JPS6318262A - Oxygen sensor - Google Patents

Oxygen sensor

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Publication number
JPS6318262A
JPS6318262A JP61160816A JP16081686A JPS6318262A JP S6318262 A JPS6318262 A JP S6318262A JP 61160816 A JP61160816 A JP 61160816A JP 16081686 A JP16081686 A JP 16081686A JP S6318262 A JPS6318262 A JP S6318262A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
green sheet
oxygen
heater
cap
printed
Prior art date
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Pending
Application number
JP61160816A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasuaki Yasumoto
恭章 安本
Yasushi Iyogi
五代儀 靖
Tadashi Sakai
忠司 酒井
Masaki Katsura
桂 正樹
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP61160816A priority Critical patent/JPS6318262A/en
Publication of JPS6318262A publication Critical patent/JPS6318262A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To obtain a sensor dispensing with grinding or the like in the production process with limited heat radiation and heater power consumption, by arranging an alumina multi-layer substrate with a built-in heater and an oxygen pump film made of stabilizing zirconia having electrodes on both sides thereof. CONSTITUTION:A heater 3 is printed on an alumina green sheet out of a Pt paste and after an induction paste the same in the composition as the alumina green sheet is printed thereon, a tiny hole 5 is made at the center of a substrate to form a cap section 1 by baking. On the other hand, a circular platinum cathode electrode 8 and a platinum anode electrode 9 are printed on a green sheet produced from stabilizing zirconia 6 to match each other, one on the surface and the other on the back. The green sheet is baked to obtain an oxygen film 10. Then, an anode electrode 11 is printed on the cap 1 and the film 10, a sealing glass 12 is printed thereon and subsequently, the film 10 is placed on the cap 1 to undergo a heat treatment as sealed. Finally, a cathode lead 13 and an anode lead 14 are arranged on the cathode electrode 8 and the anode electrode 11 respectively, and a heater lead 15 on the cap 1 to obtain an oxygen pump.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明は酸素センサおよびその製造方法に関する。[Detailed description of the invention] [Purpose of the invention] (Industrial application field) The present invention relates to an oxygen sensor and a method for manufacturing the same.

(従来の技術) ホームエレクトロニスの第1歩として家庭用電気機器の
独立したまたは機器相互および全体の最適運転制御があ
る。これらは従来より大きいエネルギー効率、遠隔より
の無人運転、ネットワークコンピュータによる制御が可
能といった特徴を持っている。
(Prior Art) The first step in home electronics is to control the optimal operation of household electric appliances independently, mutually, and as a whole. These have features such as greater energy efficiency than conventional systems, remote unmanned operation, and the ability to be controlled by network computers.

従来、人が電気機器の始動や運転中の動作条件を判断し
ていた。上述した電気機器は細かい制御や無人の始動お
よび運転継続が要求されており、人定式りに情報を電気
機器に送るものとしてセンサがある。
Traditionally, people have been responsible for determining the operating conditions of electrical equipment during startup and operation. The above-mentioned electrical equipment requires detailed control and unattended start-up and continuous operation, and sensors are used to send information to the electrical equipment in a manual manner.

そのうち酸素センサは人間にとって重要な空気中の酸素
濃度から主に室内空気調整装置の制御を行なうことがで
き、室内空気の汚れによる不快感や酸欠による事故を防
ぐ目的に使われている。酸素センサの構造は第2図に示
すヒータ線を有する(50)キャップ、酸素ポンプ機能
を有する安定化ジルコニア(51)酸素ポンプ膜とから
なっていた。安定化ジルコニアとはZnO2にY2O1
,CaO,、MgOのうち1種を添加した焼結体を指す
。この51酸素ポンプ膜の両側に酸素を透ス&するよう
な52.53電極(たとえばPt:白金)が形成してお
り51の両側の酸素濃度により一種の濃淡電池を形成す
る。
Among these, oxygen sensors can mainly control indoor air conditioning systems based on the oxygen concentration in the air, which is important for humans, and are used to prevent discomfort caused by dirty indoor air and accidents caused by lack of oxygen. The structure of the oxygen sensor consisted of a cap (50) having a heater wire as shown in FIG. 2, and a stabilized zirconia (51) oxygen pump membrane having an oxygen pumping function. Stabilized zirconia is ZnO2 and Y2O1
, CaO, and MgO. 52 and 53 electrodes (for example, Pt: platinum) that allow oxygen to pass through are formed on both sides of this 51 oxygen pump membrane, and a kind of concentration cell is formed depending on the oxygen concentration on both sides of 51.

