所具备的气体传感器元件的剖视图。
[0030]图7是示意性地表示实施方式2涉及的气体传感器用粉末的造粒粒子的说明图。
[0031]图8是表示实施方式3涉及的气体传感器用粉末的制造方法的说明图。
[0032]图9是供于SEM
‑
EDX分析的固体电解质的测定试样的说明图。
[0033]图10是表示通过固体电解质的SEM
‑
EDX分析而得到的用atom％表示的Y元素的定量映像图像的一个例子的图示。
[0034]图11是用于对图10的Y元素的定量映像图像的基于ImageJ的图像处理进行说明的图示，(a)是将图10中的Y/(Zr+Y)atom％为6.7atom％以下的黑色的区域以红色提取时的图像，(b)是表示得到(a)的图像时的ImageJ的阈值选择工具的设定画面。
[0035]图12是用于对图10的Y元素的定量映像图像的基于ImageJ的图像处理进行说明的图示，(a)是将图10中的Y/(Zr+Y)atom％为13.4atom％以上的白色的区域以红色提取时的图像，(b)是表示得到(a)的图像时的ImageJ的阈值选择工具的设定画面。
[0036]图13是表示气体传感器用粉末所具备的造粒粒子的通过SEM
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EDX分析所得到的用atom％表示的Y元素的定量映像图像的一个例子的图示。
[0037]图14是表示将映照在图13的Y元素的定量映像图像中的造粒粒子的外周用线围住的状态的图示。
[0038]图15是关于图14所含的多个造粒粒子中的中央的造粒粒子，将凝聚粒径低于1μm的凝聚粒子涂成黑色并进行了填补修正的Y元素的定量映像图像。
[0039]图16是用于对凝聚粒子的凝聚粒径进行说明的图示。
[0040]图17是用于对图15的Y元素的定量映像图像的基于ImageJ的图像处理进行说明的图示，(a)是将图15中的Y/(Zr+Y)atom％为20atom％以上的白色区域以红色提取时的图像，(b)是表示得到(a)的图像时的ImageJ的阈值选择工具的设定画面。
[0041]图1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种气体传感器(1)，是具有由含氧化钇的氧化锆构成的固体电解质(21)的气体传感器(1)，其中，所述固体电解质中，所述固体电解质的截面全体中的相对于ZrO2及Y2O3的合计的Y2O3的mol％为3.5mol％以上且6.9mol％以下，所述固体电解质的截面中，当将相对于ZrO2及Y2O3的合计的Y2O3的mol％为3.3mol％以下的区域(211)的相对于截面全体的面积比率设定为A％、将相对于ZrO2及Y2O3的合计的Y2O3的mol％为7mol％以上的区域(212)的相对于截面全体的面积比率设定为B％时，所述A及所述B的合计即合计面积比率(A+B)为10％以上。2.根据权利要求1所述的气体传感器，其中，所述合计面积比率为20％以上且98...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛利友隆，
申请(专利权)人：株式会社电装，
类型：发明
国别省市：