Способ изготовления твердоэлектролитного датчика кислорода

Авторы патента:

G01N27/417 - использующие ячейки и зонды с твердым электролитом

Использование: конструкции электрохимических устройств, в частности к способам изготовления твердоэлектролитного датчика активности кислорода с трубчатым изолятором на основе одного или нескольких тугоплавких оксидов, и может быть использовано при изготовлении датчиков для контроля примесей кислорода в жидких и газообразных средах. Сущность изобретения: формование осуществляют с образованием технологических зазоров между поверхностями трубчатого изолятора, твердого электролита и обращенным к ним поверхностям графитовой пресс-формы, а окислительный отжиг совмещают с процессом горячего прессования и проводят в присутствии по меньшей мере одного из карбонатов металла тугоплавких оксидов, преимущественно входящих в состав изолятора и/или твердого электролита, которые избирательно размещают в технологических зазорах. 1 з.п. ф-лы.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я>s G 01 N 27/417

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР)

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ",. ::!.,"."- - .":,и;.;, К ПАТЕНТУ (21) 4834430/25 (22) 08.06.90 (46) 23,03.93. Бюл, N 11 (71) Физико-энергетический институт (72) А. С, Беляев, В. В, Заец и Б. А. Шматко (73) Физико-энергетический институт (56) Авторское свидетельство СССР

N 1073685, кл. G 01 N 27/46, 1982.

Авторское свидетельство СССР

М 1400269, кл, G 01 N 27/46, 1984. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТВЕРДОЭЛЕКТРОЛИТНОГО ДАТЧИКА КИСЛОРОДА (57) Использование: конструкции электрохимических устройств, в частности к способам изготовления твердоэлектролитного датчика активности кислорода с трубчатым изолятором на основе одного или нескольИзобретение относится к области конструкций электрохимических устройств, в частности, к способам изготовления твердоэлектролитных датчиков кислорода с трубчатым изолятором на основе одного или нескольких тугоплавких оксидов, и может быть использовано при изготовлении датчиков для контроля примесей кислорода B жидких и газообразных средах.

Цель изобретения вЂ” сокращение времени окислительного отжига и повышение выхода кондиционных датчиков, Способ изготовления твердоэлектролитного датчика кислорода заключается в размещении заготовок твердого окисного электролита и изолятора на основе одного или нескольких оксидов в графитовой пресс-форме, в их совместном горячем прессовании и в последующем окислительном отжиге. При этом размещение загото„, Ы „„1804623 А3 ких тугоплавких оксидов, и может быть использовано при изготовлении датчиков для контроля примесей кислорода в жидких и газообразных средах. Сущность изобретения; формование осуществляют с образованием технологических зазоров между поверхностями трубчатого изолятора, твердого электролита и обращенным к ним поверхностям графитовой пресс-формы, а окислительный отжиг совмещают с процессом горячего прессования и проводят в присутствии по меньшей мере одного из карбонатов металла тугоплавких оксидов, преимущественно входящих в состав изолятора и/или твердого электролита, которые избирательно размещают в технологических зазорах. 1 з.п. ф-лы, вок осуществляют с образованием зазоров между их поверхностями и обращенными к ним поверхностями графитовой пресс-формы, а горячее прессование проводят после заполнения зазоров карбонатами, преимущественно тех металлов, оксиды которых входят в состав заготовок. В некоторых случаях возможно частичное замещение карбонатов металлов на их оксиды, Способ изготовления твердоэлектролитного датчика активности кислорода реализован следующим образом, B цилиндрической графитовой прессформе размещают и центрируют таблетку окисного твердого электролита состава

Ег02 т 20з высотой 7 мм и диаметром 5 мм, рабочие поверхности которой снизу и сверху закрывают пятачком ниобиевой фольги диаметром 5 мм. Толщину фольги выбирают из размера технологического зазора, обра1804623

Составитель А. Замятин

Техред М.Моргентал Корректор Л. Филь

Реда кто р Г. Бел ьс кая

Заказ 1078 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 зуемого у дна пресс-формы, На таблетку устанавливают графитовый стержень диаметром 5 мм. На дно пресс-формы засыпают порошок из смеси оксида ВеО вЂ” 37 мас. u карбоната М9СОз вЂ” 63 мас. слоем толщиной 0,8 мм. Вставляют заготовку трубчатого изолятора состава 55 мас. ВеО и 45 мас, MgO с технологическими зазорами толщиной 0,8 мм между вертикальными стенками пресс-формы, трубчатого изолятора и графитовым стержнем. В зазоры засыпают упомянутый выше порошок состава ВеОвЂ”

М9СОз. После загрузки производят вакуумирование рабочегообьемадо5 10 мм рт. ст, и включают нагрев, При температуре разложения М9СОз (500 С) начинают прикладывать нагрузку пресса, регулируя скорость нагрева по вакууму (1 „. 5) 10 мм рт, ст, При температуре 1400 С нагрузку доводят до 250 кг/см, При 1600 С делают выдержку в течение 5 мин, нагрузка при этом составляет 400 кг/см . Далее снимают

2 нагрузку и ведут охлаждение со скоростью

100 С/ч.

