DE3446982A1 - Gegen vergiftung bestaendiges aktives element fuer einen sensor fuer brennbare gase und verfahren zur herstellung des elements - Google Patents
Gegen vergiftung bestaendiges aktives element fuer einen sensor fuer brennbare gase und verfahren zur herstellung des elementsInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Abfühlelements und ein Abfühlelement für einen katalytischen
Sensor für brennbare Gase, insbesondere ein gegen Vergiftung beständiges Abfühlelement der Widerstandsbauart zur Verwendung
in Atmosphären, die Gifte enthalten, wie Silicone, Halogenkohlenwasserstoffe und Organometalle, und ein Verfahren
zur Herstellung derselben.
Die Erfindung ist allgemein anwendbar bei Sensoren für brennbares Gas der Bauart mit gewickeltem Drahtfilament, vorzugsweise
nach Art der US-PS 3 959 764 und 4 068 021. Diese Bauart betrifft ein schraubenförmig gewickeltes Filament, das
mit einem hitzebeständigen Material beschichtet ist, das im allgemeinen in flüssiger Form aufgetragen und dann zum Beispiel
in einem Ofen erhitzt wird, so daß die Beschichtung während des Erhitzens altert und ein Sintern stattfindet,
wodurch eine dichte Hülle erzeugt wird. Der Sintervorgang läßt die Beschichtung schrumpfen und drückt gleichzeitig
die schraubenförmige Wicklung zusammen zur Bildung eines dichten beschichteten schraubenförmig gewickelten Filaments
mit einem sich hindurch erstreckenden Kanal. Auf dieser dichten Beschichtung wird ein Platinkatalysator aufgebracht
zur Oxidierung von brennbaren Gasen. Ein bei Sensoren der oben beschriebenen Art angetroffene Schwierigkeit besteht
darin, daß sie sehr schnell ihre Ansprechempfindlichkeit verlieren, wenn sie einem Katalytgift ausgesetzt werden.
Bei Vorrichtungen nach dem Stand der Technik, wie bei Abfühlelementen
mit Kugel- oder Granulatfüllung gemäß der US-PS 3 200 011 und 4 123 225, besteht ferner ein Problem darin,
daß sie nach der Berührung mit einem Katalytgift eine sofortige Nacheichung oder Auswechslung erfordern. Diese Sensoren
arbeiten in reiner Atmosphäre sehr erfolgreich, d. h. ohne Empfindlichkeitsverlust, zeigen jedoch bei Anwendung
in schädlicheren industriellen Umgebungen einen irreversiblen Empfindlichkeitsverlust oder eine Vergiftung.
Die Erfindung betrifft einen gegen Vergiftung beständigen Sensor für brennbare Gase und stellt die Summen folgender
Aufgaben dar:
(1) Die Schaffung eines mehrlagigen Elements einer Sensors für brennbare Gase mit einem zwischen Platinkatalysatoren
schichtarig angeordneten porösen nichtkatalytischen keramischen Material und mit einer äußeren Beschichtung aus einem
porösen keramischen Material, das sich aus der Fixierung eines Gemischs aus Aluminiumoxid und flüssigem Aluminiumchlorid
ergibt. Diese äußere Beschichtung wird als verbrauchbare Lage, die mit Luftgiften, wie Silicon (RTV), Tetraethylblei
(Benzin), Organophosphaten, Tetrachlorkohlenstoff
und Trichlorethylen, reagiert und diese einfängt.
(2) Die Schaffung einer äußeren Beschichtung oder Lage auf dem Sensorelement für brennbare Gase, die hohe Porosität
aufweist und selbst nach dem Einfangen oder Zerlegen eines Großteils der Katalytgifte eine Diffusion der brennbaren Gase
durch sie hindurch ermöglicht.
(3) Die Schaffung von Oberflächen, durch die sich flüchtige Halogenidverbindungen von Platin wieder zu Platin zerlegen
können und hierdurch die Katalysatorverluste verzögern.
(4) Die Schaffung eines Sensorelements für brennbare Gase mit mehreren katalytischen Lagen, wodurch nach einer Vergiftung
der äußeren Lagen die inneren Lagen noch mit dem brennbaren Gas reagieren können.
