NOx傳感器用的絕緣層漿料及其用于制備NOx傳感器絕緣層的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種NOx傳感器用的絕緣層漿料，其特征在于，包括以下組分：α-Al2O350～70wt％；有機(jī)溶劑20～40wt％；有機(jī)粘結(jié)劑1～5wt％；分散劑2～7wt％；以及觸變劑0～6wt％。本發(fā)明具有良好的流變性、適合絲網(wǎng)印刷工藝使用、燒結(jié)后制備的絕緣層絕緣性能良好、與基體共燒后結(jié)合良好以及具有較高的抗熱沖擊性能、能延長傳感器使用壽命的。本發(fā)明還提供了一種使用上述絕緣層漿料制備NOx傳感器絕緣層的方法，過程簡單易行，有利于工業(yè)化生產(chǎn)，適于大規(guī)模推廣應(yīng)用。
【專利說明】NOx傳感器用的絕緣層漿料及其用于制備NOx傳感器絕緣層的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及機(jī)動車尾氣檢測傳感器【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及機(jī)動車尾氣檢測傳感器材料，具體涉及一種NOx傳感器的絕緣層漿料及絕緣層的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]汽車尾氣排放污染問題日益嚴(yán)重，世界各國制定了越來越嚴(yán)格的汽車尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)。針對尾氣中NOx氣體的排放，人們發(fā)展了智能NOx傳感器。智能NOx傳感器是一種采用定制微電子控制器的陶瓷傳感器，通過與汽車控制總線進(jìn)行實(shí)時(shí)雙向通信，以支持對廢氣再循環(huán)、空氣/燃料混合比和針對選擇性催化還原(SCR)系統(tǒng)等關(guān)鍵發(fā)動機(jī)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，以減少NOx排放。在以汽油為燃料的汽車中，該傳感器與稀薄燃燒技術(shù)結(jié)合使用，以控制NOx儲存催化劑的再生循環(huán)。在以柴油為燃料的轎車和輕型卡車中，該傳感器與SCR和NOx儲存催化劑(NSC)等廢氣后處理系統(tǒng)結(jié)合使用。在重型卡車中，該傳感器同樣用于SCR后處理系統(tǒng)。
[0003]NOx傳感器主要是多層片式結(jié)構(gòu)，目前普遍采用的制備方法是將對氣體敏感的檢測單元與加熱單元疊壓在一起后共燒而成，為了避免傳感器工作時(shí)加熱單元產(chǎn)生的漏竄電流對檢測單元的輸出信號造成干擾，在加熱單元和檢測單元之間設(shè)置了電絕緣層以隔絕電流。
[0004]通常采用氧化鋁作為絕緣層的主要材料，它具有高熱導(dǎo)率、高電阻率、介電損耗低和機(jī)械強(qiáng)度高等特點(diǎn)。然而一般的高鋁瓷燒結(jié)溫度較高(1600?1630°C )，且與共燒的固體電解質(zhì)材料燒結(jié)收縮匹配性差，一般通過添加助燒劑和固溶體添加劑等降低燒結(jié)溫度、調(diào)節(jié)燒結(jié)收縮率。中國專利(CN102786294A)披露通過添加Y203、MgO、Ca0-Al203_Si02、MgO-Al2O3-SiO2等降低燒結(jié)溫度、調(diào)節(jié)燒結(jié)收縮率。但這樣會使整個(gè)絕緣材料的電導(dǎo)率升高，導(dǎo)致絕緣性能下降，同時(shí)在長期使用過程中，添加劑不斷向固體電解質(zhì)層擴(kuò)散，導(dǎo)致電解質(zhì)層離子電導(dǎo)下降，縮短傳感器的使用壽命。中國專利(CN102005254A)披露通過將兩種或兩種以上顆粒大小不同的α相氧化鋁采用物理混合的方法，降低燒結(jié)溫度、調(diào)節(jié)收縮率。但這樣會因?yàn)榛旌喜痪鶆蚨鴮?dǎo)致絕緣層燒結(jié)密度不均、存在缺陷，長期使用時(shí)導(dǎo)致機(jī)械性能下降，縮短傳感器的使用壽命。
[0005]所以研發(fā)一種燒結(jié)后制備的絕緣層絕緣性能良好，與基體共燒后結(jié)合良好，密度均勻，具有較高的抗熱沖擊性能的，能提高傳感器使用壽命的傳感器用的絕緣層漿料是十分必須的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的一個(gè)目的是針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種該絕緣層漿料，由純相a -Al2O3和多種有機(jī)添加劑組成、具有良好的流變性、適合絲網(wǎng)印刷工藝使用、燒結(jié)后制備的絕緣層絕緣性能良好、與基體共燒后結(jié)合良好以及具有較高的抗熱沖擊性能、能延長傳感器使用壽命的NOx傳感器用的絕緣層漿料。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種用于NOx傳感器的絕緣層漿料，其為純相的a -Al2O3，質(zhì)量百分比為50?70wt%，較佳地，顆粒大小在I?5 μ m。
[0008]本發(fā)明的用于NOx傳感器的電絕緣漿料中的有機(jī)添加劑，由如下質(zhì)量百分比含量的組分組成:20?40wt%有機(jī)溶劑、I?5wt%有機(jī)粘結(jié)劑、2?7wt%*散劑和O?6wt%觸變劑。
[0009]較佳地，所述的有機(jī)溶劑為松油醇。