После горячего прессования проводят окислительный отжиг полученного узла на воздухе по следующему режиму: нагрев о 1200 С; выдержки при нагреве: 500 С вЂ” 20 ч;

1000 С вЂ” 20 ч; 1200 C вЂ” 5ч; скорость нагрева-охлаждения; не более

100 С/ч, Время выдержки при 1200 С последующего окислительного отжига для достижения таких же результатов, как по прототипу. сократилось до 5 ч (т. е. в 9 раз), при этом из партии 21 штук выход годной продукции (герметичность узла, отсутствие трещин на изоляторе и окисном твердом электролите) составил 19 изделий (90 ) против 60, получаемых при использовании способа прототипа, Использование данного способа изготовления твердоэлектролитного датчика кислорода по сравнению с существующими способами позволяет снизить трудозатраты и стоимость датчика, повышает качество и эксплуатационную надежность за счет предотвращения восстановления и науглероживания материалов датчика в процессе горячего прессования, 15

Формула изобретения

1, Способ изготовления твердоэлектролитного датчика кислорода, заключающийся в размещении заготовок твердого окисного электролита и изолятора на основе одного или нескольких оксидов в графитовой пресс-форме, в их совместном горячем прессовании и в последующем окислительном отжиге, отл ича ю щи и ся тем, что, с целью сокращения времени окислительного отжига и повышения выхода кондиционных датчиков, размещение заготовок осуществляют с образованием зазоров между их поверхностями и обращенными к

30 ним поверхностями графитовой пресс-формы, а горячее прессование проводят после заполнения зазоров карбонатами преимущественно тех металлов, оксиды которых входят в состав заготовок.

2. Способ по и. 1, о тл и ч а ю щи и с я тем, что часть карбонатов металлов заменяют на их оксиды.

Способ изготовления твердоэлектролитного датчика кислорода

Электрод сравнения для твердотельного электрохимического детектора водорода // 1752071

Изобретение относится к электроизмерительной технике, в частности к датчикам измерения состава окружающей среды, и может быть использовано для определения содержания водорода в воздухе и в других газовых средах

Электрод для высокотемпературного электрохимического устройства с твердым электролитом // 1748508

Способ определения величины рн @ поверхности тонких диэлектрических пленок // 1718100

Электрохимическая ячейка для анализа железосодержащих сред // 1718099

Изобретение относится к электрохимическим методам анализа и может быть использовано для определения активности железа в сплавах и чистых металлах в атомной энергетике и металлургии

Ячейка для измерения электропроводности // 1670565

Изобретение относится к технике высоких давлений и физико-технического анализа и может применяться для измерения электропроводности проводящих жидкостей и сжатых газов

Материал чувствительного элемента датчика газов на основе керамики // 1508751

Изобретение относится к анализу газов и может быть использовано при создании приборов для газового анализа

Способ изготовления измерительного электрода электрохимического датчика с твердым электролитом // 1473528

Изобретение относится к аналитическому приборостроению и может быть использовано в газовом анализе для измерения неметаллических примесей и их соединений в газах с помощью электрохимических датчиков с твердым электролитом

Устройство для исследования межфазного слоя на границе твердого электролита с электродом // 1459443

Способ измерения влажности // 1440180

Электрохимический датчик концентрации водорода в газовых и жидких средах // 2120624

Способ и устройство для определения концентрации органических веществ в жидкой пробе // 2166753

Изобретение относится к области приборостроения в аналитической химии и предназначено для контроля содержания органических загрязнений в объектах окружающей среды, в частности в природных и сточных водах или технологических растворах

Газоанализатор // 2249203

Изобретение относится к области контроля состава газовых смесей, содержания газов в жидкостях и может быть использовано преимущественно для измерения концентрации анализируемых газов в атмосфере производственных цехов промышленных предприятий, например в помещениях под защитной оболочкой атомных электростанций (АЭС), и для контроля содержания газов в жидкометаллических теплоносителях

Способ изготовления электродов электрохимического датчика с твердым электролитом // 2269122

Изобретение относится к области газового анализа и аналитическому приборостроению, в частности к технологии изготовления электродов на твердом электролите из стабилизированного диоксида циркония, и может быть использовано при производстве кислородных датчиков с электрохимической твердоэлектролитной ячейкой

Способ измерения парциального давления кислорода // 2270438

Изобретение относится к области аналитического приборостроения, в частности к газовому анализу, и может быть использовано при разработке газоанализатора, предназначенного для измерения парциального давления кислорода в обогащенном кислородом воздухе, применяемом для дыхания экипажей высотных самолетов и в барокамерах

Способ определения основного компонента газа // 2270439

Изобретение относится к области аналитического приборостроения, в частности к газовому анализу

Устройство для определения кислорода и водорода в газах // 2305278

Изобретение относится к области аналитического приборостроения, в частности к газовому анализу

Устройство для измерения концентрации кислорода в газах // 2314522

Изобретение относится к области газового анализа и может быть применено в аналитическом приборостроении

Устройство для измерения содержания водорода в жидкостях и газах // 2334979

Изобретение относится к аналитическому приборостроению и может быть использовано в энергетике, ядерной технике, химической технологии, металлургии, газовом анализе для измерения содержания водорода в расплавах щелочных металлов и их парах, инертных газах и водяном паре

Чувствительный элемент газоанализатора кислорода и способ его изготовления // 2339028

Изобретение относится к средствам для исследования или анализа газов, а точнее к системам, определяющим содержания кислорода, использующим твердоэлектролитные ячейки, и может быть использовано в прикладной электрохимии, металлургии, энергетике, автомобилестроении и других отраслях для определения содержания кислорода в жидких и газовых средах