(5) Die Schaffung eines Sensors für brennbare Gase mit einer minimalen Nullpunkt-Verschiebung und einer langfristigen
Temperaturstabilität.
Die Lösung dieser Aufgaben erfolgt erfindungsgemäß durch die
Gegenstände der Ansprüche 1 bzw. 5.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Gegenstand der Erfindung ist somit ein Sensorelement für brennbare Gase mit einem gewickelten Drahtfilament aus einer
Edelmetallegierung mit einer hitzebeständigen Beschichtung, die nach einer Alterung eine dichte hitzefeste Hülle erzeugt,
und mit mehreren porösen ηichtkatalytischen keramischen Lagen,
die zwischen katalytischen metallischen Lagen angeordnet sind, und zwar sowohl auf der Innenfläche als auch auf der
Außenfläche des umhüllten Drahtfilaments.
Das Sensorelement für brennbare Gase kann dadurch hergestellt werden, daß in einem Verfahren folgende Schichten auf eine
umhüllte Drahtwicklung aufgetragen werden: gesonderte Schichten eines katalytischen Überzugs, von denen jede in einem
Ofen bei etwa 899 0C getrocknet wird, gesonderte und abwechslende
Schichten aus porösem keramischem Material und Platin, von denen jede durch Leiten von elektrischem Strom
durch das gewickelte Drahtfilament erhitzt wird, und gesonderte Schichten einer porösen keramischen obersten Beschichtung,
von denen jede durch Leiten von elektrischem Strom durch das Filament erhitzt wird.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine teilweise weggebrochene Schrägansicht eines Sensors für brennbare Gase mit einer Darstellung des
gegen Vergiftung beständigen Sensorelements nach der Erfindung;
Fig. 2 eine Seitenansicht eines unbeschichteten gewickelten Widerstandselements nach der Erfindung;
: · 3U6982
Fig. 3 eine teilweise weggebrochene und geschnittene Seitenansicht
des Widerstandselements von Fig. 2 nach der Alterung einer Schicht aus hitzebeständigem Material;
Fig. 4 eine teilweise weggebrochene und geschnittene Seitenansicht
der beschichteten Wicklung von Fig. 3 nach dem Auftragen von mehreren gesonderten und abwechselnden
Lagen aus porösem keramischem Material und Platin und einer porösen keramischen obersten Beschichtung;
Fig. 5 einen vergrößerten Schnitt längs der Querachse von Fig, 4;
Fig. 6 eine schematischen Schnitt längs der Längsachse von Fig. 5.
Die Erfindung eignet sich besonders zur Anwendung in Umgebungen mit Luftgiften, wie Silicon .Im allgemeinen bewirken
Dämpfe von Produkten auf Siliconbasis eine schnelle Verschlechterung der herkömmlichen Sensoren für brennbare Gase
mit Kugel- oder Granulatfüllung. Normalerweise kann eine Siliconkonzentration von weniger als 1 ppm in Minuten einen
Empfindlichkeitsverlust des herkömmlichen Sensors bewirken. Die Erfindung mit ihrer neuartigen Verteilung und Auftragung
von Katalysator und keramischem Material behält jedoch ihre Zuverlässigkeit und Genauigkeit in Anwesenheit von Silicon und
anderen Giften bei. Das eine geringe Masse aufweisende und schraubenförmig gewickelte Sensorelement bietet einen erhöhten
Widerstand gegen mechanische Stöße und auch eine gleichmässigere Erhitzung sowie ein schnelles Ansprechen in ruhiger Luft.
Nach der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung gemäß
Fig. 1 besteht ein Sensor 10 für brennbare Gase aus zwei
Elementen, einem aktiven oder katalytischen Element 12 und einem inaktiven oder Bezugselement 14, die beide der Atmosphäre
ausgesetzt sind. Das Elementenpaar 12, 14 ist in einem
porösen metallischen Becher 16 eingeschlossen, der aus nichtrostendem
Stahl bestehen kann, oder ist hinter einer Scheibe aus ähnlichem Material eingeschlossen. Der Becher 16 oder
die Scheibe, Flammensperre genannt, ermöglicht eine Diffusion von Gas zum oder vom Elementenpaar, verhindert jedoch
eine Zündung der Atmosphäre außerhalb des Sensors, falls die Konzentration an brennbarem Gas dessen untere Entflammungsgrenze überschreitet.
