JPS60144659A - 燃焼検知素子の製造法 - Google Patents
燃焼検知素子の製造法Info
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- JPS60144659A JPS60144659A JP59000037A JP3784A JPS60144659A JP S60144659 A JPS60144659 A JP S60144659A JP 59000037 A JP59000037 A JP 59000037A JP 3784 A JP3784 A JP 3784A JP S60144659 A JPS60144659 A JP S60144659A
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/403—Cells and electrode assemblies
- G01N27/406—Cells and probes with solid electrolytes
- G01N27/407—Cells and probes with solid electrolytes for investigating or analysing gases
- G01N27/4075—Composition or fabrication of the electrodes and coatings thereon, e.g. catalysts
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、燃焼機器の燃焼雰囲気中の酸素濃度を検知す
る燃焼検知素子の製造方法に関するものである。
る燃焼検知素子の製造方法に関するものである。
（従来例の構成とその問題点）
従来、この種の燃焼検知素子の代表的なものとして、酸
素イオン伝導性磁器であるＺ ｒｏ ２とＹ２Ｏ５また
はＺ ｒ Ｏ２とＣａＯからなるジルコニア磁器を用い
たものがあげられる。
素イオン伝導性磁器であるＺ ｒｏ ２とＹ２Ｏ５また
はＺ ｒ Ｏ２とＣａＯからなるジルコニア磁器を用い
たものがあげられる。
第１図はこのようなジルコニア焼結体磁器を用いた燃焼
検知素子を示したものであり、片方の先端を封じた円筒
状のジルコニア焼結体磁器１の内面及び外面に白金電極
２，３がそれぞれ形成され、その白金電極２．３が導電
性金属端子４，５と電気的導通を得るように接続されて
いる。
検知素子を示したものであり、片方の先端を封じた円筒
状のジルコニア焼結体磁器１の内面及び外面に白金電極
２，３がそれぞれ形成され、その白金電極２．３が導電
性金属端子４，５と電気的導通を得るように接続されて
いる。
このような構造の燃焼検知素子において、焼結体磁器１
を約４００℃以上の温度に保ち、白金電極２，３をもっ
た前記磁器】の隔壁の両側を相異なる分圧をもった酸素
ガスに接触させると、この隔壁間に起電力を生じ、これ
によシ酸素弱度を検出することができる。ここで導電性
金属端子４゜５間に生じる起電力Ｅは、 で表わされる。
を約４００℃以上の温度に保ち、白金電極２，３をもっ
た前記磁器】の隔壁の両側を相異なる分圧をもった酸素
ガスに接触させると、この隔壁間に起電力を生じ、これ
によシ酸素弱度を検出することができる。ここで導電性
金属端子４゜５間に生じる起電力Ｅは、 で表わされる。
この構造の燃焼検知素子の白金電極は、焼結体磁器とガ
ス雰囲気中の酸素分圧と焼結体磁器中の酸素イオンの濃
度平衡における酸素のやシとシに関係して、いる。
ス雰囲気中の酸素分圧と焼結体磁器中の酸素イオンの濃
度平衡における酸素のやシとシに関係して、いる。
従来このような構造を有する燃焼検知素子は、可燃性ガ
ス雰囲気中では白金電極の触媒作用による反応燃焼が白
金電極表面で起こりきわめて高温になる。このため熱に
よる白金電極の凝集が起こシ、焼結体磁器表面の白金電
極の面積が少なくなって、この燃焼検知素子の寿命劣化
となる内部インピーダンスの上昇が生ｑることがら、燃
焼検知素子として、燃焼機器での実用上、長期信頼性が
