專利名稱：汽車尾氣氧化鋯氧探頭的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及氧傳感器，是一種汽車尾氣氧化鋯氧探頭的制造方法。
背景技術(shù)：
為了實(shí)現(xiàn)降低能耗、減少污染，汽車采用由氧傳感器和三元催化劑組 成的閉環(huán)系統(tǒng)極大地減少了發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的有害排放、有效地降低了能源消 耗。汽車用氧傳感器主要是濃差電池型氧化鋯氧傳感器，其中氧化鋯氧探 頭是濃差電池型氧化鋯氧傳感器關(guān)鍵元件。目前，氧化鋯氧探頭通常是通
過注射成型技術(shù)制造(王斌等，傳感器技術(shù)，23 (10) 2004: pl4.;陳賢 伍等,江蘇陶瓷，39 (5) 2006: p7);該工藝一般釆用聚烯烴(聚乙烯、聚 丙烯等)粘結(jié)劑與氧化鋯粉體混合，在一定溫度下混煉成均勻的注射成型 料，然后在大于70Mpa注射壓力下在注射成型機(jī)中成型(吳音等，稀有金 屬材料與工程，34 (9) 2005: pl477.;曹賀坤等，中國(guó)材料科技與設(shè)備， (2) 2007: plO.;亞青等，材料導(dǎo)報(bào)，21 (1) 2007: p63.)。雖然注射成 型技術(shù)制作的工件成型尺寸精確，但脫脂很困難，容易產(chǎn)生缺陷，降低整 個(gè)工藝的成品率，同時(shí)制造成本高、工藝設(shè)備投資大。
本發(fā)明采用一種熱壓注成型技術(shù)制造氧化鋯氧探頭，生產(chǎn)成本低，成 品率高，大幅度減少了工藝設(shè)備投資。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，公開一種汽車尾氣氧化鋯氧探 頭的制造方法，采用熱壓注成型技術(shù)來制造氧化鋯氧探頭，以降低氧化鋯 氧探頭制造成本、降低工藝設(shè)備投資。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)解決方案是
一種汽車尾氣氧化鋯氧探頭的制造方法，是由石蠟為粘結(jié)劑的熱壓注 成型技術(shù)，其步驟如下
A) 將氧化鋯粉與石蠟、表面活性劑在100。C一160。C溫度下，真空攪拌 混合制得均勻的氧化鋯蠟漿；
B) 將步驟A制得氧化鋯蠟漿冷卻至室溫制成蠟餅；
C) 將步驟B制備的蠟餅熔化成漿料，在溫度60。C 一100。C、壓力3atm 一6atm作用下將其注滿金屬模具，冷卻至室溫脫模制得氧化鋯氧探頭的生 坯；
D) 將步驟C制得的生坯埋在吸附劑中在900。C一1100。C下排除坯體中 的石蠟，制得素坯；
E) 將步驟D得到的素坯涂敷電極和保護(hù)層；
F) 將步驟E制備的涂敷電極和保護(hù)層素坯在1400。C一1500。C、保溫時(shí) 間2h—4h下燒制成氧化鋯氧探頭陶瓷元件。
所述的方法，其中，步驟A中氧化鋯粉體是氧化釔穩(wěn)定的氧化鋯，其 中氧化釔組成的重量百分比含量為7%—14%，粉體粒徑在0.03—lpm。 所述的方法，其中，步驟A中石蠟用量為氧化鋯粉體重量的8%—16%。所述的方法，其中，步驟A中表面活性劑為油酸、硬脂酸或蜂蠟，其 加入量為氧化鋯粉體重量的0.4%—1%。