第2図では安定化ジルコニアの一方の面が被測定雰囲気
に直接接し、他方は酸素が通過できる小さな穴を通じて
同じ雰囲気に接している。この状態で図のように直流電
圧を印加すると電気化学ポンプ作用で53カソード側の
空間の酸素を52アノード側にくみ出す酸素ポンプ機能
を有する。印加電圧を増すとくみ出される酸素量は増加
する。
In FIG. 2, one side of the stabilized zirconia is in direct contact with the atmosphere to be measured, and the other side is in contact with the same atmosphere through a small hole through which oxygen can pass. In this state, when a DC voltage is applied as shown in the figure, it has an oxygen pumping function that pumps out oxygen in the space on the cathode side 53 to the anode side 52 by electrochemical pumping action. Increasing the applied voltage increases the amount of oxygen pumped out.

外部に連通ずる穴を通過する酸素量が律速になると電圧
を増加しても電流はほぼ一定値となる。この電流値を限
界電流と呼ぶ。限界電流は雰囲気の酸素濃度が大きいほ
ど大きな値をとり、限界電流の測定により酸素濃度の測
定ができる。第3図に限界電流型酸素センサの電圧特性
原理を示す。
If the amount of oxygen passing through the hole communicating with the outside becomes rate-determining, the current will remain approximately constant even if the voltage is increased. This current value is called the limiting current. The limiting current takes on a larger value as the oxygen concentration in the atmosphere increases, and the oxygen concentration can be measured by measuring the limiting current. Figure 3 shows the principle of voltage characteristics of a limiting current type oxygen sensor.

上述した安定化ジルコニアの酸素ポンプ作用は350℃
〜500℃以上の温度で起こり、そのため従来の酸素セ
ンサは第2図の50キヤツプ上に54ヒータが形成され
ている。この場合ヒータで発生した熱は50キヤツプ中
を通り51酸素ポンプ膜へ伝達する。このため51酸素
ポンプ膜の動作温度を維持する場合、50キヤツプ中で
の熱抵抗や外部への放熱を考慮してヒータを作動させる
必要がある。これは結果としてヒータ消費電力の増大を
招きヒータ寿命の低下、始動後センサ安定までの長時間
化やセンサ全体を断熱するため、センサの実装に対しス
ペース増大の原因となる。
The oxygen pumping effect of the stabilized zirconia mentioned above is 350℃
This occurs at temperatures above 500 DEG C., which is why the conventional oxygen sensor has a heater 54 formed on a cap 50 in FIG. In this case, the heat generated by the heater passes through the cap 50 and is transferred to the oxygen pump membrane 51. Therefore, in order to maintain the operating temperature of the 51 oxygen pump membrane, it is necessary to operate the heater while taking into consideration the thermal resistance in the 50 cap and heat radiation to the outside. This results in an increase in the power consumption of the heater, a reduction in the life of the heater, a longer period of time for the sensor to stabilize after startup, and an increase in the space for mounting the sensor because the entire sensor is insulated.

また従来51酸素ポンプ膜は円柱状の安定化ジルコニア
焼結体をから切り出したのち100μm以下に研磨をす
ることにより得ていた。このため工数が多く、研磨の際
の割れによる不良率も高いという問題点を有していた。
Conventionally, the 51 oxygen pump membrane was obtained by cutting out a cylindrical stabilized zirconia sintered body and then polishing it to a thickness of 100 μm or less. This has resulted in problems such as a large number of man-hours and a high defect rate due to cracks during polishing.

(発明が解決しようとする問題点) 本発明は上記の問題点を解消し、外部への放熱、ヒータ
消費電力が少なくまた製造工程において切り出しや研磨
の不要な酸素センサおよびその製造方法の提供を目的と
する。
(Problems to be Solved by the Invention) The present invention solves the above-mentioned problems, and provides an oxygen sensor and its manufacturing method that has low heat dissipation to the outside, low heater power consumption, and does not require cutting or polishing in the manufacturing process. purpose.