劣るという欠点を有していた。
ス雰囲気中では白金電極の触媒作用による反応燃焼が白
金電極表面で起こりきわめて高温になる。このため熱に
よる白金電極の凝集が起こシ、焼結体磁器表面の白金電
極の面積が少なくなって、この燃焼検知素子の寿命劣化
となる内部インピーダンスの上昇が生ｑることがら、燃
焼検知素子として、燃焼機器での実用上、長期信頼性が
劣るという欠点を有していた。
この対策として、白金電斬の膜厚を厚くすることにより
白金電極の凝集を抑制することも可能であるが、きわめ
て高価な白金を多量に使用しなければならず、結果的に
燃焼検知素子の大幅なコストアラ７’になるため有効と
はいえなかった。
白金電極の凝集を抑制することも可能であるが、きわめ
て高価な白金を多量に使用しなければならず、結果的に
燃焼検知素子の大幅なコストアラ７’になるため有効と
はいえなかった。
（発明の目的）
本発明は、このような従来の欠点を除去するものであシ
、燃焼雰囲気中での燃焼検知素子の内部インーーダンス
を抑制し、長期信頼性を向上することを目的とするもの
である。
、燃焼雰囲気中での燃焼検知素子の内部インーーダンス
を抑制し、長期信頼性を向上することを目的とするもの
である。
（発明の構成）
この目的を達成するために、本発明による燃焼検知素子
の製造法は、燃焼検知素子を構成する焼結体磁器表面に
白金の化学めっきを施した後、ロジウム塩類０５〜４．
５重量部を水まだは有機溶剤１０・０重量部に溶解して
作成した溶液を塗布し１、これを１０００℃〜１４００
ｔｌ：の温度で熱処理する。
の製造法は、燃焼検知素子を構成する焼結体磁器表面に
白金の化学めっきを施した後、ロジウム塩類０５〜４．
５重量部を水まだは有機溶剤１０・０重量部に溶解して
作成した溶液を塗布し１、これを１０００℃〜１４００
ｔｌ：の温度で熱処理する。
さらにその上を多孔性セラミック材料でコーティングす
るものである。
るものである。
（実施例の説明）
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明
する。
する。
第２図は、本発明の実施例における燃焼検知素子を示し
たものである。第２図において、１は片方の先端を封じ
た円筒状のジルコニア焼結体磁器、６．７はロジウム膜
を付着させた白金電極、８は多孔性セラミック膜である
。
たものである。第２図において、１は片方の先端を封じ
た円筒状のジルコニア焼結体磁器、６．７はロジウム膜
を付着させた白金電極、８は多孔性セラミック膜である
。
〔実施例１〕
先ず、ジルコニア焼結体磁器１０片方の開放口の一部分
を残して、塩化白金酸１．０重量部をエタノール１００
重量部に溶解した白金溶液中に浸漬した後、５００℃で
３０分間熱処理した。次に、これを市販の白金の化学め
っき液中に４０℃で２４時間浸漬した後十分に水洗、乾
燥し、焼結体磁器１の内面及び外面に膜厚１． 、Ｏ１
１ｍの白金膜をそれぞれ形成した。次いで焼結体磁器１
の内、外面に形成した白金膜上に、塩化ロジウム０．５
重量部をエタノール１００重量部に溶解したロジウム溶
液（塩化ロジウム１．０重量％）を塗布した後、これを
１０００℃で２時間熱処理し、ロジウム膜を付着させた
白金電極６，７を形成した。この時の膜厚は約１．２μ
ｍであった。
を残して、塩化白金酸１．０重量部をエタノール１００
重量部に溶解した白金溶液中に浸漬した後、５００℃で
３０分間熱処理した。次に、これを市販の白金の化学め
っき液中に４０℃で２４時間浸漬した後十分に水洗、乾
燥し、焼結体磁器１の内面及び外面に膜厚１． 、Ｏ１
１ｍの白金膜をそれぞれ形成した。次いで焼結体磁器１
の内、外面に形成した白金膜上に、塩化ロジウム０．５
重量部をエタノール１００重量部に溶解したロジウム溶
液（塩化ロジウム１．０重量％）を塗布した後、これを
１０００℃で２時間熱処理し、ロジウム膜を付着させた
白金電極６，７を形成した。この時の膜厚は約１．２μ
ｍであった。
さらに、ロジウム膜を付着させた白金電極７の表面にＭ
