高温共烧陶瓷（HTCC）用丝网印刷浆料的制备工艺与特性研究

【摘要】汽车氧传感器是汽车尾气处理系统中的重要器件,其中浆料的制备是平板式汽车氧传感器器件制备过程的关键。影响浆料的丝网印刷效果及烧结后的电性能诸多,为得到印刷性能及电性能良好的浆料,本论文主要对浆料中有机载体溶剂的挥发特性、助剂选择与用量、浆料的流变特性以及绝缘浆料和电极浆料的功能相进行了探索和研究。通过溶剂挥发性实验得出有机载体使用混合溶剂优于单一溶剂,混合溶剂中松油醇、丁基卡必醇、柠檬酸三丁酯、邻苯二甲酸丁苄酯各占总溶剂的45wt%、45wt%、5wt%、5wt%时能够使浆料在常温时不易挥发,便于浆料的存放。在150℃-200℃时易于挥发有利于浆料在干燥过程中快速挥发缩短工艺时间同时又不会因挥发太快改变剩余浆料的黏度和流动性。利用粘度测试得出了浆料中加入的乙基纤维素、分散剂、触变剂的最佳含量和浆料的流变特性,适宜于丝网印刷的浆料粘度范围在200Pas-260pas内。利用差热分析、扫描电镜分析等手段研究了平板式氧传感器中绝缘浆料及电极浆料功能相成份配比在烧结后的微观形貌和导电性能的影响规律,得出了在绝缘浆料的功能相加入玻璃粉和纯氧化锆能够促进绝缘层的烧结性能,但玻璃粉和纯氧化锆的含量加入不能过多,否则将会影响绝缘层绝缘效果。多孔Pt/YSZ电极中Pt的含量对电阻膜层性能起决定性影响。Pt含量过少,电极电阻增大,且电路不通几率也增大；Pt含量过多时,起不到增强膜层电性能的作用,并且也浪费了Pt,增加了电极浆料的制作成本。Pt颗粒越细,烧成电极膜层电阻越小,电性能也越稳定。本实验中电极的功能相用粒径为0.1umPt粉可满足高温烧结的要求,且Pt/YSZ的质量比在2.13时已接近最佳比例。本论文的研究成果为绝缘浆料的烧结性能及降低电极浆料的生产成本提供了有价值的信息,经过对本实验室自制氧传感器的性能检测证明实验室制备的浆料能满足传感器要求。
【作者】余芬芬；
【导师】陈存华；
【作者基本信息】华中师范大学，化学工程，2014，硕士
【关键词】氧传感器；浆料；粘度；丝网印刷；电性能；

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