Für gewöhnlich befindet sich zwischen dem Elementenpaar 12, 14 eine Wärmesperre, die eine thermische Wechselwirkung und
die übertragung von katalytischem Material von aktiven Element zur Oberfläche des Bezugslements verhindert.
Der Sensor ist in die elektrische Schaltung eines Gasermittlungssystems
geschaltet. Im allgemeinen ist das aufeinanderabgestimmte
Elementenpaar 12, 14 Teil einer Wheatstone'sehen
Brücke.
Fig. 2 und 3 zeigen ein schraubenförmig gewickeltes leitendes
Filament 20 aus einem Material, wie Platin-Iridium, dessen elektrischer Widerstand mit der Temperatur variiert. Es gibt
andere geeignete Wicklungsfilamente, z. B. eine Platin-Rhodium-Legierung.
Das schraubenförmig gewickelte Filament ist dann in eine hitzebeständige Hülle 22 eingehüllt, vergleiche
die US-PS 4 068 021.
GemäO Fig. 4 und 5 wird erfindungsgemäß die hitzebeständige
Hülle 22 beschichtet: mit einer ersten Lage 28 aus einem katalytischen überzug, dann mit abwechselnden Lagen aus
porösem nichtkatalytischem keramischem Material 24 und Lagen aus Katalytplatin 26 oder anderen Edelmetallen oder katalytischen
Metallen, wie Palladium, Rhodium, Ruthenium, Rhenium oder Gemischen hiervon. Das Element wird dann mit einer
letzten Lage 34 aus porösem keramischem Material beschichtet, das als verbrauch bare Lage verwendet wird, um als erste mit
Luftgiften zu reagieren oder diese einzufangen.
Gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird ein
Keramikmaterial (5 bis 10 Gew.% Al3O) mit einem Platinmaterial
(5 bis 15 Gew.% Hexachlorplatinsäure) zur Bildung einer katalytischen Aufschlämmung gemischt, die in Form
einer Flüssigkeit oder Paste vorliegt (die Hexachlorplatinsäure enthält 40 % metallisches Platin, weshalb der Platinbereich
bei 2 bis 6 Gew.% liegt). Die katalytische Aufschlämmung wird auf die umhüllte Wicklung aufgetragen und
durch Erhitzen eingebrannt, d. h. in einem Ofen bei 871 bis 926 0C während 5 bis 25 min, vorzugsweise etwa 10 min. Die
erste Lage 28 der katalytischen Aufschlämmung kann eine oder
mehrere Schichten umfassen, von denen jede in der oben beschriebenen Weise aufgetragen wird.
Nach dem Einbrennen der Lage 28 der katalytischen Aufschlämmung werden auf die umhüllte Wicklung abwechselnd Lagen von
porösem keramischen Material 24 (5 bis 10 Gew.% Al„Oo) und
Katalytplatin 26 (5 bis 26 Gew.% Hexachlorplatinsäure) aufgetragen. Das poröse keramische Material, eine wäßrige Lösung
von Aluminiumoxid, Linde "B" (Al2Oo), kann durch Anlegen
einer Gleichspannung an das gewickelte Filament 20 eingebrannt werden. Eine Spannung von 2,0 bis 3,0 V, vorzugsweise
etwa 2,5 V, wird 1 bis 3 min lang angelegt. Jedoch wird im allgemeinen bei der äußersten oder letzten Lage des porösen
keramischen Materials eine Spannung von 2,5 bis 3,5 V, vorzugsweise etwa 3,0 V, angelegt. Das Katalytplatin, eine
wäßrige Lösung von 20 Gew.% Hwxachlorplatxnsäurehexahydrat (H2PtClg*6H2O) kann durch Anlegen einer Gleichspannung an
das gewickelte Filament 20 auch zerlegt werden und dispergierte Platinteilchen bilden. Die bevorzugte Spannung beträgt
2,0 V, kann aber von 1,5 V bis 2,5 V variieren, und wird
1 bis 3 min lang angelegt. Im allgemeinen besteht die Lage 28 aus einer katalytischen Aufschlämmung von zwei Schichten.'
Die poröse nichtkatalytische keramische Lage 24 und die
Katalytplatin-Lage 26 können eine oder mehrere Schichten umfallen.