ｇＡｔ２ｏ４粉末をプラズマ溶射し、多孔性セラミ、り
膜８を形成した。
ｇＡｔ２ｏ４粉末をプラズマ溶射し、多孔性セラミ、り
膜８を形成した。
最後に、前記ロジウム膜を付着させた白金電極６．７の
電気導通を得るために、導電性金属端子４．５を接続し
、燃焼検知素子とした。
電気導通を得るために、導電性金属端子４．５を接続し
、燃焼検知素子とした。
〔実施例２〕
先ず、ジルコニア焼結体磁器１の片方の開放口の一部分
を残して、塩化白金酸１．０重量部をエタノール１００
重量部に溶解した白金溶液中に浸漬した後、５００℃で
３０分間熱処理した。
を残して、塩化白金酸１．０重量部をエタノール１００
重量部に溶解した白金溶液中に浸漬した後、５００℃で
３０分間熱処理した。
次いで、これを市販の白金の化学めっき液中に４０℃で
２４時間浸漬した後十分に水洗、乾燥し、焼結体磁器１
の内面及び外面に膜厚１．０１１ｍの白金膜を形成した
。
２４時間浸漬した後十分に水洗、乾燥し、焼結体磁器１
の内面及び外面に膜厚１．０１１ｍの白金膜を形成した
。
次に、焼結体磁器ｌの内、外面に形成した白金膜上に、
硝酸ロジウム４．５重量部を水１００重量部に溶解した
ロジウム溶液（硝酸ロジウム４．５重量％）を塗布した
後、これを１４００℃で２時間熱処理し、ロジウム膜を
付着させた白金電極６．７を形成した。この時の膜厚は
約２．５μｍであった。
硝酸ロジウム４．５重量部を水１００重量部に溶解した
ロジウム溶液（硝酸ロジウム４．５重量％）を塗布した
後、これを１４００℃で２時間熱処理し、ロジウム膜を
付着させた白金電極６．７を形成した。この時の膜厚は
約２．５μｍであった。
さらに、ロジウム膜を付着させた白金膜ｆ！ｉ１７の表
面にＭｇＡｔ２０４粉末をプラズマ溶射し、多孔性セラ
ミックｉ１８を形成した。
面にＭｇＡｔ２０４粉末をプラズマ溶射し、多孔性セラ
ミックｉ１８を形成した。
最後に、前記、ロジウム膜を付着させた白金電極６，７
の電気導通を得るために導を性金属端子４．５を接続し
燃焼検知素子とした。
の電気導通を得るために導を性金属端子４．５を接続し
燃焼検知素子とした。
なお、第３図（ａ）は、従来の製造法による燃焼検知素
子の白金電極２の表面を示したものであシ、第３図（ｂ
）は、本発明の前記〔実施例１〕による燃焼検知素子の
ロジウム膜を刺着させた白金電極６０表面を示したもの
である。この第３図（ａ） 、 （ｂ）から明らかなよ
うに、本発明によるロジウム膜を付着させた白金電極６
１１−１：、従来の製造法の白金電極２に比べて電極の
凝集が殆んどなく、均一な膜状になっていることがわか
る。
子の白金電極２の表面を示したものであシ、第３図（ｂ
）は、本発明の前記〔実施例１〕による燃焼検知素子の
ロジウム膜を刺着させた白金電極６０表面を示したもの
である。この第３図（ａ） 、 （ｂ）から明らかなよ
うに、本発明によるロジウム膜を付着させた白金電極６
１１−１：、従来の製造法の白金電極２に比べて電極の
凝集が殆んどなく、均一な膜状になっていることがわか
る。
ちなみに、本発明の〔実施例１〕と〔実施例２〕による
燃焼検知素子および従来の製造法による燃焼検知素子と
を石油ストーブ中に実装し、市販の白灯油による連続燃
焼耐久試験を行ない、導電性金属端子４，５間の内部イ
ンピーダンスを測定したところ、第４図に示すような結
果になった。図中・ Ａは従来例、Ｂは〔実施例１〕、
Ｃは〔実施例２〕による各素子の特性である。このこと
からも、明らかに本発明による燃焼検知素子は内部イン
ピーダンスの止弁が抑制され、長期信頼性が向上してい
ることがわかる。
燃焼検知素子および従来の製造法による燃焼検知素子と
を石油ストーブ中に実装し、市販の白灯油による連続燃
焼耐久試験を行ない、導電性金属端子４，５間の内部イ
ンピーダンスを測定したところ、第４図に示すような結
果になった。図中・ Ａは従来例、Ｂは〔実施例１〕、
Ｃは〔実施例２〕による各素子の特性である。このこと
からも、明らかに本発明による燃焼検知素子は内部イン
ピーダンスの止弁が抑制され、長期信頼性が向上してい
ることがわかる。
