PL60489B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: 25.V.1965 dla zastrz. 1—5 12.V.1966 dla zastrz, 6—8 Francja Opublikowano: 31.VIII.1970 60489 KI. 21 d1, 5 MKP H 02 n, 4/02 IIIHOTEKA u: Wspóltwórcy wynalazku: Bernard Bouillon, Antoine d'Albis, David Yerouchalmi Wlasciciel patentu: Commissariat a TEnergie Atomiaue, Paryz (Francja) Sposób wytwarzania elektrody do generatora magnetohydrody¬ namicznego f" /' i Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarza¬ nia do generatora magnetohydrodynamicznego elektrody, przeznaczonej szczególnie do zapewnie¬ nia polaczenia elektrycznego miedzy ciecza o wy¬ sokiej temperaturze a przewodnikiem o niskiej 5 temperaturze.Znane sa sposoby wyrobu elektrod do genera¬ tora magnetohydrodynamicznego, w których stosu¬ je sie ogniotrwale tlenki, na przyklad tlenki cyr¬ konu lub toru, stabilizowane pewna iloscia tlenku 10 wapnia, tlenku itru lub tlenków pierwiastków ziem rzadkich. Te tlenki stabilizujace tworza w sieciach krystalizacyjnych cyrkonu lub toru próz¬ nie jonowe, w wyniku czego substancje te staja sie przewodnikami w wysokiej temperaturze. 15 Elektroda do generatora magnetohydrodynamicz¬ nego nie moze byc wykonana jedynie z jednego tlenku ogniotrwalego nawet stabilizowanego, po¬ niewaz poczawszy od pewnej grubosci tlenek nie jest dostatecznie ogrzany, aby stal sie przewodni- 20 kiem. Wiadomo, ze w kanale generatora magneto¬ hydrodynamicznego elektrody, wykonane prze¬ waznie w postaci plytek, sa ogrzewane jedynie na powierzchni styku ze zjonizowanym gazem.Celem wynalazku bylo opracowanie sposobu 25 wykonania elektrody, która na calej swej grubo¬ sci ma jednakowe przewodnictwo pomimo, ze ma rózna temperature na róznej swej grubosci.Wedlug wynalazku istota sposobu wykonania elektrody ze stabilizowanych tlenków ogniotrwa- 30 lych jest to, ze wykonuje sie ja z warstw, kolej¬ no po sobie nastepujacych z tego samego stabili¬ zowanego tlenku ogniotrwalego, domieszkowanego dodatkowymi tlenkami ogniotrwalymi, w takich ilosciach, aby przewodnictwo ostatniej jej warst¬ wy w temperaturze roboczej bylo równe przewod¬ nictwu warstwy pierwszej.Tlenkami ogniotrwalymi stosowanymi w pierw¬ szej warstwie sa przewaznie tlenki cyrkonu lub toru, stabilizowane nieznaczna iloscia tlenku itru, tlenku wapnia lub tlenków pierwiastków ziem rzadkich, na przyklad tlenki ceru, gadolinu i sa¬ maru.Tlenkami ogniotrwalymi, które sa dodawane do# tlenków ogniotrwalych warstw kolejnych elektro¬ dy sa: tlenek chromu lub tlenek mieszany p wzo¬ rze ogólnym (MxCr2-x)03, gdzie x jest bliskie 1, a M oznacza itr lub metal trójwartosciowy z gru¬ py lantanowców, o glównym przewodnictwie elektronowym.Skladniki poszczególnych warstw elektrody sa przygotowywane oddzielnie przez mieszanie w od¬ powiednich proporcjach w stanie sproszkowanym tlenku ogniotrwalego z tlenkiem ohromu lub z mieszanym tlenkiem ogniotrwalym, przy uziar- nieniu 50—200 p i przy uzyciu spoiwa.Powyzsze skladniki sa 'ukladane warstwami w formie i prasowane pod cisnieniem 2—5 t/cm2.Uzyskana ksztaltke nastepnie spieka sie w piecu w temperaturze 1600°C—1700°C lub 1800°C— 604893 * . ¦"¦ 2000°C w atmosferze obojetnej, przy przyroscie temperatury najlepiej 100°C/godz. i utrzymaniu temperatury spiekania w ciagu dwóch godzin. Os¬ tatnia warstwa ksztaltki najdalej oddalona od po¬ wierzchni czolowej stykajacej sie z goracymi ga¬ zami, zawierajaca najwieksza ilosc dodatkowego tlenku ogniotrwalego jest pokryta powloka meta¬ lowa, która stanowi elektrode zbiorcza pradu. Ta powloka moze byc wykonana przez powlekanie warstwa niklu lub chromoniklu za pomoca pisto¬ letu na plazme, przez pokrywanie przewodzacymi lakierami srebrowymi lub platynowymi oraz przewodzaca emalie niklowa.