Твердый электролит

Авторы патента:

G01N27/46 - Исследование или анализ материалов с помощью электрических, электрохимических или магнитных средств (G01N 3/00-G01N 25/00 имеют преимущество; измерение переменных электрических или магнитных величин и исследование электрических или магнитных свойств материалов G01R)

ТВЕРДЫЙ ЭЛЕКТРОЛИТ, содержащий сульфид щелочно-земельного металла и сульфид редкоземельного металла, отличающийся тем, что, с целью расширения рабочего температурного интервала, в о качестве сульфида щелочно-земельного металла используют сульфид бария, а в качестве сульфида редкоземельного металла - полуторный сульфид тулия в следующих количественных соотношения, мас.%: BaS25-55 Остальное

СОЮЭ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (!9) (И) 3 G 01 N 27/46

ГОсудАРственный кОмитет сссР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ )" :, К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

I (21 ) 3479607/I8-25 (22) 06.08,82 (46) 23.02.84. Бюл. М 7 (72) Л.А. Калинина, Г.И. Широкова, Т.3. Комм и Ю,д. Третьяков (71) Кировский политехнический институт (53) 543.247(088.8) (56 ) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 504845, кл. D 06 М 13/40, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

9 674518, кл. G 01 N 27/46, 1979 (прототип). (54) (57) ТВЕРДВ)И ЭЛЕКТРОЛИТ, содержащий сульфид щелочно-земельного металла и сульфид редкоземельного металла, отличающийся тем, что, с целью расширения рабочего температурного интервала, в с качестве сульфида щелочно-земельного металла используют сульфид бария, а в качестве сульфида редкоземельного металла вЂ” полуторный сульфид тулия в следующих количественных соотношения, мас.Ъ:

Ва$ 25-55

Tm B

Остальное

1075138

Изобретение относится к электрохимическим исследованиям полупроводниковых соединений и может быть использовано для исследования кристаллических и аморфных полупроводниковых сульфидов методом ЭДС, в газоаналиэаторах на серусодержащие газы, в источниках тока.

Известен твердый электролит с превалирующей сульфиданионной проводимостью f1), содержащий сульфид бария и дисульфид циркония в следующих количествах, мол. Ъ:

Ва$

Z I S g

Недостатки указанного твердого электролита являются низкие ионные числа переноса и узкий диапазон рабочих температур.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является твердый электролит, содержащий сульфид щелочно-земельного металла и сульфид резкоземельного металла j2J .. . Недостатком известного твердого электролита является возможность его использования в узком интервале температур 300 -380 С, что ограничивает о область его применения для исследования различных сульфидных материалов, Целью изобретения является расширение рабочего температурного интервала.

Поставленная цель достигается тем, что в твердом электролите, содержащем сульфид щелочно-земельного металла и сульфид редкоземельного металла, в качестве сульфида щелоч но-земельного металла используют ,сульфид бария, а в качестве сульфида щелочно-земельного металла ис,пользуют сульфид бария, а в качестве сульфида редкоземельного металла полуторный сульфид тулия в следующих количественных соотношениях, мол.%:

Ва$

25-55

Тш $ Остальное

Количественные соотношения данного твердого электролита обусловлены диаграммой состояния, полученной на основании данных трех методов: электропроводности, РФА, гомогенизирующего отжига. Снимались зависимости удельной электропровод1О,ности, относительного смещения ! брэгговского;. угла отражения и относит ельной линейной усадки от состава, мол.% Ba.

На чертеже приведена диаграмма

i5 состояния данного твердого электролита.

Все три зависимости имеют идентичный характер: наблюдается зависимость состав вЂ” свойство, характерЩ ная для образования твердых растворов, За пределами этой области все три свойства практически не зависят от состава, что присуще двухфазным образцам. Максимальные зна25 6 чения 1яЖ, 8 и - 1 характуризуют разупорядочение в твердых растворах, приведенных на предлагаемой диаграмме, с образованием вакансий

ЗО по иону серы, являющихся источником проводимости по сульфид-иону.

Минимум свойств отвечает соединению BaTm<$4 в котором проводимость возможна за счет разупорядочения по следующем типу

ЬОTm25, В Ь УТЩ i

Ьа п т

35$ " 25 з"

Использование качественно нового состава ВаЯ вЂ” Tm $3 по сравнению с известным расширяет интервал рабочих температур твердого электролита.

В табл. 1 приводятся ионные числа переноса предлагаемого электролита и известного в рабочем интервале температур первого.

1075138 с г !

ГЧ CCL с с о о

1 О с с

Ю с-4 о с с о

<Ч Ю с с

Ю rl! ! ! !