なお、本発明の〔実施例１〕と〔実施例２〕において白
金の化学めっきを施した後、塩化ロジウムまたは硝酸ロ
ジウムをエタノールまだは水に溶解した溶液を塗布した
後、１０００℃〜１４００℃で熱処理しているが、これ
はこの処理温度領域において最も強固な電極膜を形成で
きるためである。
金の化学めっきを施した後、塩化ロジウムまたは硝酸ロ
ジウムをエタノールまだは水に溶解した溶液を塗布した
後、１０００℃〜１４００℃で熱処理しているが、これ
はこの処理温度領域において最も強固な電極膜を形成で
きるためである。
すなわち１０００℃以下では強固な電極膜の形成ができ
ず、逆に、１４００℃以上になると熱によって電極膜が
劣化するため好ましくないことによるものである。
ず、逆に、１４００℃以上になると熱によって電極膜が
劣化するため好ましくないことによるものである。
また、本発明の〔実施例１〕と〔実施例２〕において塩
化ロジウムまたは硝酸ロジウムを０．５重量部〜４５重
量部溶解した溶液を塗布しているが、とへは、０．５重
量部〜４５重量部の含有・ｍｌ域において、白金の凝集
の抑制が可能で、かつ、ロジウム膜を付着させた白金電
極のコストが従来の製造法による白金電極コスト以下に
なるためである。
化ロジウムまたは硝酸ロジウムを０．５重量部〜４５重
量部溶解した溶液を塗布しているが、とへは、０．５重
量部〜４５重量部の含有・ｍｌ域において、白金の凝集
の抑制が可能で、かつ、ロジウム膜を付着させた白金電
極のコストが従来の製造法による白金電極コスト以下に
なるためである。
すなわち、０．５重量部以下になると、白金の凝集を抑
制する効果がなく、逆に４．５重量部以上になるとロジ
ウムによシコストアップとなるため好ましくない。
制する効果がなく、逆に４．５重量部以上になるとロジ
ウムによシコストアップとなるため好ましくない。
また、本発明に使用できるロジウム塩類としては塩化ロ
ジウム、硝ｔ；ｉ７ ロジウムの他硫酸ロジウムなどが
ある。
ジウム、硝ｔ；ｉ７ ロジウムの他硫酸ロジウムなどが
ある。
また、有・殿溶剤としてば２−ｎブタノール、エチレン
グリコールなどのアルコール系やｎ−ブチルカルピトー
ルなどのエーテル系のものが使用できる。
グリコールなどのアルコール系やｎ−ブチルカルピトー
ルなどのエーテル系のものが使用できる。
まだ、多孔性セラミ、り材料のコーティングは、ＭｇＡ
ｔ２０４の他、Ａｔ２０６． ＺｒＯ２などの粉末をプ
ラズマ溶射または、無機バインダーを混ぜ塗布、焼成す
る方法で形成することもできる。
ｔ２０４の他、Ａｔ２０６． ＺｒＯ２などの粉末をプ
ラズマ溶射または、無機バインダーを混ぜ塗布、焼成す
る方法で形成することもできる。
（発明の効果）
以上の説明から明らかなように、本発明の製造法は、従
来の白金電極を用いたものとに比べ燃焼機器中での長期
実装における内部インピーダンスの抑制効果が顕著であ
り、燃焼検知素子として、長期信頼性を向上するもので
ある。
来の白金電極を用いたものとに比べ燃焼機器中での長期
実装における内部インピーダンスの抑制効果が顕著であ
り、燃焼検知素子として、長期信頼性を向上するもので
ある。
また、本発明のロジウム膜を付着させた白金電極の膜厚
は約１２〜２．５μｍであるのに対し従来の白金電極の
膜厚が約２．８μｍであシ、高価な電極材料の使用量を
減少させることができ、従ってコストの低減に貢献する
ことができる。
は約１２〜２．５μｍであるのに対し従来の白金電極の
膜厚が約２．８μｍであシ、高価な電極材料の使用量を
減少させることができ、従ってコストの低減に貢献する
ことができる。
第１図は、従来の燃焼検知素子の断面図、！ｌ＠２図は
、本発明の実施例により得られた燃焼検知素子の断面図
、第３図（ａ）は、従来の製造法による白金電極の表面
を示す図、第３図（ｂ）ｉｌ−ｊ：、本発明の実施例に
よるロジウム膜を付着させた白金電極の表面を示す図、
第４図は燃焼検知素子の連続燃焼耐久試験による内部イ
ンピーダンス特性を示す図であシ、Ａは従来ν１１、Ｂ
は本発明の〔実施例１〕、Ｃは〔実施例２〕の各素子の
