DE102008041707A1

DE102008041707A1 - Elektrode für einen resistiven Partikelsensor

Info

Publication number: DE102008041707A1
Application number: DE200810041707
Authority: DE
Inventors: Detlef Heimann; Harald Koehnlein; Petra Kuschel
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2008-08-29
Filing date: 2008-08-29
Publication date: 2010-03-04

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Elektrode 3, 4 für einen resistiven Partikelsensor, umfassend Platin und ein Glas mit einer Erweichungstemperatur von >= 1000°C, wobei das Platin und das Glas homogen verteilt in der Elektrode 3, 4 vorliegen; eine Zusammensetzung zur Herstellung einer derartigen Elektrode 3, 4; einen Partikelsensor, umfassend ein Elektrodensystem 2 mit mindestens zwei derartigen Elektroden 3, 4; sowie ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Partikelsensors.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Elektrode für einen resistiven Partikelsensor, eine Zusammensetzung zur Herstellung einer derartigen Elektrode, einen resistiven Partikelsensor, umfassend ein Elektrodensystem mit mindestens zwei derartigen Elektroden sowie ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Partikelsensors.
Stand der Technik
In naher Zukunft muss der Partikelausstoß, insbesondere von Fahrzeugen während des Fahrbetriebes, nach dem Durchlaufen eines Motors beziehungsweise Dieselpartikelfilters (DPF) per gesetzlicher Vorschrift überwacht werden (On Board Diagnosis, OBD). Darüber hinaus ist eine Beladungsprognose von Dieselpartikelfiltern zur Regenerationskontrolle notwendig, um eine hohe Systemsicherheit bei wenigen effizienten, kraftstoffsparenden Regenerationszyklen zu gewährleisten und kostengünstige Filtermaterialien einsetzen zu können.
Eine Möglichkeit hierzu bieten resistive Partikelsensoren. Resistive Partikelsensoren weisen ein Elektrodensystem mit mindestens zwei, dem Abgas frei ausgesetzten Elektroden auf, an beziehungsweise zwischen denen sich die zu detektierenden Partikel, insbesondere Rußpartikel, unter dem Einfluss eines angelegten elektrischen Feldes ablagern und zu einer Widerstands- und/oder Impedanzänderung führen.
Um die Haftung auf einem Substrat zu verbessern und den Platingehalt und damit die Kosten zu senken, werden derartige Elektroden meist aus einer Platin-Keramik-Mischung, beispielsweise umfassend Aluminiumoxid, Zirkoniumoxid, Yttriumoxid, Ceroxid, insbesondere α-Aluminiumoxid, hergestellt.
Derartige Elektroden weisen jedoch eine sehr poröse Struktur und damit eine besonders große, für das Abgas zugängliche Oberfläche auf. Dies hat zur Folge, dass ab einem Temperaturbereich von etwa 800°C Platin verstärkt zu Platindioxid (PtO₂) oxidiert und abgetragen wird, was eine allmähliche Verschlechterung der Sensorcharakteristik zur Folge hat.
Offenbarung der Erfindung
Vorteile der Erfindung
Eine erfindungsgemäße Elektrode, umfassend Platin und ein Glas mit einer Erweichungstemperatur von ≥ 1000°C, insbesondere ≥ 1100°C, in der das Platin und das Glas homogen verteilt vorliegen, hat den Vorteil, dass Poren und Zwischenräume und damit die innere Oberfläche der Elektrode drastisch reduziert sind, wodurch der oxidative Angriff auf das Platin deutlich verringert wird. Auf diese Weise kann die „Lebensdauer”, das heißt der Zeitraum bis es zu einer funktionsbeeinträchtigenden Veränderung der Elektrode kommt, verlängert werden. Darüber hinaus ist eine erfindungsgemäße Elektrode besonders temperaturstabil und kann daher vorteilhafterweise bei höheren Temperaturen als herkömmliche Elektroden eingesetzt werden.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann die erfindungsgemäße Elektrode aus einer später erläuterten, erfindungsgemäßen Zusammensetzung, beispielsweise durch ein ebenfalls später erläutertes erfindungsgemäßes Verfahren, ausgebildet sein.
