Электродный материал

 

Изобретение относится к электродным материалам для электрохимических датчиков, используемых для определения концентраций оксида алюминия в расплавленных солях ,в частности, при электролитическом получении алюминия из криолит-оксифторидных расплавов. Цель изобретения - увеличение чувствительности, повышение коррозионной и термической стойкости. Для этого электродный материал содержит, мас.%: оксид тантала или оксид ниобия 2,1-10

оксид меди 2,1-15,0

оксид олова - остальное. Использование электродного материала в датчиках позволяет повысить чувствительность, термостойкость и коррозионную стойкость материала. 2 табл.

(51) 4 С 25 С 3/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ ЕНИ

H А BTOPCHOMV СВИ4ЕТЕЛЬСТВУ

95,4.„;Й ф: „.:..

l ф СОЮЗ СОВЕТСКИХ

ФЦ » " СОЦИАЛИСТИ4ЕСНИХ

) фй

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4293294/31-02 (22) 03.08.87 (46) 30.07.89. Бюл. Р 28 (7 1) Институт химии Уральского научного центра АН СССР, Уральский политехнический институт им. С.M.Êèðîâà и Уральский алюминиевый завод (72) Б.Б.Гущин, Г.Д.Милова, В.А.Лебедев, Г,В.Базуев, Г.П.Швейкин, В.Г.Скоров и В.И.Овсянников (53) 669.7 13. 13(088 ° 8) (56) Патент Швейцарии 9 592163, кл. С 25 С 3/00, 14.10.77.

:(54) ЭЛЕКТРОДНЬЙ ИАТЕРИАЛ (57) Изобретение относится к электИзобретение относится к синтезу неорганических веществ, а именно электродных материалов для электрохияических датчиков, которые могут быть использованы для определения концентрации оксида алюминия в расплавленных солях, в частности при электролитическом получении алюминия из криолит-оксифторидных расплавов.

Цель изобретения — увеличение чувствительности, повыыение коррозионной и термической стойкости.

Пример 1. Берут 9,54 г диоксида олова, 0,21 г оксида тантала или ннобия и 0,25 г оксида меди. Смесь истирают, спрессовывают в виде цилиндра диаметром 10 мм при удельном давлении 2500 кг/см и прокаливают при

1000 С в течение 20 ч. Получают 10 r материала при следующем соотношении компонентoD> мас.Е:

„„SU „„1497283 A 1 родным материалам для электрохимических датчиков, используемых для определения концентраций оксида алюминия в расплавленных солях, в частности при электролитическом получении алюминия из криолит-оксифторид- ных расплавов. Цель изобретения увеличение чувствительности, повышение коррозионной и термической стойкости. Для этого электродный материал содержит, мас.Х: оксид .тантала или оксид ниобия 2,1-10; оксид меди

2 1-15,0; оксид олова — остальное.

Использование электродного материала в датчиках позволяет повысить чувствительность, термостойкость и коррозионную стойкость материала. 2 табл.

Диоксид олова

Оксид тантала или ниобия 2,1

Оксид меди

У

По результатам испытаний содержание компонентов материала в расплаве 4 о после выдержки в нем при 970 С в течейие 48 ч составляет 0,006 мас.X Sn0 „

0,04 мас.Х Ta 0 (Nb 0 ); 0,001 мас./ (Я

СиО. Величина потенциала в зависимости от концентрации оксида алюминия в расплаве составляет 7-160 мВ (табл. 2). Иатериал выдерживает 14 теплосмеп, П р и и е р 2. Берут 9 г диоксида олова 0,5 r оксида тантала или ниобия, 0 5 г оксида меди, истирают, спрессовывают в виде цилиндра диаметром 10 мм при удельном давлении

o„

2500 кг/см2 и прокаливают при 1000 С в течение 30 ч. Получают 10 г мате1497283 риала при следующем соотношении компонентов, мас.Х:

Диоксид опопа 90

Оксид тантала или ниобия 5

Оксид меди 5

По результатам испытаний содержание компонентов материала в расплаве после выдержки в нем при 970 С в теб чение 48 ч составляет 0,003 мас.Х 1О

SnO<, 0,008 мас.Х Та О (лЬ О );

0,002 оксида меди (табл.1). Величина потенциала в зависимости от концентрации оксида алюминия в расплаве составляет 8-161 мВ (табл,2). Материал выдерживает 15 теплосмен.