特性である。 １・・・焼結体磁器、４，５・・・導電性金属グＭ子、
６．７・・・ロジウム膜を付着させた白金電極、８・多
孔性セラミック膜。 第１因 第２図 （ａ） （ｂ） 第４図
、本発明の実施例により得られた燃焼検知素子の断面図
、第３図（ａ）は、従来の製造法による白金電極の表面
を示す図、第３図（ｂ）ｉｌ−ｊ：、本発明の実施例に
よるロジウム膜を付着させた白金電極の表面を示す図、
第４図は燃焼検知素子の連続燃焼耐久試験による内部イ
ンピーダンス特性を示す図であシ、Ａは従来ν１１、Ｂ
は本発明の〔実施例１〕、Ｃは〔実施例２〕の各素子の
特性である。 １・・・焼結体磁器、４，５・・・導電性金属グＭ子、
６．７・・・ロジウム膜を付着させた白金電極、８・多
孔性セラミック膜。 第１因 第２図 （ａ） （ｂ） 第４図
Claims (1)
- 燃焼検知素子を構成する焼結体磁器表面に白金の化学め
っきを施す工程と、そのメッキ膜上に、ロジウム塩類０
，５〜４５重量部を水まだは有機溶剤１００重量部に溶
解して作成した溶液を塗布した後、１０００℃〜１４０
０ ℃の温度で熱処理する工程と、さらにその上に多孔
性セラミック材料でコーティングする工程とからなるこ
七を特徴とする燃焼検知素子の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59000037A JPS60144659A (ja) | 1984-01-05 | 1984-01-05 | 燃焼検知素子の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59000037A JPS60144659A (ja) | 1984-01-05 | 1984-01-05 | 燃焼検知素子の製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60144659A true JPS60144659A (ja) | 1985-07-31 |
Family
ID=11463127
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59000037A Pending JPS60144659A (ja) | 1984-01-05 | 1984-01-05 | 燃焼検知素子の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60144659A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6130760A (ja) * | 1984-07-24 | 1986-02-13 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 酸素センサ−及びその製造方法 |
| US4863583A (en) * | 1987-04-24 | 1989-09-05 | Ngk Insulators, Ltd. | Electrode structure of an oxygen sensing element |
-
1984
- 1984-01-05 JP JP59000037A patent/JPS60144659A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6130760A (ja) * | 1984-07-24 | 1986-02-13 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 酸素センサ−及びその製造方法 |
| US4863583A (en) * | 1987-04-24 | 1989-09-05 | Ngk Insulators, Ltd. | Electrode structure of an oxygen sensing element |
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