Материал для электрода электрохимических датчиков кислорода

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ . РЕСПУБЛИК ц11 4 С Ql N 27/46

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ASTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ.ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

110 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA (21) 3751894/24-25 (22) 08.06.84 (46) 23.05.86.Бюл. 19 (71) Институт электрохимии Уральского научного центра АН СССР(72) В.К.Гильдерман, .В.И.Земцов, Б.В.Кузьмин и С.Ф.Пальгуев (53) 543.247(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 824011, кл. G 01 N 27/46, 1980.

Патент Великобритании У 2104666 А, кл. G 01 N 27/56, 1978. (54) МАТЕРИАЛ ДЛЯ ЭЛЕКТРОДА ЭЛЕКТРО"

ХИМИЧЕСКИХ ДАТЧИКОВ КИСЛОРОДА. (57) Изобретение относится к электрохимическим датчикам кислорода с твердым оксидным электролитом и может быть использовано при проведении за-

„.Я0„„1233028 А l меров в высокотемпературных окислительно-восстановительных средах. Материал для электрода электрохимических датчиков кислорода содержит оксиды редкоземельного элемента и щелочноземельного элемента. Для повьппения активности электрода и электропроводности он дополнительно содержит оксид хрома, в качестве редкоземельного элемента выбран оксид самария, а в качестве щелочноземельного элемента — оксид кальция. Однофазность образцов материала электрода и оптимальные условия для получения составов с высокой электропроводностью осуществляются при следующих соотношениях компонентов: оксид хрома 30,446,3; оксид кальция 14,8-51,8; оксид самария остальное.

1233028

0C TaJIbHGe

14,8-51,8

Оксид самария

Sm,„0

Остальное

Составитель Г.Боровик

Техред Л.Сердюкова Корректор N-Самборская

Редактор P.Öèöèêà

Заказ 27б1/44 Тираж 778 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035,Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие,г„Ужгород,ул.Проектная,4

Изобретение относится к электрохимическим датчикам кислорода с твер.дым оксидным электролитом и касается непосредственно разработки материала для электрода, обладающего хорошей активностью и электропронодностью прн высоких и средних температурах н носстанонительных и окислительных атмосферах.

Цель изобретения — повышение электропронодности и активности электрода при высоких температурах в окислительно-восстановительных средах.

Рентгенофаэовый анализ образцов системы Sm O -Cr Оз-Са0 показал, что в ней образуются высокопроводящие твердые растворы со структурой перовскита типа АВО . Состав этих твердых растворов можно представить следующей формулой Sm„ „ Cr „ Ca„,„О . Самарий находится в позициях А, а хром в позициях В; При замещении либо самария, либо хрома кальцием в соедине,нии образуется Cr 4, так как самарий и кальций проявляют стабильную валентность 3 и 2+ соответственно, а хром является полиналентным элементом и легко переходит в четырехвалентное состояние. В результате чего реализуется перескоковый механизм по хрому, т.е, электрон перескакивает от Сг к Сг < теоретически наибольшая проводимость будет наблюдаться, когда концентрация Cr 4ранна концентрации Сг

Однако такие услония не всегца реализуются Hs-sa образования других плохопроводящих фаэ, Рентгенофаэовый анализ показал, что твердые растворы существуют только при следующих соотношениях н соединении Sm, „Ñr, „Ca„,„Î . О ах <0,5 при у О; О (у (0,1, при х О.

При значениях коэффициентов для самария и хрома больше 1 образуются дополнительные плохопроводяшие фазы. оксидон самария и хрома соответственно, При содержании кальция х 0,5 и у =: 0 образуется плохопроводящая фаза GaCr0, . При малых содержаниях кальция проводимость будет мала, так как концентрация Cr+ мала н соединении ЯшСгО -.

1б Однофазность образцов материала электрода и требования по реализации оптимальных условий для образования проводящих состанон осуществляется при следующих соотношениях компоненTOB y MOJI е Х iåe

Оксид хрома

Сг20„, 30,4-46,3

Оксид кальция

СаО 14 8-51 8

Оксид самария

Sm тоз формула изобретения

Материал для электрода электрохимических датчиков кислорода, содержащий оксиды редкоземельного элемента и щелочноземельного элемента, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью повышения электропронодности и активности электрода при высоких температурах н окислительно-восстановительных средах, он дополнительно содержит оксид хрома, в качестве ок35 сида редкоземельного элемента выбран сксид самария, в качестве оксида щелочноземельного элемента - оксид кальция н следующих количествах, мол.7:

Оксид хрома

Сг О 30,4-4б,3

Оксид кальция

Са.О