JP2007108094A - ガスセンサ素子及びガスセンサ並びにそれらの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 ガスセンサ素子2の第1多孔質部115を介して測定室107cとは反対側に、第1多孔質部115よりも拡散抵抗が小さい多孔質状をなすとともに、BET比表面積が1.0m2/g以上である第2多孔質部30を配置する。また、この多孔質部30は、未焼成積層体を焼成した積層体上に未処理第2多孔質部を配置し、焼成よりも低温度で熱処理を行って作成される。
【選択図】 図4
Description
前記第1多孔質部を介して前記測定室とは反対側に配置され、前記第1多孔質部よりも拡散抵抗が小さい多孔質状をなすとともに、BET比表面積が1.0m2/g以上である第2多孔質部を有することを特徴とする。
前記ガスセンサ素子は、請求項1または2に記載のガスセンサ素子であることを特徴とする。
前記ガスセンサ素子は、前記第1多孔質部を介して前記測定室とは反対側に配置され、前記第1多孔質部よりも拡散抵抗が小さい多孔質状をなす第2多孔質部を有し、
焼成後に前記第1セルとなる未焼成第1セルと、焼成後に前記第1多孔質部となる未焼成第1多孔質部と、焼成後に遮蔽体となる未焼成遮蔽体とを積層し、焼成後に積層体となる未焼成積層体を作成する積層工程と、前記未焼成積層体を焼成する焼成工程と、前記焼成工程後に、熱処理後に第2多孔質部となる未処理第2多孔質部を前記積層体上に配置し、前記焼成工程よりも低温度で熱処理を行って、第2多孔質部を形成する熱処理工程と、を有することを特徴とする。
前記ガスセンサ素子は、請求項6に記載のガスセンサ素子を用いて形成されることを特徴とする。
ガスセンサ素子4は、軸線方向に延びる板状形状をなし、測定対象となるガスに向けられる先端側(図中下方)に検出部8が形成され、後端側(図中上方)の外表面のうち表裏面に電極端子部120、121が形成されている。なお、検出部8には、多孔質部30(図1、図4参照)が形成されている。接続端子10は、ガスセンサ素子4と絶縁コンタクト部材66との間に配置されることで、ガスセンサ素子4の電極端子部120、121にそれぞれ電気的に接続される。また、接続端子10は、外部からセンサの内部に配設されるリード線46にも電気的に接続されており、リード線46が接続される外部機器と電極端子部120、121との間に流れる電流の電流経路を形成する。
ガスセンサ素子4は、図2に示すように、検出素子300とヒータ200が積層されており、さらに検出素子300は、酸素濃度検出セル130と酸素ポンプセル140とが積層されている。
なお、焼成前の部位と焼成後の部位とは同符号を用いて説明している。例えば、焼成後に第1固体電解質体105となる未焼成第1固体電解質体105として説明している。
まず、実施例は上記製造方法により作製されたガスセンサ素子4とする。一方、比較例としては、未焼成補強部112、第1未焼成基体101、第2未焼成基体103、未焼成絶縁部114、未焼成電極保護部113、第1固体電解質体105、第2固体電解質体109、未焼成拡散律速部115用のシートをそれぞれ準備する。さらに、水酸アパタイト77質量%、ジルコニア粉末23質量%からなるスラリーを作成し、このスラリーを用い、未焼成多孔質部30のシートを得た。そして、下方から順に第1未焼成基体101、未焼成発熱体102、第2未焼成基体103、第1未焼成電極104、第1未焼成固体電解質体105、第2未焼成電極106、未焼成絶縁層107、第3未焼成電極108、第2未焼成固体電解質体109、第4未焼成電極110、未焼成保護層111等が積層される。なお、積層工程は、未焼成多孔質部30の積層方法以外は、上記方法と略同一であり、未焼成多孔質部30の積層方法を中心に説明する。第1未焼成基体101、未焼成発熱体102、第2未焼成基体103、未焼成電極104、第1未焼成固体電解質体105、第2未焼成電極106が積層された後、第2未焼成電極106上に未焼成絶縁層107を形成した。具体的には、未焼成絶縁部114、未焼成拡散律速部115及び未焼成多孔質部30を形成した。なお、焼成後、ガス検出室107cとなる部位には、カーボンを主体とするペーストを印刷している。その後、第3未焼成電極108、第2未焼成固体電解質体109、第4未焼成電極110、未焼成保護層111を積層した。
例えば、本実施形態では、拡散律速部115と多孔質部30とが当接していたが、これに限られず、離間していてもよい。
115・・・拡散律速部
130・・・酸素濃度検地セル
140・・・酸素ポンプセル
2・・・・・ガスセンサ
200・・・ヒータ
30・・・・多孔質部
300・・・検出素子
4・・・・・ガスセンサ素子
44・・・・外筒
6・・・・・主体金具
Claims (5)
- 長手方向に延びる固体電解質層、及び該固体電解質層の表裏面に対向する電極を有する第1セルと、
該第1セルに積層される第1多孔質部と、
該第1多孔質部を介して前記第1セルと積層される遮蔽体と、
前記第1多孔質部、前記第1セル及び前記遮蔽体で区画され、前記電極の一方が配置された測定室と、
を有する板状のガスセンサ素子であって、
前記第1多孔質部を介して前記測定室とは反対側に配置され、前記第1多孔質部よりも拡散抵抗が小さい多孔質状をなすとともに、BET比表面積が1.0m2/g以上である第2多孔質部を有することを特徴とするガスセンサ素子。 - 請求項1記載のガスセンサ素子において、
前記第2多孔質部は、少なくとも一部が前記第1セルと前記遮蔽体との間に配置されることを特徴とするガスセンサ素子。 - 円筒状の主体金具と、
該主体金具に保持されるガスセンサ素子と、
を有するガスセンサであって、
前記ガスセンサ素子は、請求項1または2に記載のガスセンサ素子であることを特徴とするガスセンサ。 - 長手方向に延びる固体電解質層、及び該固体電解質層の表裏面に対向する電極を有する第1セルと、
該第1セルに積層される第1多孔質部と、
該第1多孔質部を介して前記第1セルと積層される遮蔽体と、
前記第1多孔質部、前記第1セル及び前記遮蔽体で区画され、前記電極の一方が配置された測定室と、
を有する板状のガスセンサ素子の製造方法であって、
前記ガスセンサ素子は、前記第1多孔質部を介して前記測定室とは反対側に配置され、前記第1多孔質部よりも拡散抵抗が小さい多孔質状をなす第2多孔質部を有し、
焼成後に前記第1セルとなる未焼成第1セルと、焼成後に前記第1多孔質部となる未焼成第1多孔質部と、焼成後に遮蔽体となる未焼成遮蔽体とを積層し、焼成後に積層体となる未焼成積層体を作成する積層工程と、
前記未焼成積層体を焼成する焼成工程と、
前記焼成工程後に、熱処理後に第2多孔質部となる未処理第2多孔質部を前記積層体上に配置し、前記焼成工程よりも低温度で熱処理を行って、第2多孔質部を形成する熱処理工程と、
を有することを特徴とするガスセンサ素子の製造方法。 - 円筒状の主体金具と、
該主体金具に保持されるガスセンサ素子と、
を有するガスセンサの製造方法であって、
前記ガスセンサ素子は、請求項4に記載のガスセンサ素子を用いて形成されることを特徴とするガスセンサの製造方法。
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