SU1140183A1

SU1140183A1 - Способ изготовлени трехэлектродной электрохимической чейки

Info

Publication number: SU1140183A1
Application number: SU833641636A
Authority: SU
Inventors: Антонина Михайловна Михайлова; Вячеслав Вячеславович Корнеев
Original assignee: Саратовский политехнический институт
Priority date: 1983-06-23
Filing date: 1983-06-23
Publication date: 1985-02-15

Abstract

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТРЕХЭЛЕКТРОДНОЙЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ ЯЧЕЙКИ, заключающийс в формировании сло твердого электролита, установке рабочего и вспомогательного электродов .,. ;; ,.:::. и / -- / (Риг. 7 с обоих торцов сло твердого электролита с последующим сжатием всей сборки, отличающийс тем, что, с целью расширени функциональных возможиостей за счет обеспечени возможности, пол ризационных измерений с использованием керамических электролитов с проводимостью по ионам натри , устанавливают электрод сравнени снаружи на боковой поверхности сло твердого электролита, после чего провод т электрохимическое осаждение натри , пол ризу анодно вспомогательный электрод и катодно - электрод сравнени , при этом в качестве материала вспомогательного электрода выбирают либо металлический натрий либо амальгаму натри , а в качестве материала электрода сравнени - один из следующих материалов: графит, платина, алюминий , медь или ртуть.

Description

Изобретение относитс к электротехнике, а конкретно к способу изготовлени электрохимических чеек с твердым электролитом дл пол ризационных исследований, и может быть использовано в приборостроении, измерительной технике и других област х народного хоз йства.

Известен способ изготовлени электрохимической чейки на твердом/серебросодержашем электролите, заключающийс в одновременном прессовании рабочего и вспомогательного электродов, разделенных набором компонент электролита. Прессование проводитс при определенных услови х. При использовании данной чейки вс сборка остаетс в подпрессованном состо нии 1.

На чейках, изготовленных по данному способу, возможно проводить исследовани методом вольт-амперных характеристик и измерением проводимости.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату вл етс способ изготовлени трехэлектродной чейки, заключающийс в совместном формировании сло твердого серебросодержащего электролита и электрода сравнени , расположенного в середине сло твердого электролита, при этом в качестве материала электрода сравнени выбирают металл, обратимый по ионам проводимости электролита. С обеих сторон твердого электролита устанавливают рабочий и вспомогательный электроды а всюсборку подпрессовывают дл создани надежного контакта между электродами и слоем твердого,электролита 2.

Данный способ изготовлени электрохимических чеек пригоден дл электролитов изготавливаемых при температурах, меньших температуры плавлени материала электрода сравнени . При изготовлении твердого керамиче,ского электролита данный способ использоватьс не может, так как температура спекани керамического электролита более 1700°С. Большинство металлов, пригодных дл изготовлени электродов сравнени , при этой температуре разрушаютс . Указанные недостатки особенно характерны дл электролитов с проводимостью по ионам натри .

Цель изобретени - расширение функциональных возможностей за счет обеспечени пол ризационных измерений с использованием кера.мических электролитов с проводимостью по ионам натри .

Указанна цель достигаетс тем, что согласно способу изготовлени трехэлектродной электрохимической чейки, заключающему в формировании сло твердого электролита , установке рабочего и вспомогательного электродов с обоих торцов сло твердого электролита с последующим сжатием всей сборки, устанавливают электрод сравнени

снаружи на боковой поверхности сло твердого электролита, после чего провод т электрохимическое осаждение натри , пол ризу анодно вспомогательный электрод и катодно - электрод сравнени , при этом в качестве материала вспомогательного электрода выбирают металлический натрий или амальгаму натри , а в качестве материала электрода сравнени - один из следующих материалов: графит, платина, алюминий, медь или ртуть.

На фиг. 1 схематически представлена электрохимическа чейка, изготовленна согласно предлагаемому способу; на фиг. 2 и 3 - пол ризационные кривые, полученные

дл конкретных примеров выполнени чейки .

Способ осуществл етс следующим образом .В электроизол ционный корпус 1, выпол ненный из полиметилметакрилата, фторопласта или кварца, размещают уплотнительную шайбу 2. Таблетка керамического электролита 3 поджата втулкой 4. С обоих торцов электролита 3 устанавливают вспомогательный 5 и рабочий 6 электроды. В боковое отверстие в корпусе 1 ввод т стержень 7, вл ющийс токоотводом электрода сравнени . На торцовую поверхность стержн 7, соприкасающуюс с керамическим электролитом и вл ющуюс основанием электрода

0 сравнени , электрохимическим способом осаждают натрий, лропуска электрический ток между вспомогательным электродом и электродом сра1}: ени . При этом вспомогательный электрод пол ризуют анодно, а электрод сравнени катодно. С противоположных сторон сло электролита с помощью пуансонов 8 и 9, вл ющихс одновременно токовыводами, поджимают вспомогательный 5 и рабочий 6 электроды. Ячейка позвол ет производить пол ризационные измерени

0 при фиксированном давлении поджима различных составов керамических электролитов с проводимостью по ионам натри , при этом в качестве материала подложки может быть применен один из следующих материалов: графит, платина, медь, алюминий, ртуть.