〔発明の構成〕[Structure of the invention]

(問題点を解決するための手段) 本発明は第1図に示す酸素センサの構造図のうち 1キヤツプがヒータ内蔵のアルミナ多層基板と例えば酸
化ジルコニウム92mo1%、酸化イッリウム8mo1
%からなる電極を有する2酸素ポンプ膜とから構成され
る外部への放熱やヒータ電流の少ないことを特徴とする
酸素センサであり、工数が多く、不良率の大きい切り出
しや研磨の工程の不要なセラミックグリーンシートを用
い友ることにより2酸素ポンプを製造することが好まし
い。
(Means for Solving the Problems) In the present invention, in the structural diagram of the oxygen sensor shown in FIG.
This oxygen sensor is characterized by low heat dissipation to the outside and low heater current, and is composed of a two-oxygen pump membrane with an electrode of Preferably, the two-oxygen pump is manufactured by using ceramic green sheets.

(作用) まず酸素センサのうち1キヤツプは酸化アルミニウムを
92〜96重i%含有する通常のアルミナグリーンシー
ト上に第1図の3小孔をあけたのち白金(pt)ペース
トを用いてヒータを形成する。
(Function) First, for one cap of the oxygen sensor, three small holes as shown in Fig. 1 are made on a normal alumina green sheet containing 92 to 96% aluminum oxide by weight, and then a heater is attached using platinum (PT) paste. Form.

白金(Pt)ペースト乾燥後、アルミナグリーンシート
上および4ヒータ上にアルミナグリーンシートと同組成
の誘電体ペーストで絶縁層を印刷する。
After drying the platinum (Pt) paste, an insulating layer is printed on the alumina green sheet and the four heaters using a dielectric paste having the same composition as the alumina green sheet.

印刷は通常の厚膜印刷法を使用した。その後誘電体ペー
スト乾燥し、1550℃〜1650℃で焼成を行ない、
ヒータ内蔵キャップを得ることができる。
For printing, a normal thick film printing method was used. After that, the dielectric paste is dried and fired at 1550°C to 1650°C.
You can get a cap with a built-in heater.

このためヒータ部の熱は酸素ポンプ膜により近い位置で
発生するため■キャップ外側での温度も下げることがで
きヒータ消費電力を低減可能になった。このキャップ上
に以下に述べる酸素ポンプ獲を形成し酸素センサとする
Therefore, the heat in the heater part is generated closer to the oxygen pump membrane, which allows the temperature outside the cap to be lowered, making it possible to reduce heater power consumption. An oxygen pump cap as described below is formed on this cap to form an oxygen sensor.

次に酸素センサの製造方法についてのべる。酸素ポンプ
膜は酸化物換算で92mo1%の酸化ジルコニウム(Z
 r O,)と8mo1%の酸化イツトリウムを含ム安
定化ジルコニアセラミックを使用する。酸化イツトリウ
ムの代りに酸化カルシウムまたは酸化マグネシウムを1
.6 mo 1% 使用してもよい。
Next, the method for manufacturing the oxygen sensor will be described. The oxygen pump membrane is made of 92 mo1% zirconium oxide (Z
A stabilized zirconia ceramic containing 8 mo1% of yttrium oxide is used. 1 calcium oxide or magnesium oxide instead of yttrium oxide
.. 6 mo 1% may be used.

上記のセラミック粉末を用いてグリーンシートを形成す
るが通常その平均粒径は0.3〜0.5μmでこの範囲
を超えると好適な焼結体を得ることが困難で好ましくな
い。グリーンシート中の有機バインダとしては例えばポ
リビニルアルコール、ポリアクリル酸エステル、ポリメ
タクリル酸エステル等の一般に用いられるものを使用す
ることができる。この有機バインダの上記セラミックの
スラリ中における配合割合は上記セラミックス粉末のス
ラリ全重量に対して3〜20%(以下チは重量%の略で
ある)、好ましくは5〜18%である。
The above ceramic powder is used to form a green sheet, but its average particle size is usually 0.3 to 0.5 μm, and if it exceeds this range, it is difficult to obtain a suitable sintered body, which is not preferred. As the organic binder in the green sheet, commonly used organic binders such as polyvinyl alcohol, polyacrylic ester, polymethacrylic ester, etc. can be used. The blending ratio of this organic binder in the ceramic slurry is 3 to 20% (hereinafter "ch" is an abbreviation for weight %), preferably 5 to 18%, based on the total weight of the ceramic powder slurry.