Im Rahmen einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die erfindungsgemäße Elektrode eine Interdigitalelektrode. Dabei wird unter einer Interdigitalelektrode eine kammartig ausgebildete Elektrode verstanden. Ein Elektrodensystem aus mindestens zwei ineinandergreifenden Interdigitalelektroden, ein so genanntes Interdigitalelektrodensystem, hat sich für resistive Partikelsensoren als besonders vorteilhaft herausgestellt, da hierdurch die Empfindlichkeit des Partikelsensors deutlich erhöht wird.
Im Rahmen einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist das Glas einen Erweichungspunkt von ≥ 1000°C bis ≤ 1500°C, insbesondere von ≥ 1100°C bis ≤ 1400°C, auf. Gläser mit einem Erweichungspunkt in diesem Bereich haben sich als besonders vorteilhaft erwiesen, da diese einerseits der Elektrode eine hohe Temperaturbeständigkeit verleihen und andererseits eine gute Prozessierbarkeit aufweisen.
Im Rahmen einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung basiert das Glas auf einem SiO₂-B₂O₃-Stoffsystem, beispielsweise auf einem SiO₂-B₂O₃-Al₂O₃-Stoffsystem, insbesondere auf einem SiO₂-B₂O₃-Al₂O₃-CaO-Stoffsystem. Beispielsweise kann das Glas ein Borosilikatglas sein. Gläser auf der Basis dieser Stoffsysteme haben sich im Rahmen der vorliegenden Erfindung als besonders geeignet zur Steigerung der Temperaturbeständigkeit bei gleichzeitig guter Prozessierbarkeit erwiesen.
Vorzugsweise umfasst das Glas weiterhin mindestens ein Oxid, ausgewählt aus der Gruppe umfassend Magnesiumoxid, Strontiumoxid, Bariumoxid, Zinkoxid und/oder Zirkoniumoxid.
Im Rahmen einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung basiert das Glas auf einem SiO₂-B₂O₃-Al₂O₃-CaO-Stoffsystem, SiO₂-B₂O₃-Al₂O₃-CaO-ZnO-MgO-ZrO₂-Stoffsystem, oder SiO₂-B₂O₃-Al₂O₃-CaO-BaO-Stoffsystem.
Vorzugsweise beträgt der Glasanteil der Elektrode ≥ 1 Massenprozent bis ≤ 20 Massenprozent, insbesondere ≥ 1 Massenprozent bis ≤ 10 Massenprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht der Elektrode. Ein derartiger Glasanteil hat den Vorteil, dass eine Oxidation des Platins wirksam reduziert wird, wobei gleichzeitig eine ausreichende elektrische Leitfähigkeit über die Platin-Partikel-Pfade gewährleistet ist.
Im Rahmen einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die Elektrode Aluminiumoxid, insbesondere α-Aluminiumoxid. Das Aluminiumoxid, insbesondere α-Aluminiumoxid, kann dabei homogen verteilt in der Elektrode vorliegen. Auf diese Weise können die Haftungseigenschaften der Elektrode verbessert werden.
Um die Oxidationsstabilität, Haftung und Prozessierbarkeit zu optimieren, können 0,01% bis 10% des Glasanteils der Elektrode durch Aluminiumoxid, insbesondere α-Aluminiumoxid, ersetzt werden. Vorzugsweise beträgt die Summe des Glas- und des Aluminiumoxidanteils, insbesondere des Glas- und des α-Aluminiumoxidanteils, der Elektroden dabei ≥ 1 Massenprozent bis ≤ 20 Massenprozent, insbesondere ≥ 1 Massenprozent bis ≤ 10 Massenprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht der Elektroden.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung betrifft eine Zusammensetzung zur Herstellung einer Elektrode, einer elektrischen Leitung und/oder eines elektrischen Kontakts für einen resistiven Partikelsensor, umfassend Platinpulver, und ein Glaspulver mit einer Erweichungstemperatur von ≥ 1000°C, insbesondere ≥ 1100°C, wobei das Platinpulver und das Glaspulver homogen verteilt in der Zusammensetzung vorliegen.
