Преобразователь давления

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и позволяет повысить чувствительность преобразователя. Преобразователь представляет собой заполненный электролитом корпус, в котором размещены два электрода с различными электродными потенциалами. Один из электродов выполнен из слоистого соединения монокристаллов InSe, GaSe, или TiSj. Структура электрода обеспечивает высокую анизотропию механических свойств, которую можно целенаправленно изменять при помощи интеркалирования слоистых соединений монокристаллов. Интеркалирование осуществляют в электролите, представляющем собой 1Н растворы солей металлов 1 а и а групп Периодической сисг темы, путем пропускания тока в течение определенного времени. 1 з.п, ф-лы. 2 табл. S (Л со о 00 00 о

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) (511 4 С 01 ? 9/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3896889/24-10 (22) 11.05,85 (46),15.04.87.Бюл. Р 14 (71) Черновицкое отделение Института проблем материаловедения АН УССР (72) З.Д.Ковалюк, В.К.Лукьянюк, А.И.Середюк и К,Д.Товстюк (53) 53!.787 (088.8) (56) Лидоренко Н.С, Введение в.молекулярную электронику. М.: Энергоатомиздат, 1984, с,320, Андропов Л,И. Теоретическая электрохимия. M ° Высшая школа, 1975, с.560. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДАВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и позволяет повысить чувствительность преобразователя. Преобразователь представляет собой заполненный электролитом корпус, в котором размещены два электрода с различными электродными потенциалами. Один из электродов выполнен из слоистого соединения монокристаллов InSe СаБе, Bi Te или TiS . Структура электрода обеспечивает высокую анизотропию механических свойств, которую можно целенаправленно изменять при помощи интеркалирования слоистых соединений монокристаллов. Интеркалирование осуществляют в электролите, представляющем собой 1Н растворы солей металлов 1 а и 1la групп Периодической сис-. темы, путем пропускания тока в течение определенного времени. 1 з.п. ф-лы. 2 табл.

13038

Изобретение относится к контроль— но-измерительной технике и предназначено для измерения давления с использованием электрохимических систем, 5

Целью изобретения является повышение чувствительности преобразователя.

Преобразователь давления реализуется на основе электрохимической сис- 10 темы с двумя электродами из материалов, имеющих различные электродные потенциалы. Так, в качестве одного из электродов может быть взята платиновая проволока, а в качестве противоэлектрода — слоистый монокристалл или его интеркалат. Оба электрода помещены в ячейку с 1н. водным раствором хлористого калия и снабжены измерителем ЭДС, например цифровым вольтметром. Противоэлектроды изготавливают из монокристаллов InSe

СаБе, Bi Те, выращенных по методу

Бриджмена, и TiS, выращенного путем газотранспортной реакции. Из слитков

25 монокристаллов InSe, СаБе и Bi Te> вырезают образцы в виде параллелепи — педа с гранями, ориентированными вдоль основных кристаллографических осей, а монокристаллы Тl.S дополни— тельно не обрабатывают. На одну из граней образцов наносят электрический контакт, Интеркалирование монокристаллов InSe, СаБе, Bi Te и TiS производят следующим образом, Приго- 35 товленные как указано образцы помещают в электрохимическую ячейку с платиновым противоэлектродом и приводят в контакт с электролитом, в качестве которого. берут 1н. растворы солей ме- 40 таллов 1а и 11а групп Периодической системы ° Электрохимическая интеркаляция образцов осуществляется путем пропускания через ячейку в течение

0,5 — 100 ч тока 1-500 мкА. 45

Преобразователь давления работает следующим образом, Поскольку свободная энергия Гиббса электрохимической системы опреде- 50 ляется, с одной стороны, разностью электродных потенциалов acp, а с другой — термодинамическими параметрами системы U (объем), Т (абсолютная температура), р (давление), то, зная последние, из выражения nF 6q

= Sdt — Vdp, где n — количество валентных электронов, принимающих участие в реакции; Р— число Фарадея;