Im allgemeinen hat die poröse nichtkatalytische
Lage 24 zwei Schichten, die letzte Lage vier Schichten und die Katalytplatin-Lage 26 sechs Schichten.
Schließlich wird eine oberste Schicht 34 gebildet durch Mischen von Aluminiumoxid (15 bis 25 Gew.% Al3O3) mit einer
wäßrigen Lösung von Aluminiumchlorid (5 bis 25 Gew.% AlCl3
und Ethylglykol und durch Auftragen des Gemischs auf die mit Lagen versehene Wicklung. Das Gemisch der obersten Lage
wird "in situ"/ d. h. an Ort und Stelle, getrocknet und eingebrannt durch Anlegen einer Gleichspannung von 2,5 bis
3,5 V, vorzugsweise 3,0 V, an das gewickelte Filament während 1 bis 3 min. Zur Bildung der obersten Lage 34 werden
im allgemeinen zwei Schichten des Gemischs aufgetragen.
Ein gegen Vergiftung beständiges Element nach der Erfindung und ein Verfahren zu dessen Herstellung wird durch die folgenden
Beispiele weiter erläutert, ist jedoch nicht darauf beschränkt.
Ein schraubenförmig gewickeltes Filament aus einer aus 90 %
Platin und 10 % Iridium bestehenden Legierung wird gemäß der Lehre der US-PS 4 068 021 mit hitze beständigem Material
beschichtet. Diese umhüllte Wickoung wird mit zwei Schichten einer katalytischen Aufschlämmung beschichtet, die zur
Flüssigkeitsbeseitigung im Ofen getrocknet und bei 899 0C
10 min lang eingebrannt werden. Diese aus der katalytischen Aufschlämmung bestehende Lage aus zwei Schichten bildet die
Basis für nachfolgende abwechselnde Lagen aus nichtkatalytischem keramischem Material 24 und Katalytplatin 26. Die
katalytische Aufschlämmung ist ein Gemisch aus keramischem
Material und Platinmaterial wie folgt:
Keramikmaterial· (11 ,76 Gew.% Al0O0)
| 5,0 | g |
| 10,0 | ml |
| 15,0 | ml |
| 7,5 | ml |
| 7,5 | ml |
| 2 Tropfen |
Aiuminiumoxid, Linde "B", 0,05 Micron
(erhäitiich von Union Carbide Co.)
Wäßrige Lösung von METHOCEL MC, 2 Gew (erhältlich von Dow Chemical Co.)
Entionisiertes Wasser
Surfynol 104E, 0,o5 Gew.% (erhältlich von Air Products Inc.)
Igepal CO-880, 0,o5 Gew.% (erhältlich von GAF Corp.)
Antischaummittel T-109 (erhältlich von Transchemco Inc.)
Wäßrige Lösung von Hexachlorplatinsäurehexahydrat (HoPtClc-6Ho0) 20 Gew.%.
Das keramische Material wurde in einer Lortone-Mühle 24 Stunden
l·ang gemalten. Das gematdene kermaische Material· wurde
dann mit dem Piatinmaterial· in einem VoiumenVerhat^is von
1:1 gemischt.
Die umhu^te Wickiung mit der Lage 28 aus kataiytischer Aufschlämmung
wird dann mit Schichten aus kermaischem Material beschichtet zur Bildung einer nichtkatalytischen keramischen
Lage 24. Die Schichten aus keramischen Material· werden durch 2 min langes Anl·egen einer Gieichspannung von 2,5 V an der
schraubenförmigen Wickiung erhitzt. Zur Bereitung der wäßrigen
Lösung aus nichtkataiytischem keramischem Material· wurden
die folgenden Materialien verwendet:
Aluminiumoxid, Linde "B", 0,05 Micron 2,5 g
Wäßrige Lösung von METHOCAL MC, 2 Gew.% 15,0 ml
Entionisiertes Wasser 10,0 ml Surfynol 104E, 0,o5 Gew.% 7,5 ml
Igepal CO-880, 0,o5 Gew.% 7,5 ml
Antischaummittel T-109 2 Tropfen
Die wäßrige keramische Lösung wurde 24 Stunden lang in einem Norton-Porzellangefäß gemahlen, das zur Hälfte mit 9,5 mm-Z
irc on-Mahlkörpern gefüllt war. Die Nefcfcos&en^e an Aluminiumoxid
(Al^O3) im keramischen Material betrug 5,88 Gew.%.
