SU1226256A1 - Твердоэлекролитна чейка - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к анализу материалов физико-химическими способами и может быть использовано дл  определени  содержани  фтористого водорода в газовой смеси. Твердоэлектролитна   чейка содержит два электрода, положительный и от- рицательный, и твердый электролит, размещенный между ними. Дл  расширени  диапазона определ емых веществ и повышени  точности измерени  их концентраций в качестве твердого электролита используют фторрщ лантана , легированный двухвалентным европием, а положительный электрод легирован металлом переменной валентности , выбранным из р да металлов , высшие фториды которых нелетучи . Используют золотые электроды толщиной от 10 нм до 10 мкм. 1 з.п. ф-лы. 1. ил. i (Л

Description

Изобретение относитс  к анализу материалов фи.зико-хймическими способами и может быть использовано дл  определени  содержани  фтористого водорода в газовой смеси.

Целью изобретени   вл етс  расширение диапазона определ емых веществ и повышение точности измерени  их концентраций.

На чертеже изображена предложенна  низкотемпературна  твердоэлек- тролитна   чейка..

Ячейка содержит положительный по тенциалосъемный электрод 1 , содержащий металл переменной валентности , отрицательный потенциало- съемный электрод 2, диск 3 из твердого электролита.

Твердоэлектролитна   чейка работает в кулонометрнческом режиме: под действием приложенного напр жени  к потенциалосъемным электродам 1 и 2 в твердом электролите 3 происходит смещение носителей тока (ионов фтора) к положительному электроду . В процессе этого смещени  во внешней цепи возникает ток, который прекращаетс  с прекращением процесса смещени . При по влении в анализируемом газе фтористого водорода , омывающем отрицательный электрод, начинаетс  разложение фтористого водорода на поверхности  чейки и перекачки ионов фтора. Во внешней цепи вновь по вл етс  электрический ток. Величина тока  вл етс  мерой концентрации фтористого водорода в анализируемом газе.

Фторид лантана обеспечивает фто- рионнуш проводимость электролитной  чейки. Выббр легирующего элемента обусловлен степенью селективности  чейки к контролируемому компоненту. Легирование фторида лантана европием обеспечивает оптимальную величину селективности  чейки к фтористому водороду. Например, при легировании фторида лантана самарием чувствительность  чейки к фтористому во- .дороду снижаетс  не менее чем в сто раз.

Золото высокой степени чистоты  вл етс  практически единственно устойчивым материалом потенциалосъем ных электродов твердоэлектролитной  чейки с фторионной проводимостью и в сочетании с низкотемпературным режимом работы обеспечивает длительный срок эксплуатации  чейки.

15

;ю

12262561

Ограничение максимальной толщины электродов 10 мкм в совокупности с минимальной толщиной твердого электролита (до толщин, обусловленных 5 механической прочностью) обеспечивает оптимальность динамических характеристик электролитной  чейки при низких температурах.

Сшшение толщины электродов ниже 19 10 нм усложн ет обращение с  чейкой из-за увеличени  веро тности механического разрушени  электродов.

Увеличение толщины потенциало- съеммых электродов ведет к снижению газопроницаемости электрода, к снижению чувствительности и ухудшеншо динамической характеристики  чейки.

Твердоэлектролитна   чейка с положительным электродом из чистого золота обладает угалым линейньм диапазоном .

При больших концентраци х фтористого водорода в газе быстро наступает пол ризаци  положительного электрода , снижаетс  проводимость  чейки. Наличие металла переменной валентности (серебро, медь, свинец) в качестве примеси в материале положительного электрода снижает пол ризацию положительного электрода и обеспечивает низкотемпературньй режим работы  чейки. Оптимальное содержание примесного металла находитс  в пределах 0,2-10%. Снижение содержани  металла :В положительном электроде менее 0,2% значительно уменьшает линейный диапазон в характеристике  чейки. Увеличение содержани  примеси вьа е 10% приводит к преждевременному разрушению- положительного электрода в процессе длительной работы .

Повышение напр жени  питани  твердоэлектролитной  чейки увеличивает селективность  чейки и практически исключает вли ние фтора на результа- . ты измерени .

3S

30

35

Дл  улучшени  динамических характеристик рабочие поверхности  чейки перед нанесением электродов полируютс .

Claims (2)

1. Твердоэлектролитна   чейка, содержаща  положительньй и отрицательный электроды и твердый электролит, размеЕ(енньш между ними, о т л и Дл  улучшени  динамических характеристик рабочие поверхности  чейки перед нанесением электродов полируютс .

Формула изобретени 

1. Твердоэлектролитна   чейка, содержаща  положительньй и отрицательный электроды и твердый электролит, размеЕ(енньш между ними, о т л и чающа с  тем, что, с целью

расширени  диапазона определ емых веществ и повышени  точности измерени  их концентраций, в качестве , твердого электролита используют фторид лантана, легированный двухвалентным европием, а положительный электрод легирован металлом перемен ,

1226256 .Л

ной валентьюсти,выбранным из р да

металлов, высшиефториды которых нелетучи .

2. Ячейка по п. 1, отличающа  с   тем, что используют золотые электроды толщиной от 10 нм до 10 мкм.

Поток промывочного газа

/ Ч ч II Ч „ ,1 „Y

Поток aHa/ u3ijipyeMaio газа

Редактор Л.Гратилло Заказ 2120/38

Составитель Г.Боровик Техред И.Попович

Тираж 778

ВНИИПИ Государственного комитета

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб.,

Производственно-полиграфическое предпри тие, г, Ужгород, ул. Проектна , 4 ,

Корректор Г.Решетник