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随着世界经济的高速发展,汽车保有量快速增长。由于内燃机本身的缺陷,汽车燃油的不完全燃烧,导致汽车在使用过程中排放出大量的污染物。λ氧传感器广泛用于汽油发动机能有效降低污染同时降低能耗,但对于λ不等于1的柴油发动机和天然气发动机等燃油高效燃烧的发动机,则须采用宽域氧传感器控制燃油燃烧。本文立足于实验室已有宽域氧传感器制备工艺的基础上结合实验过程中遇到的困难,对流延浆料的制备、流延成型、丝网印刷、叠压、氧化锆与氧化铝高温共烧等方面进行了优化,并论述了实验室中对宽域氧传感器快速制备和检测的方法。主要研究结果有:⑴流延浆料的优化。氧化锆有机流延浆料配方为,每100粉添加2.5克鱼油、30克甲苯、30克乙醇、11克PVB、3克PEG-400和2.5克BBP。氧化锆水基流延浆料配方为,每100粉添加4克TEA、20克去离子水、18克30wt%PVA溶液、5克PEG-400和1克BBP。氧化铝有机流延浆料配方为,每100粉添加3克鱼油40克甲苯、40克乙醇、15克PVB、5克PEG-400和4克BBP。采用上述流延配方可以制得无缺陷流延生坯。⑵丝网印刷参数的优化。承印物为300μm8YSZ流延叠压片,网板为200目20×15cm聚酯网板,网板和承印物之间距离为3mm时进行丝网印刷,印刷图样在55～60℃烘干可以获得良好的烘干效果,烘干时间为20～25分钟。⑶叠压参数的优化。在叠压压力为1MPa、温度为80℃、保压10min的压制条件下,乙醇、甲苯单独作为叠压助剂无法获得良好的叠压效果;2wt%BBP+98wt%甲苯制得的溶液和1wt%有机载体+99wt%甲苯制得的溶液作为叠压助剂均可以获得良好的叠压效果。⑷氧化锆与氧化铝叠层共烧的优化。玻璃粉作为助熔剂在氧化锆-氧化铝-氧化锆共烧过程中起到促进氧化铝烧结的作用,在玻璃粉的量为2.5wt%时,结合在1350℃保温4h的整平处理,可以得到表面平整、界面结合良好的氧化锆-氧化铝-氧化锆共烧试样。采用70μm厚氧化铝流延片替代氧化铝印刷层作为绝缘层,可以使氧化锆-氧化铝-氧化锆共烧试样减少变形,促进其在界面处的结合。⑸玻璃封装漏气空气通道。在玻璃中加入水玻璃不利于玻璃和陶瓷基体的结合。在玻璃中加入8YSZ粉会出现无法熔入玻璃导致玻璃浑浊,不利于和陶瓷基体的结合。采用1000度玻璃粉,在1100度烧结30min,并在1100℃～800℃间以1℃/min降温,800℃～室温炉冷,可以获得良好的玻璃封装效果。⑹加热电阻外置。采用外置加热电阻的结构可以满足对氧传感器试样的加热,并能提高试样成品率。⑺宽域氧传感器实验室用快速检测方法。酒精灯测试可以检测空气通道气密性,结合玻璃封装可以制得具有良好气密性空气通道的试样。交流阻抗谱法可以检测电池单元中固体电解质电导率和电极电阻,并确定最佳工作温度。