Dann wird zur Bildung einer Lage 26 aus Katalytplatin eine
wäßrige Lösung von 20 Gew.% Hexachlorplatinsäurehexahydrat (H-PtCl *6Ho0) auf die umhüllte Wicklung mit der Lage aus
katalytischen Beschichtung und der Lage aus dem nichtkeramischen Material (wie oben beschrieben) aufgetragen. Zur Bildung
der katalytischen Lage 26 werden sechs Lagen der wäßrigen Lösung von Hexachlorplatinsäure aufgetragen und zerlegt
durch Anlegen einer Gleichspannung von 2,0 V an die schraubenförmige Wicklung während 2 min.
Dann werden in der oben beschriebenen Weise zwei weitere nichtkatalytische keramische Lagen 24 und eine weitere
katalytische Lage 26 abwechselnd aufgetragen. Jedoch besteht die letzte Lage aus dem nichtkatalytischem Keramikmaterial
aus vier Schichten, von denen jede durch Anlegen einer Gleichspannung von 3,0 V an die schraubenförmige Wicklung während
2 min. erhitzt wird.
Schließlich werden zur Bildung einer obersten Lage 34 zwei Schichten einer wäßrigen Lösung aus porösem Keramikmaterial
aufgetragen. Die oberste Lage 34 hat eine größere Porosität als die anderen keramischen Lagen 24 und besteht aus den
folgenden Materialien:
Aluminiumoxid, Gamma Baikalox, 0,o5 Micron 4,0 g WäßrigeLösung von Aluminiumehlorid,
10 Gew.% (AlCl3) 8,0 ml
EthylengIykol 8,0 ml
■ 3A46982
Danach beträgt der Nettogehalt an Aluminiumxoid 20 Gew.%. Die wäßrige Lösung von AlCl^ (10 Gew.%) und EthylengIykol
wurde dem Aluminiumoxid (Al9O-) zugesetzt, um eine größere
Oberfläche und eine hochporöse oberste Lage zu erzielen, die den Durchtritt von entflammbaren Gasen durch die darunter
befindliche katalytische Lage 26 ermöglichen, während die Giftmoleküle im Aluminiumoxid eingefangen oder zerlegt
werden.
Dieses Beispiel verwendet auch ein schraubenförmig gewickeltes
Filament, das gemäß der Lehre der US-PS 4 068 021 mit hitzebeständigem Material beschichtet ist. Diese umhüllte Wicklung
wird dann beschichtet mit einer aus zwei Schichten aus nichtkatalytischem keramischem Material bestehenden Lage,
einer aus zwei Schichten bestehenden Lage aus einer katalytischen Aufschlämmung und abwechselnden Lagen aus nichtkatalytischem
keramischem Material und Platinpulver (Platinschwarz).
Das nichtkatalytische keramische Material ist dasselbe wie das keramische Material, das in der katalytischen Aufschlämmung
von Beispiel 1 verwendet wurde, die katalytische Aufschlämmung ist ein Gemisch aus dem keramischen Material und
Platinpulvermaterial wie folgt:
Platinpulver (Platinschwarz) 4,0 g
Keramisches Material (wie oben
beschrieben) 16,0 g
Surfynol 104E, 0,o5 Gew.% 4,0 g
Das Platinpulver wurde aus einer wäßrigen Lösung von 10 Gew.%
Hexachlorplatinsäurehexahydrat (H0PtCl,. -6HnO) bereitet, das
Δ O Δ
durch Behandlung mit einer wäßrigen Lösung \on 5 Gew.% Natriumvorhydrid
(NaBH4) umgeformt wurde, was den Niederschlag von feinverteiltem Platin ergab. Der Niederschlag wurde vor dem
Trocknen in einem Ofen bei 100 0C mit entionisiertem Wasser,
- 15 heißem entionisiertem Wasser und Isopropylalkohol dekantiert.
Das Platinpulver, das keramische Material und Surfynol 104E wurden gewogen und in eine 62,2 g (2 oz)-Polyethylenflasche
gegossen, die zur Hälfte mit 9,5 mm-Zirconoxidkörpern gefüllt war. Die Flasche wurde dann in ein gummiertes
Gefäß der Firma Lortone Inc. gegeben und 4 Stunden lang gemahlen.
