刘 洋， 刘 玺， 文吉延， 程振乾

(中国电子科技集团公司第四十九研究所，黑龙江 哈尔滨 150028)

0 引 言

片式开关型汽车氧传感器为代表的氧化锆固体电解质氧传感器(下面简称氧传感器)，氧传感器具有响应时间短、尺寸小、制造成本低、性能可靠等优点，广泛用于电喷汽车三元催化系统中，用于检测尾气中氧气含量，并通过反馈控制实现发动机保持在14.7的最佳空燃比以最优工况运行[1～3]。传感器是由多层结构经过叠加共烧结制备的，各层间结合强度直接关系氧传感器性能的优劣[4,5]。

层间结合强度是影响氧传感器性能及成品率的主要因素之一。氧传感器的功能是通过氧化锆固体电解质氧离子电导特性、铂金敏感电极催化特性、氧化铝材料高温绝缘特性共同作用实现的。由于三种不同材料烧结收缩率不一致导致层间结合强度不足引起了氧传感器层间开裂、密闭腔室漏气等问题。这些问题的长期存在既降低了传感器成品率又影响了信号输出。

本文通过对过渡层材料的研制，提高氧敏芯体的层间结合强度，解决了加热器层间结合强度、空气腔室密闭不严等问题，提高了氧传感器的成品率，提升了传感器上限输出值。

1 原理与实验

1.1 传感器的检测原理

浓差电池型氧传感器是应用最广泛的一类氧传感器，其结构如图1所示[6,7]。

图1 ZrO2氧传感器的基本结构

核心部件固体电解质元件通常由Y2O3稳定ZrO2陶瓷制成。在固体电解质的两面分别形成Pt或Pt-Ru电极……