凝膠注模法制備汽車氧傳感器用加熱棒的研究.pdf

1、二氧化鋯式氧傳感器是汽車上用來凈化尾氣的關(guān)鍵部件,其輸出信號的強弱以及尾氣的凈化效果都與工作溫度直接有關(guān),并且鉑電極的催化作用和效果也與傳感器的工作溫度有關(guān)?，F(xiàn)在大部分二氧化鋯式氧傳感器都采用加熱的方法來保證其工作溫度。所以對其加熱元件的研制是二氧化鋯式氧傳感器研究的重要部分,對提高其性能有重要的意義。
　　在對各種陶瓷成型方法進行實驗比較的基礎(chǔ)上,并結(jié)合實驗室的具體情況,采用凝膠注模成型方法制備氧傳感器用陶瓷加熱棒。重點研究了氧

2、化鋁陶瓷穩(wěn)定料漿的制備,加熱棒的成型工藝、燒成工藝等,并對研究的加熱棒進行了性能測試。
　　在料漿的制備過程中,研究了料漿的固相含量、pH值、分散劑、球磨時間等因素對料漿性能影響。結(jié)果表明,當(dāng)料漿固相含量55vol％時,料漿的分散性最好,粘度最低,在pH值約為9時,有機單體占陶瓷粉體的4wt%,料漿分散性和穩(wěn)定性最好,以聚丙烯酸鈉為分散劑,其最佳值是陶瓷粉體的0.45wt%,它可以使球磨時間降低到2小時,證實聚丙烯酸鈉具有良好的分

3、散性和穩(wěn)定性,最終研制出了固相含量高達55vol%的分散性和穩(wěn)定性好的懸浮體。
　　在成型工藝過程中,研究了料漿pH值、成型溫度、引發(fā)劑、催化劑等對聚合反應(yīng)的影響。結(jié)果表明,在pH值約為9,成型溫度為60-70℃,引發(fā)劑為有機單體質(zhì)量的0.83﹪,催化劑為引發(fā)劑質(zhì)量的5﹪,成型時間15min以內(nèi),在玻璃模具中成型,粒徑為2um的?-A12O3粉,可制得坯體相對密度、強度較高,且密度分布及收縮均勻的坯體。同時,研究了發(fā)熱電阻及保護層

4、的涂刷方式。
　　在燒成工藝過程中,確定燒成溫度1600℃,保溫2h、固相含量55vol%時,得到的燒結(jié)體體積密度最大,均勻性最好。得到燒結(jié)助劑的配方為:燒結(jié)助劑采用CaO-MgO-SiO2(CMS)系統(tǒng)和TiO2組合配方,其中CaO占陶瓷粉體A12O3的0.42﹪, MgO為A12O3的0.18﹪,SiO2為A12O3的3.41﹪,即CMS占陶瓷粉體A12O3的4﹪左右。TiO2為CMS總質(zhì)量的四分之一左右。
　　最后對成