¦¦¦¦* Szczególnie .waznym zagadnieniem jest wykona¬ nie *w prózniiifretalizacji pierwszej warstwy, po jej uprzednim odg^zowaniu w temperaturze 600— 900°C. Odgazowariie umozliwia latwiejsze prze¬ nikanie par metalicznych poprzez otwarte pory warstwy, co zwieksza przyczepnosc dalszej powlo¬ ki metalicznej.Ponizej podano dwa nie zastrzezone przyklady wykonania wedlug wynalazku elektrody w posta¬ ci plytki warstwowej. W pierwszym przykladzie warstwy zostaly wzbogacone dodatkiem tlenku chromu, a w przykladzie drugim — dodatkiem mieszaniny tlenku chromolantanowego.Przyklad I. Wykonano elektrode zlozona z pieciu warstw, których procentowy sklad che¬ miczny wagowo podano w ponizszej tablicy: Warstwa 1 2 3 4 5 ZrOa 97,94 87,64 67,01 53,61 32,99 Y203 2,06 2,06 2.06 — — Cr203 0 10,30 30,93 46,39 67,01 Poszczególne skladniki byly przygotowywane oddzielnie przez mieszanie sproszkowanego cyrko¬ nu stabilizowanego ze sproszkowanym tlenkiem chromu w wyzej podanym stosunku (z wyjatkiem pierwszej warstwy wykonanej wylacznie ze sta¬ bilizowanego cyrkonu) przy uziarnieniu okolo 150 (Ay z dodatkiem 3% wagowo zywicy akrylo¬ wej, jako spoiwa. Powyzsze skladniki byly umie¬ szczane kolejno do odpowiedniej formy i praso¬ wane pod cisnieniem 8 t/cm2. Uzyskane ksztaltki byly spiekane w piecu w temperaturze 1800°C w atmosferze argonu. Przyrost temperatury wynosil 100°C/godz, ogrzewanie w temperaturze 1800°C trwalo 2 godz. Potem nastepowalo chlodzenie w atmosferze argonu az do temperatury otoczenia.Dla okreslenia opornosci wlasciwej kazdej warstwy badano oddzielnie kazdy skladnik w ta¬ kich samych warunkach jak gotowa elektrode.Pomiary opornosci wlasciwej przeprowadzono za pomoca mostka róznicowego, którym mierzono na¬ piecie miedzy dwoma punktami próbki zasilanej pradem stalym. Wyniki uzyskane dla kazdego ze skladników przedstawiono w postaci wykresu na rysunku. Na osi odcietych naniesiono temperature w stopniach Celsjusza, na osi rzednych logarytmy 4 opornosci wlasciwej. Stwierdzono, ze w,tempera¬ turze powyzej 1300°C pierwsza warstwa wykona¬ na wylacznie z cyrkonu odpowiada ustalonym wymaganiom, natomiast w temperaturze ponizej 5 1300°C lepiej odpowiadaja tym wymaganiom wHf^ stwy wzbogacone w tlenek chromu. " ., Przyklad II. Wykonano elektrode zlozona z dziesieciu warstw. Warstwy skrajne mialy naste¬ pujace sklady stechiometryczne: 10 0,1 (Zr02 0,07 CaO) + 0,9 Cr03La i 0,9 (ZrOz 0,07 CaO) + 0,1 Cr03La Skladniki warstw posrednich zmieniaja sie stop- 15 niowo od pierwszej wartosci do drugiej. Kazda warstwa byla wykonywana oddzielnie przez mie¬ szanie sproszkowanego cyrkonu stabilizowanego tlenkiem wapnia ze sproszkowanym tlenkiem mie¬ szanym chromolantanowym, przy uziarnieniu ok. 20 150 \i z dodatkiem 2% wagowo zywicy akrylowej sluzacej jako spoiwo. Powyzsze skladniki byly nastepnie wkladane kolejno do odpowiedniej for¬ my i poddawane prasowaniu hydrostatycznemu pod cisnieniem 3 t/cm2. Uzyskane elementy byly 25 spiekane w piecu w temperaturze 1650°C w próz¬ ni w ciagu 2 godzin. Okreslano w róznych tem¬ peraturach opornosci wlasciwe warstwy o naste¬ pujacym skladzie: 30 0,7 (Zr02 0,07 CaO) + 0,3 Cr03La Uzyskane wyniki przedstawiono w ponizszej ta¬ blicy: T°C 1100 1200 1300 1400 1500 Opornosc wlasciwa Q cm 3,2 2,5 2,0 1,4 1,0 Przewodnosc wlasciwa 1 Q cm 0,31 0,4 0,5 0,71 1,00 Z tabeli wynika, ze przy temperaturze 1100°C przewodnosc wlasciwa badanej warstwy jest lep¬ sza niz przewodnosc wlasciwa cyrkonu stabilizo¬ wanego 0,07% mol CaO, która w tej temperatu¬ rze wynosi 7 5 . jn"2 * ft cm PL PL

