極限電流型氧傳感器能夠連續(xù)檢測(cè)出稀薄燃燒區(qū)的空燃比,是汽車氧傳感器的熱門研究方向。極限電流型氧傳感器工作過程中,絕緣層和功能層材料之間存在熱膨脹系數(shù)不匹配的問題,在熱震過程中,產(chǎn)生熱應(yīng)力,導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞,對(duì)氧傳感器的使用壽命造成巨大影響。本文主要研究過渡層的添加對(duì)簡化后的絕緣層和功能層的性能的影響。使用有限元法對(duì)梯度過渡層和交齒過渡層結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化,通過低溫固相法制備氧化鋁前驅(qū)體,經(jīng)過流延、印刷、疊壓和共燒結(jié)工藝,制備出過渡結(jié)構(gòu)共燒結(jié)試樣。對(duì)這些試樣進(jìn)行強(qiáng)度和形貌測(cè)試,分析得出如下結(jié)論:（1）梯度過渡層和交齒過渡層均可以改善結(jié)構(gòu)的熱應(yīng)力分布。梯度過渡層減少了結(jié)合面的應(yīng)力。交齒過渡層使應(yīng)力集中在固定面。選擇齒寬為0.5mm的交齒過渡層可以減少應(yīng)力集中的同時(shí),改善結(jié)合面的應(yīng)力分布。（2）水合堿式乙酸鋁的檸檬酸配合物的燒結(jié)溫度在375℃,共燒結(jié)試樣在燒結(jié)過程中需要在此溫度進(jìn)行保溫,以使前驅(qū)體分解完全。（3）梯度過渡層和交齒過渡層均可以減少結(jié)構(gòu)熱應(yīng)力。相比交齒過渡層,梯度過渡層能強(qiáng)化結(jié)構(gòu),保證絕緣層性能。 

【文章來源】：武漢科技大學(xué)湖北省

【文章頁數(shù)】：63 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 片式氧傳感器概述
        1.2.1 極限電流型氧傳感器的原理與結(jié)構(gòu)
        1.2.2 極限電流型氧傳感器的發(fā)展以及研究現(xiàn)狀
        1.2.3 片式傳感器的一般制備方法
    1.3 氧化鋯與氧化鋁過渡層概述
        1.3.1 過渡層結(jié)構(gòu)
        1.3.2 低溫固相法制備過渡層原料
    1.4 有限元結(jié)構(gòu)優(yōu)化概述
        1.4.1 有限元的定義
        1.4.2 有限元的發(fā)展
        1.4.3 有限元的分類
        1.4.4 基于計(jì)算機(jī)輔助的有限元分析方法
    1.5 研究意義及研究思路
第2章 過渡層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    2.1 前言
    2.2 熱應(yīng)力理論分析
        2.2.1 熱傳導(dǎo)分析
        2.2.2 熱應(yīng)力分析
    2.3 過渡層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        2.3.1 梯度過渡層設(shè)計(jì)
        2.3.2 交齒過渡層設(shè)計(jì)
第3章 前驅(qū)體制備、表征和評(píng)價(jià)
    3.1 前言
    3.2 實(shí)驗(yàn)過程
    3.3 測(cè)試與分析
        3.3.1 檸檬酸配比影響
        3.3.2 前驅(qū)體結(jié)構(gòu)分析
        3.3.3 前驅(qū)體熱分析
    3.4 本章小結(jié)
第4章 氧化鋁和氧化鋯過渡層結(jié)構(gòu)分析與制備
    4.1 前言
    4.2 有限元模擬
        4.2.1 基本假設(shè)
        4.2.2 建立模型
        4.2.3 結(jié)果與分析
            4.2.3.1 梯度過渡層熱應(yīng)力分布
            4.2.3.2 交齒過渡層熱應(yīng)力分布
            4.2.3.3 結(jié)果討論
    4.3 實(shí)驗(yàn)流程
        4.3.1 氧化鋁層片制備
            4.3.1.1 實(shí)驗(yàn)原料與設(shè)備
            4.3.1.2 實(shí)驗(yàn)過程
        4.3.2 過渡層印刷
            4.3.2.1 實(shí)驗(yàn)原料與設(shè)備
            4.3.2.2 實(shí)驗(yàn)過程
        4.3.3 共燒結(jié)
            4.3.3.1 實(shí)驗(yàn)原料與設(shè)備
            4.3.3.2 實(shí)驗(yàn)過程
            4.3.3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
    4.4 實(shí)驗(yàn)分析
        4.4.1 層片制備結(jié)果與分析
        4.4.2 過渡層印刷結(jié)果
        4.4.3 共燒結(jié)實(shí)驗(yàn)分析
    4.5 本章小結(jié)
第5章 強(qiáng)度與形貌測(cè)試
    5.1 過渡層共燒結(jié)構(gòu)測(cè)試
        5.1.1 強(qiáng)度測(cè)試
        5.1.2 形貌測(cè)試
    5.2 結(jié)果分析
    5.3 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 不足與展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄1 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文
附錄2 攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研項(xiàng)目


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]影響絲網(wǎng)印刷質(zhì)量的工藝參數(shù)分析[J]. 王永秋.  網(wǎng)印工業(yè). 2018(01)
[2]熱等靜壓處理技術(shù)在燃機(jī)葉片上的應(yīng)用[J]. 王巍,陳愛志,劉長江,袁超.  汽輪機(jī)技術(shù). 2017(05)
[3]汽車氧傳感器類型的區(qū)別[J]. 徐汝玲.  電子世界. 2017(15)
[4]淺析絲網(wǎng)印刷質(zhì)量的影響因素[J]. 高巧俠.  廣東印刷. 2017(03)
[5]等靜壓技術(shù)在材料加工領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀[J]. 姜卓鈺,張朋,包建文,王克儉.  宇航材料工藝. 2017(01)
[6]流延成型技術(shù)的研究進(jìn)展[J]. 謝雨洲,彭超群,王小鋒,王日初,劉家杰,徐健.  中國有色金屬學(xué)報(bào). 2015(07)
[7]固相法合成梯度孔γ-Al2O3及其形成機(jī)制[J]. 胡小夫,柳云騏,李國良,馬躍龍,劉晨光.  石油學(xué)報(bào)(石油加工). 2015(03)
[8]功能梯度材料熱應(yīng)力研究進(jìn)展[J]. 曹蕾蕾,裴建中,陳疆,張濤.  材料導(dǎo)報(bào). 2014(23)
[9]新型致密擴(kuò)散障極限電流氧傳感器的制備及其性能[J]. 江浩,簡家文,陳康,顧媛媛.  硅酸鹽學(xué)報(bào). 2012(12)
[10]流延法制備8YSZ薄膜[J]. 文有強(qiáng),劉寧,李凱,陳涵,郭露村.  陶瓷學(xué)報(bào). 2012(01)

碩士論文
[1]低溫固相法制備高溫結(jié)構(gòu)陶瓷用氧化物粉體研究[D]. 占文.武漢科技大學(xué) 2009



本文編號(hào)：3616773