配合割合が3%未満の場合は、製造上の他工程(印刷、
加工)に耐えつる強度に不足を生じ、20%を超える場
合には脱脂、ち密な焼結が困難となって焼結体に反りを
生じ良好な酸素ポンプ膜を得ることがむづかしい。上記
セラミック粉末、有機バインダに有機溶媒、界面活性剤
、可塑剤を添加しこれらを均一に分散させてスラリを調
整する。ここで使用する有機溶媒としては一般に用いら
れているものであり、メチルエチルケトン、1.1.1
−1−リクロルエタン、トルエン、キシレン、n−ブタ
ノール、酢酸メチル等を挙げることができる。スラリ中
の配合割合は10〜51.0%である。51.0%以上
では脱泡が困難となり、10%以下ではスラリ化しない
もしくはスラリ粘度が高くグリーンシート成形不可能と
なる。よってスラリ中への配合割合は10〜51チであ
る。
If the blending ratio is less than 3%, other manufacturing processes (printing,
If it exceeds 20%, degreasing and dense sintering become difficult and the sintered body warps, making it difficult to obtain a good oxygen pump membrane. An organic solvent, a surfactant, and a plasticizer are added to the ceramic powder and organic binder, and these are uniformly dispersed to prepare a slurry. The organic solvent used here is one that is commonly used, such as methyl ethyl ketone, 1.1.1
-1-Lichloroethane, toluene, xylene, n-butanol, methyl acetate, etc. can be mentioned. The blending ratio in the slurry is 10 to 51.0%. If it is more than 51.0%, defoaming becomes difficult, and if it is less than 10%, it will not form into a slurry or the slurry will have a high viscosity, making it impossible to form a green sheet. Therefore, the mixing ratio in the slurry is 10 to 51 inches.

界面活性剤としては脂肪酸エステル、リン酸エステル、
スルホン酸エステル等がある。スラリ中の配合割合は0
11〜10%である。0.1係以下ではセラミック粉末
の粒子が凝集を起しち密な焼結体を得ることができなく
なる。10%以上ではグリーンシートをポリエチレンフ
ィルムから剥離する際にグリーンシートにき裂を生じて
しまう。
Surfactants include fatty acid esters, phosphate esters,
There are sulfonic acid esters, etc. The blending ratio in the slurry is 0
It is 11-10%. If the ratio is less than 0.1, the ceramic powder particles will agglomerate, making it impossible to obtain a dense sintered body. If it exceeds 10%, cracks will occur in the green sheet when it is peeled off from the polyethylene film.

可塑剤としてはアジピン配ジオクチル、ジブチルフタレ
ート、トリブチルホスフェート等がある。
Examples of plasticizers include adipine dioctyl, dibutyl phthalate, and tributyl phosphate.

スラリ中の配合割合は0.1〜5チである。0.1 %
以下ではグリーンシートの柔軟性が失なわれ実用に供せ
なくなる。5%以上ではグリーンシートにき裂を生じて
しまう。セラミック粉末のスラリ中の配合割合は40〜
80%である。40%未満ではち密な焼結体を得ること
ができず、80%以上ではスラリを得ることが不可能と
なる。混合順序はまずセラミック粉末、界面活性剤、有
機溶媒を所定量調合後、定時間混合する。次に有機バイ
ンダ、可塑剤を所定量加えたのち定時間混合する。
The blending ratio in the slurry is 0.1 to 5. 0.1%
Below this, the green sheet loses its flexibility and becomes unusable. If it exceeds 5%, cracks will occur in the green sheet. The mixing ratio of ceramic powder in the slurry is 40~
It is 80%. If it is less than 40%, a dense sintered body cannot be obtained, and if it is more than 80%, it is impossible to obtain a slurry. The mixing order is as follows: Ceramic powder, surfactant, and organic solvent are first prepared in predetermined amounts, and then mixed for a predetermined time. Next, a predetermined amount of an organic binder and a plasticizer are added and then mixed for a predetermined time.