Im Rahmen einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Zusammensetzung eine Siebdruckpaste. Dies hat den Vorteil, dass die Elektrode, die elektrische Leitung beziehungsweise der elektrische Kontakt auf einfache Weise durch ein Siebdruckverfahren hergestellt werden kann.
Hinsichtlich der Vorteile der im Folgenden genannten Ausführungsformen wird auf die Erläuterungen im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Elektrode verwiesen.
Im Rahmen einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist das Glaspulver einen Erweichungspunkt von ≥ 1000°C bis ≤ 1500°C, insbesondere von ≥ 1100°C bis ≤ 1400°C, auf.
Im Rahmen einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung basiert das Glaspulver auf einem SiO₂-B₂O₃-Stoffsystem, beispielsweise auf einem SiO₂-B₂O₃-Al₂O₃-Stoffsystem, insbesondere auf einem SiO₂-B₂O₃-Al₂O₃-CaO-Stoffsystem. Beispielsweise kann das Glaspulver ein Borosilikatglas sein. Vorzugsweise umfasst das Glaspulver weiterhin mindestens ein Oxid, ausgewählt aus der Gruppe umfassend Magnesiumoxid, Strontiumoxid, Bariumoxid, Zinkoxid und/oder Zirkoniumoxid.
Im Rahmen einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung basiert das Glaspulver auf einem SiO₂-B₂O₃-Al₂O₃-CaO-Stoffsystem, SiO₂-B₂O₃-Al₂O₃-CaO-ZnO-MgO-ZrO₂-Stoffsystem, oder SiO₂-B₂O₃-Al₂O₃-CaO-BaO-Stoffsystem.
Vorzugsweise beträgt der Glaspulveranteil der Zusammensetzung ≥ 1 Massenprozent bis ≤ 20 Massenprozent, insbesondere ≥ 1 Massenprozent bis ≤ 10 Massenprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht der Feststoffe in der Zusammensetzung.
Im Rahmen einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die Zusammensetzung weiterhin Aluminiumoxid, insbesondere α-Aluminiumoxid. Das Aluminiumoxid, insbesondere α-Aluminiumoxid, kann dabei ebenfalls homogen verteilt in der Zusammensetzung vorliegen. Um die Oxidationsstabilität, Haftung und Prozessierbarkeit zu optimieren, können 0,01% bis 10% des Glaspulveranteils der Zusammensetzung durch Aluminiumoxid, insbesondere α-Aluminiumoxid, ersetzt werden. Vorzugsweise beträgt die Summe des Glaspulver- und des Aluminiumoxidanteils, insbesondere des Glaspulver- und des α-Aluminiumoxidanteils, der Zusammensetzung dabei ≥ 1 Massenprozent bis ≤ 20 Massenprozent, insbesondere ≥ 1 Massenprozent bis ≤ 10 Massenprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht der Feststoffe in der Zusammensetzung.
Weitere Gegenstände der vorliegenden Erfindung betreffen eine elektrische Leitung ausgebildet aus einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung und einen elektrischen Kontakt ausgebildet aus einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung betrifft einen, insbesondere resistiven, Partikelsensor, umfassend ein Elektrodensystem mit mindestens zwei erfindungsgemäßen Elektroden oder ein Elektrodensystem mit mindestens zwei Elektroden ausgebildet aus einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung.