Результаты измерени пол ризационных кривых, полученных при исследовании чеек согласно приведенным примерам, представлены на фиг. 2 и 3.

Пример 1. Электрохимическа чейка

0 изготовлена в атмосфере аргона. Таблетка твердого керамического электролита провод щего по ионам натри состава ХМ О5А1аОз, приклеена к корпусу чейки, выполненному из фторопласта дл герметизации катодного и анодного пространства

5 путем заливки компаундом ЭФ-20.

Анодное пространство заполнено металлическим натрием, катодное - йодным комплексом фенотинзана.

В боковое отверстие корпуса введена платинова проволока и приведс::а j контакт с боковой поверхностью таблетки твердого электролита. При катодной пол ризации платины в потенциостатическом режиме С использованием в качестве анода электрод натрий, имеющий общий ион с основным ионом проводимости, осажден на платиновую подложку. На фиг. 2 (крива 2) представлена потенциодинамическа пол ризационна крива , полученна на данной чейке с использованием потенциостата П-5827 и электронного самописца дл регистрации КСП-4.

Пример 2. Электрохимическа чейка изготовлена аналогично чейке по примеру 1

Таблетка твердого электролита провод щего по ионам натри состава NajO-1 lAlgOs прикреплена в средней части к корпусу чейки , выполненному из кварца, а герметизаци катодного и анодного пространств осуществлена с помощью уплотнительной щайбы, выполненной из фторопласта.

Анодное пространство заполнено амальгамой натри , катодное.- иодом. В боковое отверстие цилиндра введена алюминиева проволока до контакта с боковой поверхностью твердого электролита. При катодной пол ризации в гальваностатическом режиме с использованием амальгамы натри в качестве анода получен натрий-сплав, который выполн ет функции электрода сравнени . На фиг. 2 (крива 1) представлена потенциодинамическа пол ризационна крива , полученна с использованием данной чейки.

Пример 3. Электрохимическа чейка изготовлена аналогично чейке по примеру 1.

Таблетка твердого электролита провод щего по ионам натри состава NagO-ToO X X 11 AUOj приклеена в средней части корпуса чейки из полиметилметакрилата дл герметизации катодного и анодного пространства путем заливки компаундом К-300.

Анодное пространство заполнено амальгамой натри , катодное - йодным комплексом бензофульвалена. При катодной пол ризации графита, который введен в боковое отверстие корпуса чейки при помощи св зующего , в потенциостатическом режиме с использованием в качестве анода амальгамы натри осажден натрий на графит. На фиг. 2 (крива 3) представлена потенциодинамическа пол ризационна крива , полученна с использованием данной чейки.

Пример 4. Электрохимическ1а чейка изготовлена аналогично чейке по примеру 1 Таблетка твердого керамического электролита состава NajOMgOSAl Oj приклеена в средней части корпуса чейки, который выполнен из полиметилметакрилата, а герметизаци катодного и анодного пространств осуществлена с помощью уплотнительной щайбы, выполненной из текстолита.

Анодное пространство заполнено металлическим натрием, катодное - комплексом дибензотетратиофульвалена.

В боковое отверстие корпуса чейки введена медна проволока. При катодной пол ризации на медь осажден натрий в потенциостатическом режиме с использованием металлического натри из анодного пространства в качестве анода. На фиг. 3 представлены пол ризационные кривые с использованием данной чейки.

Аналогично ведут себ при использовании в качестве подложки дл электрода сравнени материалы из молибдена, титана, висмута, ртути.

Таким образом, согласно предлагаемому способу возможно изготовление чеек, обеспечивающих проведение пол ризационных измерений электродов на границе с твердыми керамическими электролитами в электрохимических системах, которые могут быть положены в основу создани электрохимических преобразователей информации: датчиков давлени , ускорени , электрохромных индикаторов, интеграторов, а также преоб-разователей энергии. Результаты, полученные при использовании данной электрохимической чейки, дают возможность определ ть рабочий диапазон функционировани приборов, может быть проведена также оптимизаци регистрируемых параметров тока, напр жени , сопротивлени , быстродействи и т. д.

Использование чеек, изготовленных по предлагаемому способу, сокращает количество образцов и вариантов определени основных приборных характеристик, позвол ет выбрать оптимальную конструкцию и прогнозировать электрические характеристики в щироком температурном диапазоне. Известно, что твердые керамические электролиты широко рекламируютс дл разработки приборов на электрохимическом принципе.

Claims

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТРЕХЭЛЕКТРОДНОЙ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ ЯЧЕЙКИ, заключающийся в формировании слоя твердого электролита, установке рабочего и вспомогательного электродов с обоих торцов слоя твердого электролита с последующим сжатием всей сборки, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения возможности, поляризационных измерений с использованием керамических электролитов с проводимостью по ионам натрия, устанавливают электрод сравнения снаружи на боковой поверхности слоя твердого электролита, после чего проводят электрохимическое осаждение натрия, поляризуя анодно вспомогательный электрод и катодно — электрод сравнения, при этом в качестве материала вспомогательного электрода выбирают либо металлический натрий либо амальгаму натрия, а в качестве материала электрода сравнения — один из еле- _одующих материалов: графит, платина, алю- S миний, медь или ртуть.

Фиг.1