混合順序が異なると均一な分散スラリか得られなくなる
。混合、分散後、得られたスラリに脱泡処理を施し、ス
ラリ中に混在する空気を脱気する。
If the mixing order is different, it will not be possible to obtain a uniformly dispersed slurry. After mixing and dispersing, the resulting slurry is subjected to defoaming treatment to remove air mixed in the slurry.

この脱気は後工程で形成するグリーンシート表面の平坦
化およびグリーンシート内部の空孔等の欠陥除去し飽酬
祇粘度を調整する目的で行なうものである。脱気後のス
ラリ粘度は0.1〜10 Pas、好ましくは0.5〜
5 Pasがよい。
This degassing is performed for the purpose of flattening the surface of the green sheet to be formed in a subsequent process, removing defects such as pores inside the green sheet, and adjusting the saturation viscosity. Slurry viscosity after degassing is 0.1-10 Pas, preferably 0.5-10 Pas
5 Pas is good.

この脱気後のスラリを用いてグリーンシートを成形する
。この成形は、たとえばポリエステルフィルムのような
平滑板上でドクターブレード法を適用して行なう。成形
後電磁波による加熱もしくは送風乾燥などにより、成形
シートを乾燥する。
A green sheet is formed using this degassed slurry. This molding is carried out, for example, by applying a doctor blade method on a smooth plate such as a polyester film. After forming, the formed sheet is dried by heating using electromagnetic waves or blow drying.

このようにしてグリーンシートを得ることができる。A green sheet can be obtained in this way.

上記グリーンシール上に所定の大きさを有する酸素通過
電極(pt等)を印刷後、所定の大きさに打ちぬき、1
500℃〜1650℃の温度範囲で焼成する。1500
℃以下ではち密な焼結が困難であり、1650℃以上で
は焼結体にふくれ、発泡が生じてしまう。従来は円柱状
の焼結体を切断、研磨していたが、本発明では可塑性を
有するグリーンシートの加工でこれに代えることができ
る。したがって切断、研磨にくらべ同時に多数測置るこ
とができ、研磨に伴なう割れを防ぐことができる。
After printing an oxygen passing electrode (PT, etc.) having a predetermined size on the green seal, punch it out to a predetermined size.
Calcinate at a temperature range of 500°C to 1650°C. 1500
If the temperature is below 1650°C, it is difficult to achieve dense sintering, and if the temperature is above 1650°C, the sintered body will swell and foam. Conventionally, a cylindrical sintered body was cut and polished, but in the present invention, this can be replaced by processing a green sheet having plasticity. Therefore, compared to cutting and polishing, a large number of pieces can be measured and placed at the same time, and cracks caused by polishing can be prevented.

上記の酸素ポンプ膜を前述したアルミナ多層配基板上に
ガラス、ガラスセラミクス等で封着し酸素センサを得る
ことができる。
An oxygen sensor can be obtained by sealing the oxygen pump membrane described above onto the alumina multilayer circuit board described above with glass, glass ceramics, or the like.

(実施例) 以下、実施例および比較例をあげ本発明をさらに詳述す
る。
(Examples) Hereinafter, the present invention will be further explained in detail by giving Examples and Comparative Examples.

1)酸素センサ 第1図(alは本発明酸素センサの断面図であり、同図
(b)は平面図である。1キャンプ部はヒータ内蔵アル
ミナ多層基板でアルミナグリーンシート上にヒータをP
tペーストで印刷し、アルミナグリーンシートと同組成
の誘電ペーストをその上に絶縁層として印刷後基板中央
に50μmの5小孔をあけ1550℃で2時間保持し焼
成する。焼結後の基板寸法は5 X 5 (m+)であ
る。次に表1に示す1゜2.3組成の6安定化ジルコニ
アから得た100μm厚のグリーンシート上lこ直径2
5mmの円形の8白金カソード電極、9白金アノード電
極を表裏が一致するよう印刷する。
1) Oxygen sensor FIG.
After printing, a dielectric paste having the same composition as the alumina green sheet was used as an insulating layer on top of the dielectric paste, and after printing, five small holes of 50 μm were made in the center of the substrate, and the substrate was held at 1550° C. for 2 hours and fired. The dimensions of the substrate after sintering are 5×5 (m+). Next, on a 100 μm thick green sheet obtained from 6-stabilized zirconia with a 1°2.3 composition shown in Table 1, a diameter of 2.
8 platinum cathode electrodes and 9 platinum anode electrodes each having a diameter of 5 mm are printed so that their front and back sides match.