Пример 3. Берут 8 г SnO ;

0,5 г Ta

10 r материала при следующем соотношении компонентов, мас.Х: еДиоксид олова 80

Оксид тантала или ниобия 0,5

Оксид меди 15

По результатам испытаний содержание компонентов материала в расплаве после выдержки в нем при 970 С в течение 48 ч составляет 0,004 мас.Х

SnO<, О, 001 мас. Х Та 0 (МЬ О ); оксид меди в расплаве отсутствует (табл. 1) . Величина потенциала в зависимости от концентрации оксида алюминия в расплаве составляет 7-158 мВ (табл, 2) . Материал выдерживает 19 теплосмен. 35

П р.и м е р 4. Берут 8 г SnO<, .1 г Та О (Nb<0< ); 1 r CuO. Обрабатывают как окисано в примере 1. Получают 10 r материала при следующем соотношении компонентов, мас.Х: .4Р о

Диоксид олова 8О

Оксид тантала или ниобия 10

Оксид меди 10

По результатам испытаний содержание компонентов материала в расплаве 45 после выдержки в нем при 970оС в течение 48 ч составляет 0,005 мас.Х

ЯпО ; 0,0012 мас.Х Та О (Nb О ); оксид меди в расплаве отсутствует (табл. 1). Величина потенциала в за-. 5О висимости от концентрации оксида алюминия в расплаве с ставляет 10-161 мВ (табл. 2), Материал выдерживает 17 теплосмен.

Для сравнения в табл. 1 и 2 приведены данные по термостойкости (Количество воздушных тенлосмен), коррозионной стойкости (содержание компонентов электродного материала в электролите) и чувствительности (электродный потенциал в зависимости от концентрации оксида алюминия в расплаве известного электродного материала и электродного материала различного состава, а также при содержаниях компонентов, выходящих за допустимые пределы.

Из приведенных в таблицах данных видно, что новый материал по сравнению с известным обладает большей чувствительностью к концен рации оксида алюминия в расплаве и большей коррозионной стойкостью, поскольку элект- родный потенциал предлагаемого материала равен 7-161 мВ при содержании оксида алюминия от 1 до 10Х, а у известного материала 124-6 мВ. Содержание компонентов нового материала в электролите после 48 ч выдержки намного меньше, чем у известного. Данный материал выдерживает от 14 до 19 теплосмен, в то время как известный материал - только 3-6.

Изобретение позволяет увеличить чувствительность электрохимического датчика и повысить коррозионную и термическую стойкость электродного материала °

Формула изобретения

Электродный материал, содержащий оксид олова, оксид тантала или ниобия, оксид меди, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью увеличения чувствительность, повышения коррозионной и термической стойкости, он содержит компоненты в следующем соотношении, мас.Х:

Оксид тантала или оксид ниобия 2, 1-10

Оксид меди 2,5-15

Оксид олова Остальное

1497283

Т а б л и ц а 1

Состав электСодержание в электролите, мас. Х

Содержание компонентов мас.X оличество еплосмен родного материала

SnOz TazG5.(NbzG5) СиО

SnOz TazO5(NbzOg) СиО

98,5 0,5

97,2 2,0

96,2 2,0

2,9

0,12

0,32

1,3

0,09

0,18

0,8

0,07

0,11

1,0

0,8

1,8

6 „

5 по примерам

2

95,4 2,1

90 5

80 5

80 10

80 11

70 15

40 40

74 10,5

74 10,0

О, 001

0,002

0,68

0,16

0,09

0,14

0,21

Таьлица2

Потенциал электрола, кВ

Состав катеиие кокцоиеатов, риала 11 0(1602100 21А!О (IIAI0+AIAlо !AIА!01ВАAlî,(lOIА!О

Иэвестиый

1 98,5

2 97,2

3 96,2

Предлагае--э юе1 ио ирикерак

1 95,4

2 90

3 80

4 80

74

24

9

1О

0,5

210

42

46

1,О 116

0,В 12!

1,В 124

83

Составитель Г.Гончаров

Техред М.Дидык. Корректор М.Васильева

Редактор И. Сегляник

Заказ 4411/32 Тираж 605 Подписное

BHHHIIH Государственного комитета по изобретениям и открытиям прн ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101

Известный

2

Предлагаемый

211

5,0

5,0

11

15 е

10,5

1О

2,5

5 0

9,0

15 5

1á

2,5 14

5 15

15 19

10 17

9 8

15 4

20 7

15,5 11

16,0 10

161

158

161

128

118

142

99

98

96

99

87

82

77

0,006

0,003

0,004

0,005

0,1

1,01

1,8

0,1

0,12

62

61

58

63

54

52

46

49

0,004

0,0008

О, 001

О, 0012.

0 85

1,21

2,9

0,55

0,36

35 22

38 23

35 023

39 25

25 13

24 12

25 14

21 9

28 . 10

8

Э