Zur Bildung einer nichtkatalytischen Schicht wird die umhüllte Wicklung mit zwei Schichten aus keramischem Material beschichtet.
Die Schichten aus keramischem Material sind eine wäßrige Lösung, wie sie bei der katalytischen Aufschlämmung
verwendet wird, und werden erhitzt durch Anlegen einer Gleichspannung von 2,5 V an der schraubenförmigen Wicklung während
2 min. Dann wird die erste Lage des nichtkatalytischen keramischen Materials mit einer aus zwei Schichten von katalytischer
Aufschlämmung bestehenden Lage beschichtet, wie in Beispiel 1 beschrieben.
Die umhüllte Wicklung mit der Lage aus keramischem Material und der Lage aus katalytischer Aufschlämmung wird dann mit
einer Lage aus einem wäßrigen nichtkatalytischen keramischen Material beschichtet. Es werden zwei Schichten des nichtkatalytischen
keramischen Materials aufgetragen und eingebrannt durch Anlegen einer Gleichspannung von 2,5 V an der
schraubenförmigen Wicklung während jeweils 2 min.
Zur Bildung einer Lage von Katalytplatin wurde dann die
wäßrige Lösung von 20 Gew.% Hexachlorplatinsäure aufgetragen auf die umhüllte Wicklung mit der Lage aus dem keramischen
Material, der Lage aus der katalytischen Aufschlämmung und der Lage aus dem nichtkatalytischen, keramischen Material
(wie oben beschrieben). Zur Bildung einer katalytischen Lage wurden vier Schichten der wäßrigen Lösung von Platin aufgetragen
und eingebrannt durch Anlegen einer Gleichspannung von 2,0 V. an der schraubenförmigen Wicklung während 2 min.
Schließlich wurden dann in der oben beschriebenen Weise zwei weitere Lagen aus nichtkatalytischem keramischem Material
und eine weitere katalytische Lage abwechselnd aufgetragen.
Die durch die Erfindung erzielte höhere Widerstandsfähigkeit
gegen Vergiftung ist vermutlich durch folgende Gründe bedingt:
(1) Es werden die größeren Anteile der Gifte durch die Lage aus hochporösem keramischem Material in der obesten verbrauchbaren
Lage eingefangen und zerlegt.
(2) Die nachfolgenden katalytischen Lagen, die nach der ersten katalytischen Lage inaktiv werden, oxidieren noch
brennbare Gase, wodurch der Sensor eine lange Lebensdauer hat.
(3) Die Oberflächen unterdrücken jede Bildung von flüchtigen Halogenidverbindungen von Platin.
Das Verfahren nach der Erfindung ergibt eine Ausführungsform,
die aus einem völlig dispergierten Katalytplatin besteht, und zwar in einem hochporösen Träger aus Aluminiumoxid,
der eine gleichförmige Teilchengröße beibehält, um jegliche Zusammenballung oder Klumpenbildung auf ein Mindestmaß zu
bringen, und auch in einer obersten verbrauchbaren Lage für
das Einfangen oder Zerlegen von Luftgiften, wodurch der Katalysatorverlust verzögert wird. Durch das Verfahren nach
der Erfindung wurden Elemente hergestellt, die hervorragende Eigenschaften aufwiesen, wenn sie den am meisten bekannten
Katalytgiften ausgesetzt wurden.
• At-
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Claims (11)
1. Gegen Vergiftung beständiges aktives Element für einen
Sensor für brennbare Gase,
- mit einem schraubenförmig gewickelten Filament aus
elektrisch leitendem Material, das mit einem hitzebeständigen Material beschichtet ist,
gekennzeichnet
- durch eine erste Lage (28) aus einem kombinierten keramischen Material und katalytisch aktiven Material
auf dem hitzebeständig beschichteten Filament,
- durch mehrere abwechselnde Zwischenlagen (24; 26) aus porösem nichtkatalytischem keramischem Material und
katalytisch aktivem Material und
- durch eine letzte Lage (34) aus porösem keramischem Material auf der letzten Zwischenlage (24) und mit
größerer Porosität als die Zwischenlage (24) aus porösem nichtkatalytischem keramischem Material.