Unter einem Partikel wird dabei im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Feststoff, insbesondere ein elektrisch leitender oder leitfähiger Feststoff, beispielsweise ein Rußpartikel, verstanden. Insbesondere kann des sich bei dem erfindungsgemäßen Partikelsensor um einen Rußpartikelsensor handeln.
Beispielweise ist das Elektrodensystem dabei ein Interdigitalelektrodensystem mit mindestens zwei erfindungsgemäßen Interdigitalelektroden.
Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst der Partikelsensor weiterhin mindestens zwei Zuleitungen zur elektrischen Kontaktierung der Elektroden, und/oder mindestens zwei Kontakte zur elektrischen Kontaktierung der Elektroden, insbesondere über die Zuleitung. Die Zuleitungen und/oder Kontakte können beispielsweise Platin und/oder Aluminiumoxid umfassen. Dies hat sich als vorteilhaft erwiesen insofern die Zuleitungen und/oder Kontakte nicht oder nur geringfügig dem Abgas ausgesetzt sind, beispielsweise indem sie unter einer Abdeckschicht angeordnet sind. Die Zuleitungen und/oder Kontakte können jedoch erfindungsgemäß Platin und ein Glas mit einer Erweichungstemperatur von ≥ 1000°C, insbesondere ≥ 1100°C, umfassen. Dies hat sich insbesondere in den Fällen als vorteilhaft erwiesen, in denen die Zuleitungen und/oder Kontakte dem Abgas und damit der Korrosion ausgesetzt sind. Das Platin und das Glas können dabei homogen verteilt in den Zuleitungen und/oder den Kontakten vorliegen, oder die Zuleitungen und/oder Kontakte können aus einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung ausgebildet sein. Der Glasanteil der Zuleitungen und/oder Kontakte kann ≥ 0 Massenprozent bis ≤ 20 Massenprozent, insbesondere ≥ 0 Massenprozent bis ≤ 10 Massenprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zuleitungen beziehungsweise der Kontakte, betragen. Die Zuleitungen und/oder Kontakte können Aluminiumoxid, insbesondere α-Aluminiumoxid, umfassen. Beispielsweise kann die Summe des Glas- und des Aluminiumoxidanteils, insbesondere des Glas- und des α-Aluminiumoxidanteils, der Zuleitungen und/oder Kontakte dabei ≥ 1 Massenprozent bis ≤ 20 Massenprozent, insbesondere ≥ 1 Massenprozent bis ≤ 10 Massenprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zuleitungen beziehungsweise der Kontakte, betragen. Hinsichtlich weiterer Ausgestaltungen dieser Ausführungsform wird hiermit explizit auf die Erläuterungen im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Elektrode verwiesen.
Um die Anlagerung von Partikeln zwischen den beiden Zuleitungen und/oder zwischen den beiden Kontakten der Elektroden des Elektrodensystems zu verhindern, kann der erfindungsgemäße Partikelsensor eine Abdeckschicht aufweisen, welche abgasseitig auf den Zuleitungen und/oder Kontakten angeordnet ist. Die Zuleitungen können von der Abdeckschicht vollständig bedeckt sein. Die Kontakte können ebenfalls zumindest teilweise von der Abdeckschicht bedeckt sein, insofern eine elektrische Beschaltung der Kontakte gewährleistet ist.
Der erfindungsgemäße Partikelsensor kann weiterhin mindestens eine erste Isolationsschicht aufweisen. Das Elektrodensystem, die Zuleitungen zur elektrischen Kontaktierung der Elektroden und die Kontakte zur elektrischen Kontaktierung der Elektroden können dabei auf der ersten Isolationsschicht angeordnet sein.
Der erfindungsgemäße Partikelsensor kann darüber hinaus mindestens eine erste Trägerschicht aufweisen. Die Trägerschicht kann dabei auf der Seite der ersten Isolationsschicht angeordnet sein, welche dem Elektrodensystem, den Zuleitungen des Elektrodensystems und den Kontakten des Elektrodensystems gegenüberliegt.
