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감지전극과 기준전극 사이에 개재되는 가스 센서용 고체 전해질에 있어서,
상기 고체 전해질이,
이온 전도성 고체 전해질로 형성된 제1층;
금속 박막으로 형성된 배리어층; 및
이온 전도성 고체 전해질로 형성된 제2층
이 순차적으로 적층되어 형성된 다층 구조를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 가스 센서용 다층 구조 고체 전해질
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제1항에 있어서,
상기 이온 전도성 고체 전해질은 나시콘, 나트륨베타알루미나 또는 리튬란탄티타네이트인 것을 특징으로 하는 가스 센서용 다층 구조 고체 전해질
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제1항에 있어서,
상기 이온 전도성 고체 전해질로 형성된 제1층 및 제2층은 그 두께가 각각 200 ~ 1000 ㎛ 인 것을 특징으로 하는 가스 센서용 다층 구조 고체 전해질
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제1항에 있어서,
상기 배리어층은 금, 은, 백금, 구리 및 알루미늄으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 또는 2종 이상의 혼합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 센서용 다층 구조 고체 전해질
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제1항에 있어서,
상기 배리어층의 두께는 1 ~ 10 ㎛ 인 것을 특징으로 하는 가스 센서용 다층 구조 고체 전해질
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6
(S1) 고체 전해질 분말, 가소제, 바인더, 분산제 및 유기 용매를 포함하는 이온 전도성 고체 전해질 슬러리를 준비하는 단계;
(S2) 상기 슬러리를 기판 또는 바탕필름에 캐스팅하고 건조시켜 이온 전도성 고체 전해질 시트를 얻는 단계;
(S3) 상기 시트를 소결하는 단계;
(S4) 상기 소결체의 일면에 금속 페이스트를 도포하여 배리어층을 형성하고, 상기 배리어층 상에 제2의 상기 소결체를 적층하는 단계; 및
(S5) 상기 결과물을 소결하는 단계
를 포함하는 하는 가스 센서용 다층 구조 고체 전해질의 제조방법
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7
(S1) 고체 전해질 분말, 가소제, 바인더, 분산제 및 유기 용매를 포함하는 이온 전도성 고체 전해질 슬러리를 준비하는 단계;
(S2) 상기 슬러리를 기판 또는 바탕필름에 캐스팅하고 건조시켜 이온 전도성 고체 전해질 시트를 얻는 단계;
(S3) 상기 시트의 일면에 금속 페이스트를 도포하여 배리어층을 형성하고, 상기 배리어층 상에 제2의 시트를 적층하는 단계; 및
(S4) 상기 결과물을 소결하는 단계
를 포함하는 하는 가스 센서용 다층 구조 고체 전해질의 제조방법
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제6항 또는 제7항에 있어서,
상기 고체 전해질 분말은 나시콘, 나트륨베타알루미나 또는 리튬란탄티타네이트의 분말인 것을 특징으로 하는 가스 센서용 다층 구조 고체 전해질의 제조방법
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9
제6항 또는 제7항에 있어서,
상기 가소제는 폴리에틸렌글리콜, 폴리알킬렌글리콜, 디옥틸 프탈레이트 및 디부틸 프탈레이트로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 2종 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 가스 센서용 다층 구조 고체 전해질의 제조방법
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10
제6항 또는 제7항에 있어서,
상기 바인더는 폴리비닐부티랄, 폴리비닐알코올 및 폴리아크릴레이트 에스테르로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 2종 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 가스 센서용 다층 구조 고체 전해질의 제조방법
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11
제6항 또는 제7항에 있어서,
상기 분산제는 글리세릴 트리올레이트, 피시오일 및 포스페이트 에스테르로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 2종 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 가스 센서용 다층 구조 고체 전해질의 제조방법
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12
제6항 또는 제7항에 있어서,
상기 유기용매는 트리클로로에틸렌, 에틸알코올, 톨루엔 및 메틸에틸케톤으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 2종 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 가스 센서용 다층 구조 고체 전해질의 제조방법
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13
제6항 또는 제7항에 있어서,
상기 배리어층 형성용 금속 페이스트는 금, 은, 백금, 구리 및 알루미늄으로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 하나 또는 2종 이상의 혼합물을 포함하는 것을 특징으로 가스 센서용 다층 구조 고체 전해질의 제조방법
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제6항에 있어서,
상기 (S3) 단계의 소결 공정은 900~1300℃에서 수행되는 것을 특징으로 하는 가스 센서용 다층 구조 고체 전해질의 제조방법
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15
제6항에 있어서,
상기 (S5) 단계의 소결 공정은 700~1200℃에서 수행되는 것을 특징으로 하는 가스 센서용 다층 구조 고체 전해질의 제조방법
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16
제7항에 있어서,
상기 (S4) 단계의 소결 공정은 900~1200℃에서 수행되는 것을 특징으로 하는 가스 센서용 다층 구조 고체 전해질의 제조방법
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17
일면에 발열체 패턴이 인쇄된 기판, 상기 기판에 대하여 발열체 패턴과 대향하는 다른 일면에 부착된 기준전극, 상기 기준전극에 대하여 기판과 대향되는 면에 부착된 고체 전해질 및 상기 고체 전해질에 대하여 기준전극과 대향되는 면에 부착된 감지전극을 구비하고 있는 가스 센서 소자에 있어서,
상기 고체 전해질이 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 다층 구조 고체 전해질인 것을 특징으로 하는 가스 센서 소자
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