Claims (8)

1. Zastrzezenia patentowe 55 1. Sposób wytwarzania elektrody do generatora magnetohydrodynamicznego ze stabilizowanych tlenków ogniotrwalych bedacych przewodnikami przy ogrzaniu, znamienny tym, ze elektrode wy¬ konuje sie z warstw kolejno po sobie nastepuja- 60 cych z tego samego stabilizowanego tlenku ognio¬ trwalego domieszkowanego dodatkowymi tlenkami ogniotrwalymi w takich ilosciach, aby przewod¬ nictwo ostatniej warstwy w jej temperaturze ro¬ boczej bylo równe przewodnictwu warstwy pierw- 65 szeJ-60489

2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze kazda warstwe elektrody przygotowuje sie od¬ dzielnie przez mieszanie sproszkowanego stabilizo¬ wanego tlenku ogniotrwalego ze sproszkowanym innym tlenkiem ogniotrwalym, nastepnie poszcze¬ gólne wastwy umieszcza sie w odpowiedniej for¬ mie, prasuje i spieka, po czym ostatnia warstwe pokrywa sie powloka metaliczna, stanowiaca elek¬ trode zbierajaca prad.

3. Sposób wedlug zastrz. 2, znamienny tym, ze stosuje sie materialy o uziarnieniu wynoszacym 50—200 ix.

4. Sposób wedlug zastrz. 2 i 3, znamienny tym, ze jako tlenek ogniotrwaly do wyrobu pierwszej warstwy stosuje sie stabilizowany cyrkon. 10 15 6

5. Sposób wedlug zastrz. 2 i 3, znamienny tym, ze jako dodawany tlenek ogniotrwaly stosuje sie tlenek chromu.

6. Sposób wedlug zastrz. 2 i 3, znamienny tym, ze jako dodawany tlenek ogniotrwaly stosuje sie tlenek mieszany o wzorze ogólnym (MxCr2-x)03, w którym x jest bliskie 1, a M oznacza itr lub metal trójwartosciowy z grupy lantanowców*-'

7. Sposób wedlug zastrz. 2—4, znamienny tym, ze poszczególne warstwy ksztaltki prasuje sie pod cisnieniem 2—5 t/cm2.

8. Sposób wedlug zastrz. 2—4, znamienny tym, ze ksztaltki spieka sie w temperaturze 1500— 2000°C. 2SP//7/J S PL PL