Огнеупорный электропроводный материал

 

!!1) 576304

ОП ИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

СО з СОЯ-"--:"ких

Сс иалистимеских

Республик (61) Дополнительное к авт. свпд-ву (22) Заявлено 11.03.76 (21) 2334209, 33 (51) М. Кл. - С 04В 35 -18 с присоединением заягкп ¹

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР па делам изобретений и открытий (23) Приорптст (43) Опубликовано 15.10.77. БюлacTCI!i> ¹ 38 (45)Дата опубликования описания 21.10.77 (53) УДК 666.762.1 (088.8) (72) Авторы изобретения (71) Заявители

А, И. Иоффе, С. В. Карпачев и Д. С. Рутман

Восточный научно-исследовательский и проектный институт огнеупорной промышленности и Институт электрохимии Уральского научного центра ЛН СССР (5 !) ОГНЕУПОPНЫЙ ЭЛEVТРОП1 0ВО)1,11ÛÉ

МАТЕР ИЛЛ

Изобретение относится к огнеупорной промышленности и может быть использовано для изготовления огнеупорных изделий и твердых электролитов для электрохимических источников тока, электронагревателей сопротивления и анализаторов кислорода.

Известен огнеупорный электропроводный материал, содержащий двуокись циркония и окись скандия.

Недостатком такого материала является низкая стабильность элсктропроводности и фазового состава, что делает практически невозможным применение указанного материала в качестве твердых электролитов и огнеупорных изделий.

Наиболее близким к предложенному материалу по составу компонентов является матсриал, содержащий двуокись циркония и окись иттрия при следующем соотношении компонентов, вес и/p

ДВ y Oкисb циркопи51 85,0

Окись иттрия 15,0

Элсктропроводность такого материала после выдержки на воздухе при 900 С в тсчснпс

300 ч значительно ухудшается п составляет

5,2 10 ом см (до выдержки — 5,8.10 ом — см — ) . Невысокая электропроводность этого материала приводит к большим затратам электроэнергии при использовании его в качестве твердых электролитов.

Кроме того, пзвсстный материал !!с оолыдыс-. достаточно высокой стабильность|о элсктро— проводностп, что также приводит к увел Blcнию расхода электроэнергии и резкому ог;ло— нению характеристик устройств, содержащих твердый электролит из указанного материн I;!, от заданных величин.

Целью изобретения является создыппс 01 1;— мlloPII010 элскт130п130ВОДного 31IITOPlltië!1. О!), I;iдыюьцсго высокой вслпчш1ой и стыоплшгос)ьк) элcic T130!Iðоводпос и.

11()CTIIBл Illiili(пелl> 10(1 lii ас ()l 3)! (10! I го) тО ol ll(" 110P llbi 11 элок 1P0111) t) BO;l! I I>l! l ii, ) 1

13иал, содс13жап1пй дв3 Окп(1s lиlр)копи!I и 1)к)1 иттрпя, дополнительно содержит окп;ь

Д1!5! ПРП СЛСД > IОЩС:)i СООТ110П! С11!I!1 КОМ IIОП! )! I ) >I)..

ВСС. 1 .

Окись пттрпя 53 -88

ОкиСь С1 111,3,11>1 О, 7,1)

> 7

ДB",О! ис1> цпрконп!1 О(1;i,il>ll00

При 1!ЗГОтов,101111 li . )1!1тсрпа,!11 п Оровl кl; IB \ —

Окиси Ill!pl(OIIIIII, Окиси птт13и!! п скпi ., ск;ll:—

Дпя смсп ивыlот B т13(!>У()1!3. соотii()I:I(lli! I:.

Полу)IC IIIIX IO (месь т;11;)тельно р;1 Tll pBB)T 1; 1.—

2а чснпс 3 ч в этпловом спирте для подув;ll:1;1 мслкодпспсрс и гомогснных порошков. Затем пз приготовленных таким ооразом iio;)uiBков прессуют таблетки диаметром 10 мм и толщиной 3 мм при давлении IlpcccoB:III! 1,!

30 4 т!с31 Э тп таб.)ст! п подвс1)гiilOT

576304

Электропроводность в ом cM

Состав образцов, вес. после выдержки при 900 С в течение

300 ч на воздухе начальная (при 900 - С) 5C2O3

У203

ZrO, 10,6.10

11 3 10 — а

12 5.10-2

10,4 10

11 0.10

12,5 10

3,2

8,0

88,0

7,6

5,3

87,1

6,5

7,0

Формула изобретения

Составитель Н. Соболева

Техред Л. Гладкова

Корректор Л. Орлова

Редактор Э. Шибаева

Подписное

Заказ 2313/11 Изд. № 823 Тираж 778

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2

3 тельному обжигу при 1500 C в течение 3 ч на воздухе, после чего обжигают в вакуумной печи при 2000 С в течение 2 ч.

Из изготовленных таблеток вырезают бруски размером 9ХЗХ3 мм, на торцы которых припекают электроды из платиновой пасты при 1400 С на воздухе в течение 3 часов. При этом припекание электродов совмещают с окислительным обжигом образцов.

Полученные таким образом образцы имеют закрытую пористость, которая составляет

3 — 4 /о.

Составы образцов и их свойства приведены в таблице.

Начальную электропроводность образцов и элсктропроводность этих образцов после выдержки при 900 С в течение 300 ч на воздухе измерял и на мосте переменного тока при напряжении тока 30 мв и частоте 20 кгц. (Измерения проводили при 900 С на воздухе)

Величины и стабильность электропроводности материала согласно изобретению значиОгнеупорный электропроводный материал, включающий двуокись циркония и окись иттрия, отличающийся тем, что, с целью повышения величины и стабильности электротельно превышают те же характеристики из. вести ого м атер и ал а.

Применение предложенного материала для изготовления электронагревателей сопротивления позволит снизить температуру их саморазогрева на 50 — 100 С, что даст возможность использовать для предварительного нагрева этих электронагревателей металлические электронагреватели, более надежные, чем приме10 няемые в настоящее время карбидкремниевые.

Использование материала для изготовления твердых электролитов газоанализаторов даст возможность увеличить чувствительность газоанализаторов в 10 — 30 раз за счет повышения

15 величины и стабильности электропроводности.

В случае применения предложенного материала в качестве твердых электролитов устройств для преобразования химической энергии в электрическую и в ячейках для получе20 ния кислорода и водорода из воды температура эксплуатации устройств и ячеек снижается на 100 — 150 С, а их надежность и долговечность повышаются. проводности, он дополнительно содержит окись скандия при следующем соотношении компонентов, вес. %.

Окись иттрия 5,3 — 8,8

Окись скандия 3,2 — 7,6

Двуокись циркония Остальное