次に上記グリーンシートを成極の同心円上に直径3前の
大きさの円に打ち抜き、1580℃で2時間焼成し、1
0酸素ポンプ膜を得た。前記1キヤツプおよび8酸素ポ
ンプ膜に11アノード用成甑(pi )を印刷し、さら
にその上に12封着用ガラスを印刷する。
Next, the above green sheet was punched out into a circle with a diameter of 3 mm on the concentric circle of polarization, and fired at 1580°C for 2 hours.
A zero oxygen pump membrane was obtained. 11 Anode preparation (pi) is printed on the 1 cap and 8 oxygen pump membranes, and 12 sealing glass is further printed thereon.

上記処理をした1キヤツプに10酸素ポンプ膜をのせ1
000℃、10分で封着熱処理をした。最後に10安定
化ジルコニアデイスク上の8白金カソードおよび11白
金アノード用電極に13カソードリード線、14アノー
ドリード線、1キヤツプの15ヒータリード線を配線し
、酸素ポンプを得た。
Place 10 oxygen pump membranes on 1 cap treated above.
Sealing heat treatment was performed at 000°C for 10 minutes. Finally, 13 cathode lead wires, 14 anode lead wires, and 1 cap of 15 heater lead wires were wired to electrodes for 8 platinum cathodes and 11 platinum anodes on 10 stabilized zirconia disks to obtain an oxygen pump.

空気中で酸素ポンプの試験を行ない実施例1と比較例2
0の結果を表2に示す。比較例は第2図に示す従来の酸
素センサである。表2より本発明酸素センサはキャップ
外側底部における温度、ヒータ消費電力も小さくなって
いる。
Testing the oxygen pump in air: Example 1 and Comparative Example 2
The results for 0 are shown in Table 2. A comparative example is a conventional oxygen sensor shown in FIG. Table 2 shows that the oxygen sensor of the present invention has a lower temperature at the outer bottom of the cap and lower heater power consumption.

2) 酸素ポンプ膜用グリーンシート 実施例4〜8 てラミックス粉末は平均粒径0.3〜0.5μmの第1
表に示す1,2および3組成の安定化ジルコニアを使用
した。
2) Examples 4 to 8 of green sheets for oxygen pump membranes
Stabilized zirconia of compositions 1, 2 and 3 shown in the table were used.

このセラミックス粉末に対して第3表に示すとおりの割
合で界面活性剤、有機溶剤を加え8h’i=合後、第3
表の割合で有機バインダ、可塑剤を添加し12h混合し
、スラリを調整した。混合時の粘度は0.2PaSであ
った。その後このスラリを脱泡し、さらにスラリ中に混
在する空気を脱気した。
To this ceramic powder, a surfactant and an organic solvent were added in the proportions shown in Table 3.
An organic binder and a plasticizer were added in the proportions shown in the table and mixed for 12 hours to prepare a slurry. The viscosity during mixing was 0.2 PaS. Thereafter, this slurry was defoamed, and air mixed in the slurry was further degassed.

この時の粘度は1.8 Pasであった。このスラリを
用いてドクターブレード法により厚さ100μmのグリ
ーンシートを製造した。その後赤外線により加熱し、乾
燥させた。このグリーンシートを用いて酸素センサを前
記した通りに形成した。
The viscosity at this time was 1.8 Pas. Using this slurry, a green sheet with a thickness of 100 μm was manufactured by a doctor blade method. Thereafter, it was heated and dried using infrared rays. This green sheet was used to form an oxygen sensor as described above.

比較例23〜 表1に示すセラミックス組成物を、表3の割合でスラリ
に調整した。他の方法は実施例と同じである。実施例お
よび比較例を表3に示す。比較例として従来法による酸
素ポンプ膜作成も行なった。
Comparative Example 23 ~ The ceramic composition shown in Table 1 was prepared into a slurry in the proportions shown in Table 3. Other methods are the same as in the examples. Examples and comparative examples are shown in Table 3. As a comparative example, an oxygen pump membrane was also fabricated using a conventional method.