Zur Regeneration des Elektrodensystems kann der erfindungsgemäße Partikelsensor weiterhin eine Heizvorrichtung aufweisen. Darüber hinaus kann der erfindungsgemäße Sensor eine Temperaturmessvorrichtung aufweisen. Die Heizvorrichtung und/oder die Temperaturmessvorrichtung können dabei mittels Durchkontaktierungen durch eine oder mehrere Isolationsschichten und/oder Trägerschichten kontaktiert sein.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Elektrode und/oder eines erfindungsgemäßen Partikelsensors, umfassend die Verfahrensschritte:

a) Ausbilden der Elektrode/n, beispielsweise des Elektrodensystems, durch Auftragen einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung auf ein Substrat durch eine Siebdrucktechnik,
b) Erhitzen der Zusammensetzung und des Substrats auf eine Temperatur größer oder gleich dem Erweichungspunkt des Glases.

Vorzugsweise wird das Glas derart ausgewählt, dass dessen Erweichungspunkt unterhalb der Temperatur liegt, bei der das Substrat und/oder weitere Komponenten des Partikelsensors gesintert werden. Im Rahmen einer bevorzugten Ausführungsform wird in Verfahrensschritt b) die Zusammensetzung und das Substrats auf eine Temperatur größer oder gleich dem Erweichungspunkt des Glases und kleiner oder gleich der Sintertemperatur des Substrats, beispielsweise kleiner oder gleich der Sintertemperatur des Substrats und gegebenenfalls anderer Sensorkomponenten, erhitzt.
Durch das Erhitzen der Zusammensetzung und des Substrats auf eine Temperatur größer oder gleich dem Erweichungspunkt des Glases schmilzt der Glasanteil der Zusammensetzung auf und dichtet dabei die Poren und Zwischenräume in Elektroden/Zuleitungs/Kontakt-Struktur ab, wodurch der oxidative Angriff auf das Platin deutlich verringert wird.
Im Rahmen einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst der Verfahrensschritt a) auch das Ausbilden der Zuleitungen (5, 6) zur elektrischen Kontaktierung der Elektroden (3, 4), und/oder der Kontakte (7, 8) zur elektrischen Kontaktierung der Elektroden (3, 4) durch Auftragen der Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 8 bis 11 auf ein Substrat (9) durch eine Siebdrucktechnik.
Das Substrat kann dabei eine Isolationsschicht oder ein äußere Isolationsschicht eines Mehrschichtsystems sein.
Ferner betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung zur Herstellung einer Elektrode, einer elektrischen Leitung und/oder eines elektrischen Kontakts, insbesondere für einen resistiven Partikelsensor.
Zeichnungen
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Gegenstandes werden durch die Zeichnung veranschaulicht und in der nachfolgenden Beschreibung erläutert. Dabei ist zu beachten, dass die Figur nur beschreibenden Charakter hat und nicht dazu gedacht ist, die Erfindung in irgendeiner Form einzuschränken.
1 zeigt eine schematische Explosionszeichnung einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Partikelsensors.
1 zeigt, dass diese Ausführungsform eines erfindungsgemäßen, insbesondere resistiven, Partikelsensors 1 ein Interdigitalelektrodensystem 2 mit zwei Interdigitalelektroden 3, 4 umfasst. Erfindungsgemäß umfassen die Interdigitalelektroden 3, 4 Platin und ein Glas mit einer Erweichungstemperatur von ≥ 1000°C, wobei das Platin und das Glas homogen verteilt in den Interdigitalelektroden 3, 4 vorliegt. Vorzugsweise sind die Interdigitalelektroden 3, 4 im Rahmen dieser Ausführungsform aus einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung, beispielsweise durch das erfindungsgemäße Verfahren, ausgebildet.