所述的方法，其中，步驟D中吸附劑為煅燒氧化鋁粉或高嶺土粉。 所述的方法，其中，步驟E中涂敷電極為鉑電極，保護(hù)層為尖晶石層。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明利用石蠟作為粘結(jié)劑與表面活性劑和氧化鋯 粉在真空攪拌下均勻混合制得用于熱壓注成型的坯料，有效減少了成型坯 體中的氣孔，提高了坯體結(jié)構(gòu)的均勻程度；與注射成型技術(shù)相比，成型壓 力小，坯體排除石蠟粘結(jié)劑較容易；并且在坯體排除蠟時(shí)，采用坯體埋在
吸附劑中，吸附劑一方面支持著坯體以防止排蠟時(shí)變形，同時(shí)吸附劑吸附 石蠟使石蠟在吸附劑作用下分解達(dá)到坯體排除石蠟的目的。
本發(fā)明方法的制造工藝具有過程簡(jiǎn)單、工藝設(shè)備投資小、易于規(guī)模化 生產(chǎn)，生產(chǎn)成本低、產(chǎn)品成品率高的優(yōu)點(diǎn)。


圖1是本發(fā)明汽車尾氣氧化鋯氧探頭制造的工藝流程圖。
圖2是本發(fā)明氧化鋯氧探頭的結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式
參見圖1，是本發(fā)明汽車尾氣氧化鋯氧探頭制造的工藝流程圖。 本發(fā)明汽車尾氣氧化鋯氧探頭的制造方法，包括如下工序 工序一S1:均勻的氧化鋯蠟漿的制備。
將氧化鋯粉與石蠟、表面活性劑在1(xrc—i60。c溫度下，在真空加熱
攪拌釜中真空攪拌混合制得均勻的氧化鋯蠟漿。工序二S2:氧化鋯蠟餅制備。
將工序一 Sl制得的氧化鋯蠟漿澆注后冷卻至室溫制成蠟餅。 工序三S3:氧化鋯坯體成型。
將工序二 S2制備的蠟餅在熱壓注機(jī)中熔化成漿料，在溫度60°C — 100°C、壓力3atm—6atm作用下將其注滿金屬模具后，冷卻至室溫脫模制
得氧化鋯氧探頭的生坯。 工序四S4:排蠟素?zé)?br> 將工序三S3制得的生坯置于第一煅燒爐內(nèi)，埋在吸附劑中，在900°C 一1100。C下排除坯體中的蠟，制得素坯。 工序五S5:涂敷電極和保護(hù)層。 將工序四S4得到的素坯涂敷電極和保護(hù)層。 工序六S6:燒成。
將工序五S5制備的涂敷電極和保護(hù)層素坯在140(TC—1500。C、保溫時(shí) 間2h—4h下在第二煅燒爐6中燒制成氧化鋯氧探頭陶瓷元件。
其中，氧化鋯粉體是氧化釔穩(wěn)定的氧化鋯，其中氧化釔組成的重量百分 比含量為7%—14%,粉體粒徑在0. 03—1 tx m。
其中，石蠟用量為氧化鋯粉體重量的8%—16%。
其中，表面活性劑為油酸、硬脂酸或蜂蠟，其加入量為氧化鋯粉體重量 的0. 4%—1%。
其中，吸附劑為煅燒氧化鋁粉或高嶺土粉。 其中，涂敷電極為鉑電極，保護(hù)層為尖晶石層以下結(jié)合附圖舉實(shí)施例作詳細(xì)說明。 實(shí)施例1
請(qǐng)參閱圖1，將240克石蠟(其熔融溫度57°0放入真空加熱攪拌釜 中在14(TC攪拌熔融后，加入12克油酸攪拌混合，然后加入2000克氧化 釔穩(wěn)定的氧化鋯粉(其中氧化釔組成的重量百分含量為10.5%，粉體平均 粒徑為0.04um)，在溫度140。C、真空度250mmHg汞柱下攪拌6小時(shí)制得 氧化鋯蠟漿。將制得的蠟漿倒入搪瓷盤中室溫冷卻得到蠟餅。把制得的蠟 餅粉碎加入熱壓注機(jī)的盛料桶中在75°C下熔化混合均勻后，熱壓注機(jī)在 5atm壓力下把漿料注滿鋼模具，保壓約60秒后脫模得到氧化鋯氧探頭生 坯。將得到的氧化鋯探頭生坯埋入高嶺土吸附劑后放入第一煅燒爐中，慢 速升溫(升溫速率小于O. 5°C/min)升至1000°C、保溫lh后，自然冷卻得 到氧化鋯氧探頭素坯。將清理干凈的氧化鋯氧探頭素坯的內(nèi)外表面涂敷鉑 漿，室溫干燥后再將鎂鋁尖晶石料漿涂敷氧化鋯氧探頭素坯外表面，室溫 干燥，然后放入第二煅燒爐中，在1450。C、保溫2. 5h燒成制得汽車尾氣 氧化鋯氧探頭，其結(jié)構(gòu)如圖2所示，其中，氧化釔穩(wěn)定的氧化鋯陶瓷l; 空氣參比鉑電極2;檢測(cè)氣體鉑電極3;尖晶石電極保護(hù)層4。因其結(jié)構(gòu)為 已有技術(shù)，在此不再贅述。