CO ! О с с

1 о с о ч о о (Ч CO с с о о

СЧ Ch с с о о сй О с о о в о

Ю rl л3 Ch л с о о сО 00 с с о о

LA СО с с о о

CCL О1 с с о о сп с л

Ю с-I

GO Cil с с о о

° Ф

1 ! Ю 1. л о! л с с о о о со с с о

o o с с

%-1 %-1 о гс

%1 Ю

Р1

CO c с с

o o

CO сФ с о о г с3 с о о

CO (Г> с с

Ю О гс о о !

Ю ! n

1 l

1 вЂ” -<

1 ! ! ! ! Ю

Р ) сг с с о о о о! ! ! ! ! 1 с

Ф и,ш

%4 Ф4

cd Я н

1 !

1 1

1 I га и

cd cd

С> Ф ! о сФ с о

С ) С ) с ь

О\ лФ с

LA с

% 1

ill с о ф

1:, „! !

1! с! РЗ

cL! бР с ° ой !".

OCO O! она

1 Ю гч с с с с

o e o ! гЧ лй H M Ф Г 1 с с с с о о о о

1 ! ! гч о с с о ч 1

I l

1 ! !

1 (ч ю с ! о о ! 1 ! 1

1 ! !

1075138

Таблица 2 (б + ЭВ ) ом см

Система

10 вЂ” 10

СаБ La Sg

HaS - Tm S

T а-блица 3

Состав образцов электролитов, мол. Ъ

Температурный интервал использования, С

125-220

60-43 KrS@

70-49 La S.й ъ

75-45 Tm S J

40-57 BaS

300-380

30-51 CaS

350-550

25-55 ВаЯ

Составитель Г. Боровик

Редактор Т. Кугрышева Техред М.Тепер

Корректор A. Тяско

Заказ 489/36 Тираж 823

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Предлагаемый твердый электролит, как и известный, содержит сульфид щелочно-земельного металла и сульфид редкоземельного металла Tm Ë . Введение в качестве второго компонента

Tm>S y, имеющего большее количество свободных Г-электронов, увеличивает электропроводность образцов, которая является важной характеристи- . кой твердых электролитов, так как снижает сопротивление гальванических элементов, В табл. 2 приведены порядки величин сопротивления предлагаемого твердого электролита и известного.

В-табл. 3 сравниваются температурЭффективность использования изоб-, ретения может быть определена рас.ширением области использования твер- 35 дых электролитов с преимущественной проводимостью по сульфид-иону для исследования более широкого круга ! ные интервалы возможного использования твердых электролитов. полупроводниковых сульфидов методом

ЭЦС, а также расширением области использования твердого электролита в газоанализаторах на серусодержащие газы для улучшения охраны труда на производстве.

Электрохимический преобразователь концентрации кислорода и способ его изготовления // 1073685

Способ газового анализа смесей,содержащих пары воды, кислород и определяемый компонент // 1073684

Электрохимический способ определения ванадия,хрома,марганца из одной навески легированной стали // 1073683

Способ контроля остаточных внутренних напряжений в проволоке // 1073669

Кондуктометрический датчик // 1068794

Вихретоковый дефектоскоп // 1067420

Устройство для измерения нестехиометричности окислов // 1065761

Электрохимический датчик кислорода // 1062589

Твердый электролит для высокотемпературного чувствительного элемента // 1061033

Устройство для определения наличия и толщины пленки электролита на поверхности металлических объектов // 2107891

Электрохимический анализатор физико-химических свойств материалов // 2112965

Стационарный ph-метр для контроля жидких сред // 2112975

Изобретение относится к измерительным приборам и может быть использовано для контроля жидких сред, например молочных продуктов

Способ измерения объемного содержания компонента многокомпонентной однородной смеси // 2119658

Сенсор паров ароматических углеводородов // 2119662

Изобретение относится к аналитическому приборостроению и может быть использовано для определения концентрации паров ароматических углеводородов в атмосфере промышленных объектов и при экологическом контроле

Способ контроля анизотропии прочности твердых материалов и изделий // 2134876

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для контроля анизотропии прочности твердых металлических и строительных материалов и изделий

Способ определения ресурса работы несущего элемента из жаропрочного термически упрочняемого алюминиевого сплава в конструкции летательного аппарата // 2140071

Изобретение относится к области исследования физико-механических свойств металлов и может быть использовано при диагностировании фактического состояния конструкции летательного аппарата после определенной наработки в процессе профилактических осмотров самолета

Способ определения запаса прочности нагруженного материала // 2141648

Изобретение относится к неразрушающим методам анализа материалов путем определения их физических свойств, в частности предела прочности

Способ определения некомпенсированного электрического заряда материальных тел // 2145103

Изобретение относится к геофизике (гравиметрии, геомагнетизму), к общей физике и может быть использовано при определении взаимодействия материальных тел, при расчетах магнитной напряженности вращающихся тел, объектов, тяжелых деталей аппаратов, вращающихся с большой скоростью

Способ детектирования газовых смесей // 2146816

Изобретение относится к способам анализа смесей газов с целью установления их количественного и качественного состава и может быть использовано в газовых сенсорах