Darüber hinaus weist der erfindungsgemäße Partikelsensor 1 zwei Zuleitungen 5, 6 zur elektrischen Kontaktierung der Interdigitalelektroden 3, 4 auf, wobei zweckmäßigerweise jeweils eine der Zuleitungen 5, 6 eine der Interdigitalelektroden 3, 4 kontaktiert.
1 zeigt, dass der erfindungsgemäße Partikelsensor 1 weiterhin zwei Kontakte 7, 8 zur elektrischen Kontaktierung der Interdigitalelektroden 3, 4 aufweist, von denen jeweils einer 7, 8 über eine der Zuleitungen 5, 6 mit einer der Interdigitalelektroden 3, 4 verbunden ist. Da die Kontakte 7, 8 des gezeigten Partikelsensors 1 im montierten Zustand nicht dem Abgas ausgesetzt sind, können die Kontakte 7, 8 aus einem herkömmlichen leitenden Material ausgebildet sein. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es jedoch ebenso möglich, dass die Kontakte 7, 8 Platin und ein Glas mit einer Erweichungstemperatur von ≥ 1000°C umfassen, wobei das Platin und das Glas homogen verteilt in den Kontakten 7, 8 vorliegen, oder, dass die Kontakte 7, 8 aus einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung ausgebildet sind.
Um die Anlagerung von Partikeln zwischen den beiden Zuleitungen 5, 6 zu verhindern, weist der dargestellte Partikelsensor 1 eine Abdeckschicht 10 auf, welche abgasseitig auf den Zuleitungen 5, 6 angeordnet ist und die Zuleitungen 5, 6 vollständig bedeckt. Da die Zuleitungen im Rahmen der gezeigten Ausführungsform durch die Abdeckschicht 10 vor dem Abgas geschützt sind, können die Zuleitungen 5, 6 aus einem herkömmlichen leitenden Material ausgebildet sein. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es jedoch ebenso möglich, dass die Zuleitungen 5, 6 Platin und ein Glas mit einer Erweichungstemperatur von ≥ 1000°C umfassen, wobei das Platin und das Glas homogen verteilt in den Zuleitungen 5, 6 vorliegen, oder, dass die Zuleitungen 5, 6 aus einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung ausgebildet sind.
1 zeigt, dass der Partikelsensor 1 weiterhin eine erste Isolationsschicht 9 aufweist, auf der das Interdigitalelektrodensystem 2, die Zuleitungen 5, 6 und die Kontakte 7, 8 angeordnet sind.
Darüber hinaus weist der gezeigte Partikelsensor 1 eine erste Trägerschicht 11 auf, welche auf der Seite der ersten Isolationsschicht 9 angeordnet ist, welche dem Elektrodensystem 2, den Zuleitungen 5, 6 und den Kontakten 7, 8 gegenüberliegt. Als Trägerschichtmaterial eignet sich beispielsweise Yttrium-dotiertes Zirkoniumdioxid oder Aluminiumoxid.
1 zeigt, dass der Partikelsensor 1 ferner eine Heizvorrichtung 14 zur Regeneration des Elektrodensystems 2 aufweist. Durch die Heizvorrichtung 14 kann das Interdigitalelektrodensystem 2 auf eine Temperatur erhitzt werden, bei der angelagerte Partikel desorbieren und/oder verbrennen.
Die Heizvorrichtung 14 ist in der in 1 gezeigten Ausführungsform zwischen der ersten Trägerschicht 11 und einer zweiten Trägerschicht 19 angeordnet, wobei zwischen der Heizvorrichtung 14 und den Trägerschichten 11, 19 jeweils eine weitere Isolationsschicht 12, 13 angeordnet ist. Darüber hinaus ist auch auf der Außenseite der zweiten Trägerschicht 19 eine weitere Isolationsschicht 20 angeordnet. Die somit innen liegende Heizvorrichtung 14 ist dabei über innen liegende Zuleitungen 15, 16, Durchkontaktierungen 17,18 und Außenkontakte 21, 22 beschaltbar.