權(quán)利要求
1.一種汽車尾氣氧化鋯氧探頭的制造方法，其特征在于，包括如下步驟A)將氧化鋯粉與石蠟、表面活性劑在100℃-160℃溫度下，真空攪拌混合制得均勻的氧化鋯蠟漿；B)將步驟A制得的氧化鋯蠟漿冷卻至室溫制成蠟餅；C)將步驟B制備的蠟餅熔化成漿料，在溫度60℃-100℃、壓力3atm——6atm作用下將其注滿金屬模具，冷卻至室溫脫模制得氧化鋯氧探頭的生坯；D)將步驟C制得的生坯埋在吸附劑中在900℃-1100℃下排除坯體中的石蠟，制得素坯；E)將步驟D得到的素坯涂敷電極和保護(hù)層；F)將步驟E制備的涂敷電極和保護(hù)層的素坯在1400℃-1500℃、保溫時(shí)間2h-4h下燒制成氧化鋯氧探頭陶瓷元件。
2. 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，在步驟A中，氧化鋯粉體 是氧化釔穩(wěn)定的氧化鋯，其中氧化釔組成的重量百分比含量為7%—14%， 粉體粒徑在0.03—lfxm。
3. 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，在步驟A中，石蠟用量為 氧化鋯粉體重量的8%—16%。
4. 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，在步驟A中，表面活性劑 為油酸、硬脂酸或蜂蠟其中之一，其加入量為氧化鋯粉體重量的0.4%—1%。
5. 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，在步驟D中，吸附劑為煅 燒氧化鋁粉或高嶺土粉。
6. 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，在步驟E中，涂敷電極為 鉑電極，保護(hù)層為尖晶石層。
全文摘要
本發(fā)明為一種汽車尾氣氧化鋯氧探頭的制造方法，其步驟包括如下A)將氧化鋯粉與石蠟、表面活性劑在一定溫度下混合制得氧化鋯蠟漿，B)將步驟A制得的氧化鋯蠟漿冷卻制成蠟餅；C)將步驟B制備的蠟餅熔化成漿料，在壓力作用下將其注滿金屬模具，冷卻脫模制得氧化鋯氧探頭的陶瓷生坯；D)將步驟C制得的生坯埋在吸附劑中在一定溫度下排除坯體中的蠟制得素坯；E)將步驟D得到的素坯涂敷電極和保護(hù)層；F)將步驟E制備的涂敷電極和保護(hù)層的素坯在一定溫度和時(shí)間下燒制成氧化鋯氧探頭元件。該工藝生產(chǎn)成本低，成品率高，且大幅度減少了工藝設(shè)備投資。
文檔編號(hào)G01N27/407GK101514973SQ200810057878
公開日2009年8月26日 申請(qǐng)日期2008年2月20日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月20日
發(fā)明者盧旭晨 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院過程工程研究所