S — электропия системы, мы можем определить ЭДС системы и, наобооот, зная изменение ЭДС, можно установить величину изменения давления при прочих неизменных параметрах °

Использование в качестве одного из электродов слоистых соединений

InSe, СаБе, BizTe и TiS ïîçâîëÿåò повысить барическую чувствительность преобразователя давления. Это достигается за счет специфики строения указанных соединений, представляющих собой стопу чередующихся слоев металл — халькоген, внутри которых действуют сильные, преимущественно ковалентные силы, связанные слабыми ван-дер-ваальсовскими силами. Такая структура обеспечивает высокую анизотропию механических свойств и высокую чувствительность к внешним механическим воздействиям, например давлению, При помощи интеркалирования слоистых кристаллов, т.е, внедрения примесей в ван-дер-ваальсовские про— межутки, можно целенаправлено изменять анизотропию исходных матриц и регулировать барическую чувствитель— ность преобразователей, изготовлен— ных на их основе.

Ниже представлена барическая чувствительность преобразователей путем регистрации ЭДС системы с противоэлектродом в виде медной пластины, с противоэлектродами из слоистых монокристаллов и их интеркалатов, Образцы в виде параллелепипедов из монокристаллов InSe, СаБе и

В1 Те вырезаны размером 1х4х4 мм а образцы монокристаллов Т1Б взяты размером 0,2 х 2 х 3 мм . Оба электр рода помещены в ячейку с 1н, водным раствором хлористого калия, в котором создавалось давление 2,5 10 Па, 6

Оптимальное содержание интеркалянта (х) в материале электрода приведено в табл. 2 и определяется измерением барического коэффициента для разных концентраций примесей.

Как видно из табл. 2, наибольшая барическая чувствительность соответ— ствует содержанию интеркалянта

Осх i0,5.

Использование изобретения позволяет увеличить точность измерения давления преобразователями давления, Формула изобретения

Преобразователь давления, содержащий заполненный электролитом

1303860

Продолжение табл. 1 корпус, в котором размещены два электрода с различными электродными потенциалами, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения чувствительности, в нем один из электродов выполнен из слоистого соединения монокристаллов InSe, СаБе, 5i Òå или ТдЯ

2. Преобразователь по п.l, о т л и ч а ю шийся тем, что слоис- 10 тое соединение электрода интеркалировано металлом Ia, TIa групп Периодической системы, Таблица 1

1,72

1,74

6,09

6,18

0,92

К04 Tlsг

1,01

l,01

3,17

0,033

Си

0,84

0,81

InSe

2,61

1,33

0,42

СаЯе

0,9 1

4,67

0,39

0,41

Ф 04 Т Б

Ва Т Б

5,5

0,84

5,59

Таблица 2

Hi Te

СаБе

InSe х

Li Mg К Ва Li Mg К )Ва

-7 барический коэффициент, х — 10, Па

0,39

0,81

0,42

0,91

Ов1 1 в91 Оэ85 Оэ68 0,92

0,2 3,06 0,92 1,27 2,13

1,07

2,63

1,21

4,58

0 3 4 33 О 97 1,74 2 61 6 09

1,33

0,4

5 5 1 01 1 52 2 21

5,32 1,12

4,17 0,94

0,5 3,74 0,94 1,21 1,36

0,83

0,6 1,76 0,82 0,63 0,98

0,7 0,78 0,61 0,37 0,41

2,01

0,89 0,71

8i Те

TiS

Li InSe

04

Li СаЯе з СаЯе

О,З

1д-0, В1 Тез

1 .К -, Bi Te

Li04 Tissu

Mg In Se

0,4

Ва о 4 InSe !

Mg СаБе

Ва„GaSe

Ид В1. Те

Ва 0з Bi Тез

0,52 0,41

0,74 0,49

0,89 0,61

1,01 0,84

0187 Оэб

Ое45 Оэ49

0,31 0,29