表1の安定化ジルコニア粉末にポリビニルアルコールを
上記セラミック粉末の0.5重量%加えたのち乾燥させ
た。この粉末を直径3瓢の金型を用い、圧力1000#
/cutで200mの棒状に成形した。上記成形体を1
580℃、2時間で焼成し、100μm厚に切断後、厚
さが70μmとなるよう研磨を行なった。実施例7と比
較例31を表4に示す。
Polyvinyl alcohol was added to the stabilized zirconia powder shown in Table 1 in an amount of 0.5% by weight based on the ceramic powder, and then dried. Using a mold with a diameter of 3 gourds, apply this powder to a pressure of 100#.
/cut into a 200 m rod shape. The above molded body is 1
It was fired at 580° C. for 2 hours, cut into 100 μm thick pieces, and then polished to a thickness of 70 μm. Example 7 and Comparative Example 31 are shown in Table 4.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上に述べたとおり本発明方法は外部への放熱やヒータ
消費電力が少なくまた製造工程において切り出しや研磨
の不要な酸素センサおよびその製造が可能である。
As described above, the method of the present invention allows for the production of an oxygen sensor with less heat dissipation to the outside, less heater power consumption, and no need for cutting or polishing in the manufacturing process.

よってその工業的価値は極めて大である。Therefore, its industrial value is extremely large.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図(al酸素センサの断面図、第1図(blは酸素
センサの平面図、第2図は従来のセンサの断面図、第3
図は1送圧特性図。 1・・・キャップ、3・・・ヒータ、5・・・小孔、6
・・・安定化ジルコニア、8・・・白金カソード電極、
9・・・白金アノード電極、10・・・酸素ポンプ膜、
11・・・アノード用剋極、12・・・封着用ガラス、
13・・・カソードリード線、14・・・アノードリー
ド線、15・・・ヒータリード線。 第4表 実施例および比較例 代理人 弁理士 則 近 息 佑 同    竹 花 喜久男 第  1  図 該  2 図 電 圧 第  3 図
Figure 1 (al) is a cross-sectional view of the oxygen sensor, Figure 1 (bl is a plan view of the oxygen sensor, Figure 2 is a cross-sectional view of a conventional sensor,
The figure is a 1-pressure characteristic diagram. 1...Cap, 3...Heater, 5...Small hole, 6
... Stabilized zirconia, 8... Platinum cathode electrode,
9... Platinum anode electrode, 10... Oxygen pump membrane,
11... Anode electrode, 12... Sealing glass,
13... Cathode lead wire, 14... Anode lead wire, 15... Heater lead wire. Table 4 Examples and Comparative Examples Agent Patent Attorney Rule Yudo Chika Kikuo Takehana Figure 1 Figure 2 Voltage Figure 3

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)ヒータ内蔵のアルミナ多層基板と、両側に電極を
有する安定化ジルコニア製の酸素ポンプ膜とから構成す
ることを特徴とする酸素センサ。
(1) An oxygen sensor comprising an alumina multilayer substrate with a built-in heater and an oxygen pump membrane made of stabilized zirconia and having electrodes on both sides.
(2)安定化ジルコニアからなるセラミック粉体を分散
したセラミックグリーンシートから得られた酸素ポンプ
膜を用いることを特徴とした特許請求の範囲第1項記載
の酸素センサ。
(2) The oxygen sensor according to claim 1, which uses an oxygen pump membrane obtained from a ceramic green sheet in which ceramic powder made of stabilized zirconia is dispersed.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2010501866A (en) * 2006-08-29 2010-01-21 フラウンホッファー−ゲゼルシャフト・ツァー・フォデラング・デル・アンゲワンテン・フォーシュング・エー.ファウ. Process for the production of catalytically active components for thermal ionization detectors for the detection of halogen-containing compounds and oxide ceramic materials for the components

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US8618018B2 (en) 2006-08-29 2013-12-31 Fraunhofer-Gesellschaft Zur Forderung Der Angewandten Forschung E.V. Catalytically active component for thermal ionization detectors for the detection of halogen-containing compounds and process for producing an oxide-ceramic material for the component

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