667-R 1554-X-3
-7 _
2. Element nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dadurch gekennzeichnet,
daß die erste Schicht beim ursprünglichen Aufbringen auf das Element die Forin einer wäßrigen Lösung hat und in dieser
Form aus einem Gemisch von 5 bis 10 Gew.? Aluminiumoxid und 5 bis 15 Gew.% Hexachlorplatinsäure, Rest Wasser besteht,
3. Element nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dadurch gekennzeichnet,
daß das katalytisch aktive Material (26) beim ursprünglichen Aufbringen Platin in einer wäßrigen Lösung ist, wobei die
Lösung aus 2 bis 6 Gew.% Platin, Rest Wasser besteht.
4. Element nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dadurch gekennzeichnet,
daß die letzte Lage (34) aus porösem keramischen Material beim ursprünglichen Aufbringen auf das Element die Form
einer wäßrigen Lösung hat und in dieser Form aus einer Mischung von 5 bis 25 Gew.% Aluminiumchlorid und 15 bis
25 Gew.% Aluminiumoxid, Rest Wasser besteht, welche durch Wärme in hochporöses Aluminiumoxid übergeführt ist.
5. Element nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die wäßrige Lösung ein oberflächenaktives Mittel,
einen Stabilisator und einen Entschäumer enthält.
6· Verfahren zur Herstellung eines gegen Vergiftung beständigen aktiven Elements für einen Sensor für brennbare
Gase,
gekennzeichnet
- durch Formen eines Filaments aus elektrisch leitendem Material mit temperaturabhängigem Widerstand zu einer
schraubenförmigen Wicklung,
■: :>
5:'-:- :~ * v 3U6982
- durch Beschichten der Wicklung mit einem hitzebeständigen Material und Erhitzen dieses Materials bis zum Einsetzen
des Sinterns zur Erzeugung einer dichten gasundurchlässigen Hülle,
- durch Auftragen einer ersten Lage aus einem kombinierten keramischen Material und katalytisch aktivem Material
auf die Beschichtung der Wicklung,
- durch Härten der ersten Lage bei einer Temperatur von 8 00 bis 1100 0C während 2 bis 3 min,
- durch Auftragen von mehreren abwechselnden Lagen von porösem nichtkatalytxschem keramischem Material und
katalytisch aktivem Material auf die erste Lage der Beschichtung der Wicklung,
- durch Härten des porösen nichtkatalytischen keramischen Materials der abwechselnden Lagen bei 800 bis 1100 0C
während 2 bis 3 min und Härten des katalytisch aktiven Materials der abwechselnden Lagen bei 800 bis 900 0C
während 2 bis 3 min,
- durch Auftragen einer letzten Lage aus porösem keramischem Material auf das giftbeständige aktive Element
und
- durch Härten der letzten Lage bei 8 00 bis 1100 0C während
2 bis 3 min.
7. Verfahren nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
dadurch gekennzeichnet,
daß das keramische Material der ersten Schicht als wäßrige Lösung aufgebracht wird, die aus 5 bis 10 Gew.S Aluminiumoxid,
2 bis 6 Gew.! Platin und Rest Wasser besteht.
8. Verfahren nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
dadurch gekennzeichnet,
daß das poröse nichtkatalytische keramische Material der abwechselnden Lagen als Lösung aufgebracht wird, die aus
bis 10 Gew.! Aluminiumoxid und Rest Wasser besteht.
9. Verfahren nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
- daß das katalytisch aktive Material der abwechselnden Lagen ein katalytisches Metall der folgenden Gruppe ist:
Edelmetalle, Palladium, Rhodium, Ruthenium und Rhenium und Gemische hiervon.
10. Verfahren nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
- daß das Edelmetall Platin ist.
11. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die letzte Lage aus porösem keramischen Material als eine Lösung aufgebracht wird, die aus einer Mischung von
15 bis 25 Gew.? Aluminiumoxid, 5 bis 25 Gew.% Aluminiumchlorid
und Rest Wasser besteht.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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ID=24256712
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| DE19843446982 Granted DE3446982A1 (de) | 1983-12-23 | 1984-12-21 | Gegen vergiftung bestaendiges aktives element fuer einen sensor fuer brennbare gase und verfahren zur herstellung des elements |
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