Claims

Elektrode (3, 4) für einen resistiven Partikelsensor, umfassend – Platin, und – ein Glas mit einer Erweichungstemperatur von ≥ 1000°C, wobei das Platin und das Glas homogen verteilt in der Elektrode (3, 4) vorliegen.
Elektrode (3, 4) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode (3, 4) eine Interdigitalelektrode (3, 4) ist.
Elektrode (3, 4) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Glas auf einem SiO₂-B₂O₃-Stoffsystem basiert.
Elektrode (3, 4) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Glas mindestens ein Oxid, ausgewählt aus der Gruppe umfassend Magnesiumoxid, Strontiumoxid, Bariumoxid, Zinkoxid und/oder Zirkoniumoxid, umfasst.
Elektrode (3, 4) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Glas auf einem – SiO₂-B₂O₃-Al₂O₃-CaO-Stoffsystem, – SiO₂-B₂O₃-Al₂O₃-CaO-ZnO-MgO-ZrO₂-Stoffsystem, oder – SiO₂-B₂O₃-Al₂O₃-CaO-BaO-Stoffsystem basiert.
Elektrode (3, 4) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Glasanteil der Elektroden ≥ 1 Massenprozent bis ≤ 20 Massenprozent, insbesondere ≥ 1 Massenprozent bis ≤ 10 Massenprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht der Elektroden, beträgt.
Elektrode (3, 4) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode (3, 4) weiterhin Aluminiumoxid umfasst.
Zusammensetzung zur Herstellung einer Elektrode (3, 4), einer elektrischen Leitung (5, 6) und/oder eines elektrischen Kontakts (7, 8) für einen resistiven Partikelsensor, umfassend – Platinpulver, und – ein Glaspulver mit einer Erweichungstemperatur von ≥ 1000°C, wobei das Platinpulver und das Glaspulver homogen verteilt in der Zusammensetzung vorliegen.
Zusammensetzung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammensetzung eine Siebdruckpaste ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammensetzung weiterhin Aluminiumoxid umfasst.
Partikelsensor (1), umfassend ein Elektrodensystem (2) mit mindestens zwei Elektroden (3, 4) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 oder ein Elektrodensystem (2) mit mindestens zwei Elektroden (3, 4) ausgebildet aus einer Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 8 bis 10.
Partikelsensor (1) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Partikelsensor (1) – mindestens zwei Zuleitungen (5, 6) zur elektrischen Kontaktierung der Elektroden (3, 4), und/oder – mindestens zwei Kontakte (7, 8) zur elektrischen Kontaktierung der Elektroden (3, 4), umfasst, wobei – die Zuleitungen (5, 6) und/oder Kontakte (7, 8) Platin und ein Glas mit einer Erweichungstemperatur von ≥ 1000°C umfassen, wobei das Platin und das Glas homogen verteilt in den Zuleitungen (5, 6) und/oder in den Kontakten (7, 8) vorliegen, oder – die Zuleitungen (5, 6) und/oder Kontakte (7, 8) aus einer Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 8 bis 11 ausgebildet sind.
Verfahren zur Herstellung einer Elektrode (3, 4) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 und/oder eines Partikelsensors (1) nach Anspruch 11 oder 12, umfassend die Verfahrensschritte: a) Ausbilden der Elektrode/n (3, 4) durch Auftragen einer Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 8 bis 10 auf ein Substrat (9) durch eine Siebdrucktechnik, b) Erhitzen der Zusammensetzung und des Substrats (9) auf eine Temperatur größer oder gleich dem Erweichungspunkt des Glases.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Verfahrensschritt a) auch das Ausbilden der Zuleitungen (5, 6) zur elektrischen Kontaktierung der Elektroden (3, 4), und/oder der Kontakte (7, 8) zur elektrischen Kontaktierung der Elektroden (3, 4) durch Auftragen der Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 8 bis 10 auf ein Substrat (9) durch eine Siebdrucktechnik umfasst.