[0010]較佳地，所述的有機(jī)粘結(jié)劑為乙基纖維素。
[0011]較佳地，所述的有機(jī)分散劑三乙醇胺。
[0012]較佳地，所述的有機(jī)觸變劑為蓖麻油。
[0013]本發(fā)明的有益效果具體在于:與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供了一種滿足NOx傳感器使用要求的絕緣層漿料，該漿料使用的是純相a -Al2O3，選擇的該粉體燒結(jié)活性高，燒結(jié)溫度低于一般的高鋁瓷，能夠與NOx傳感器的固體電解質(zhì)基體共同燒結(jié)；粒徑大小合適，與NOx傳感器的固體電解質(zhì)基體燒結(jié)收縮率匹配，附著性良好。因?yàn)槭褂玫氖羌兿郠-Al2O3,沒有添加其它成分的助燒劑或固溶體添加劑，充分保證了絕緣層所具有的性能，如高電阻、高介電常數(shù)和低介電損耗，延長了傳感器的使用壽命。本發(fā)明提供的絕緣漿料流變性良好，適合通過絲網(wǎng)印刷工藝在NOx傳感器基片表面制備絕緣層，尤其在陶瓷坯體上制備絕緣層時(shí)，印刷效果良好。燒結(jié)后制備的絕緣層絕緣性能和導(dǎo)熱性能良好、抗沖擊能力強(qiáng)、機(jī)械性能高，能延長NOx傳感器的使用壽命。
[0014]本發(fā)明另一個(gè)目的是提供一種使用上述絕緣層漿料制備NOx傳感器絕緣層的方法，包括如下步驟:
[0015]步驟一:按照本發(fā)明上述的絕緣層漿料組分含量絕緣層漿料組分含量配料，經(jīng)球磨制備成漿料備用；
[0016]步驟二:將步驟I中制備的漿料按一定圖案絲網(wǎng)印刷在NOx傳感器固體電解質(zhì)表面，與傳感器進(jìn)行共燒結(jié)，最后隨爐冷卻至常溫，得到NOx傳感器的絕緣層。
[0017]本發(fā)明使用上述絕緣層漿料制備NOx傳感器絕緣層的方法，過程簡單易行，有利于工業(yè)化生產(chǎn)，適于大規(guī)模推廣應(yīng)用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明實(shí)施例1中不同剪切速率下漿料粘度-分散劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)曲線圖。
[0019]圖2是本發(fā)明實(shí)施例1中不同觸變劑含量漿料的粘度-剪切速率曲線圖。以及
[0020]圖3是本發(fā)明實(shí)施例2中NOx傳感器分層結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]為了能夠更清楚地理解本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容，特舉以下實(shí)施例詳細(xì)說明。
[0022]實(shí)施例1
[0023]本發(fā)明的電絕緣漿料的制備及其流變性測試
[0024]先將溶劑松油醇和粘結(jié)劑乙基纖維素按一定質(zhì)量比混合，經(jīng)玻璃棒攪拌后靜置24h，待其混合均勻成透明狀后使用。然后將混合均勻的松油醇和乙基纖維素、三乙醇胺、蓖麻油、a -Al2O3粉按照表1和表2中配比加入到小球磨罐中，使用直徑為5mm的氧化鋯磨球，球料質(zhì)量比為2:1,經(jīng)高速擺振磨上球磨2小時(shí)后制得絕緣楽:料。
[0025]表1:絕緣楽:料中各成分添加量
[0026]
【權(quán)利要求】
1.一種NOx傳感器用的絕緣層漿料，其特征在于，包括以下組分: α -Α120350 ~70wt% ； 有機(jī)溶劑20~40wt% ； 有機(jī)粘結(jié)劑I~5wt% ; 分散劑2~7wt% ;以及 觸變劑O~6wt %。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的NOx傳感器的絕緣層漿料，其特征是:所述的C1-Al2O3粒徑為I~5 μ m。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的NOx傳感器的絕緣層漿料，其特征是:所述的有機(jī)溶劑為松油醇。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的NOx傳感器的絕緣層漿料，其特征是:所述的有機(jī)粘結(jié)劑為乙基纖維素。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的NOx傳感器的絕緣層漿料，其特征是:所述的分散劑為三乙醇胺。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的NOx傳感器的絕緣層漿料，其特征是:所述的觸變劑為蓖麻油。
7.一種使用權(quán)利要求1~6任意一種所述的絕緣層漿料制備NOx傳感器絕緣層的方法包括如下步驟: 步驟1:按照所述的絕緣層漿料組分含量配料，經(jīng)球磨制備成漿料； 步驟2:將所述漿料按一定圖案絲網(wǎng)印刷在NOx傳感器固體電解質(zhì)表面，與NOx傳感器進(jìn)行共燒結(jié)，最后隨爐冷卻至常溫，得到NOx傳感器的絕緣層。
【文檔編號】H01B3/20GK104021843SQ201410301251
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年6月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月27日
【發(fā)明者】王崢, 王紅勤, 王廣平, 韓慶, 陳曉青 申請人:東風(fēng)電子科技股份有限公司