SU1763421A1 - Кислородопроницаемый керамический материал - Google Patents

Кислородопроницаемый керамический материал Download PDF

Info

Publication number
SU1763421A1
SU1763421A1 SU904878197A SU4878197A SU1763421A1 SU 1763421 A1 SU1763421 A1 SU 1763421A1 SU 904878197 A SU904878197 A SU 904878197A SU 4878197 A SU4878197 A SU 4878197A SU 1763421 A1 SU1763421 A1 SU 1763421A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
oxygen
mol
oxide
oxygen permeability
bismuth oxide
Prior art date
Application number
SU904878197A
Other languages
English (en)
Inventor
Владислав Вадимович Хартон
Павел Павлович Жук
Евгений Николаевич Наумович
Матвей Вячеславович Зинкевич
Алим Александрович Вечер
Original Assignee
Научно-исследовательский институт физико-химических проблем Белорусского государственного университета им.В.И.Ленина
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Научно-исследовательский институт физико-химических проблем Белорусского государственного университета им.В.И.Ленина filed Critical Научно-исследовательский институт физико-химических проблем Белорусского государственного университета им.В.И.Ленина
Priority to SU904878197A priority Critical patent/SU1763421A1/ru
Application granted granted Critical
Publication of SU1763421A1 publication Critical patent/SU1763421A1/ru

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B38/00—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00241—Physical properties of the materials not provided for elsewhere in C04B2111/00
    • C04B2111/00267—Materials permeable to vapours or gases
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
    • C04B2111/00793—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 as filters or diaphragms
    • C04B2111/00801—Membranes; Diaphragms

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Oxygen, Ozone, And Oxides In General (AREA)

Abstract

Использование: кислородные мембраны и элементы электрохимических устройств с твердыми- электролитами на основе оксида висмута. Сущность изобретени : кислородсодержащий керамический материал содержит, мол„%: оксид еисмута 85-95, оксид кобальта 5-15. Коэффициент термического расширени  (300-1050 К) 15,18-16,It-tO K 1 кислородопроницаемость при К С,3-4,5)ЧО (0моль/с.см. 1 табл. t Ё

Description

Изобретение относитс  к поликристаллическим оксидным керамическим материалам со смешанной проводимостью, которые могут примен тьс  в качестве кислородных мембран и элементов электрохимических устройств с твердыми электролитами на основе оксида висмута в широком интервале температур и парциального давлени  кислорода.
Известен состав на основе оксида висмута с добавками других оксидов, в том числе оксидов переходных металлов , с преимущественно ионной прово- димостью. Материалы на основе оксида висмута, легированного оксидами терби  и празеодима, имеют более высокое значение кислородопроницаемос- ти, однако  вл ютс  дорогими и малодоступными из-за высокой стоимости оксидов РЗЗ.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  кислородопроницаемый состав, включающий (мол.1): оксид висмута - 50, оксид кобальта - 50.
Облада  высокими значени ми ки- слородопроницаемости при 950-1050 К, керамика такого состава имеет коэффициент термического расширени  (КТР) 11t2«10 K что не позвол ет использовать ее с наиболее перспективными кислородионпровод щими твердыми электролитами на основе оксида висмута.
Цель изобретени  - повышение КТР, обеспечивающее его совместимость с
VI
О
ы
4 КЭ
твердыми электролитами на основе оксида висмута, и сохранение высокой кислородопроницаемости при использовании в качестве мембран и элементов электрохимических устройств с твердыми электролитами на основе оксида висмута при температурах 950- 1050 К.
Поставленна  цель достигаетс  тем что кислородопроницаемый материал включает оксид висмута и оксид кобальта (Ш) в следующем соотношении (молД): оксид висмута - , оксид кобальта - .
Дл  получени  указанных выше ки- слородопроницаемых керамических материалов проводилс  твердофазный синтез из оксидов, вз тых в указанном отношении, на воздухе при температур 870+20 К в течение 30 ч.
Полученные порошки керамических Материалов прессовались в виде таблеток под давлением 600 МПа и спекались при температуре 920f20 К в тече- .ние 6-20 L( до получени  плотной керамики с закрытой пористостью. Коэффициент термического расширени  (КТР) образцов рассчитывалс  с применением методов линейного регрессионного анализа по данным температур- ной зависимости относительного удлинени  в интервале температур 300- 1050 К. Кислородопроницаемость образцов рассчитывалась по данным измерени  удельной электропроводности и чисел переноса в интервале рабочих температур 950-1050 К.
П р и м е р 1. По данным измерений термического расширени , удельной электропроводности и чисел пере0
5
0
5
носа были рассчитаны КТР и Кислородопроницаемость образца состава 50 мол.% BiO и 50 молД (прототипа) о
П р и м е р 2. Керамические материалы состава (80 молД Bi04tЈ+20 молД СоО) , (85 молД + 15 мол.,% СЬО), (90 молД BiO,i5+ 10 молД СоОЛ-), (95 молД BiO, s + 5 молД СоО,(Г), (97 молД + 3 молД СоО,5) получены и испытаны, как в примере 1.
Результаты приведены.в таблице.
Как следует из данных таблицы, уменьшение добавки оксида кобальта к оксиду висмута до 5-15 молД приводит к приближению КТР керамических
составов к величине 15, 6,5 -Ю К характерной дл  твердых электроли- тор на основе оксида висмута, что Позвол ет совмещать полученные керамические материалы с твердыми электролитами на основе В1г03 при высоком значении кислородопроницаемости.
Ф
ормула изобретени  Кислородопроницаемый керамичес- кий материал, содержащий оксиды висмута и кобальта, отличающи flip   тем, что, с целью повышени  коэффициента Термического расширени  ,, и сохранени  высокой кислородопроницаемости при использовании в качестве кислородных мембран и элементов электрохимических устройств с твердыми электролитами на основе оксида висмута при 950-1050 К, он содержит компоненты в следующем соотношении, молД: оксид висмута оксид кобальта 5-15 о
Зависимость коэффициента термического расширени  (КТР) и кислородопроницаемости от состава

Claims (1)

  1. Формула изобретения Кислородопроницаемый керамический материал, содержащий оксиды висмута и кобальта, отличающийс я тем, что, с целью повышения ко- : эффициента Термического расширения / и сохранения высокой кислородопроницаемости при использовании в качестве кислородных мембран и элементов электрохимических устройств с твердыми электролитами на основе оксида висмута при 950-1050 К, он содержит компоненты в следующем соотношении, молД: оксид висмута 85“95; оксид кобальта 5“15.
    Зависимость коэффициента термического расширения (КТР) и кислородопроницаемости от состава
    № п/п Состав, молД КТР (к· 10'6, К-< Кислородопроницаемость, 102, мол/с *см 1040 К Bi0<.5 CoO,iS 300-1050 к Прототип 50 50 11,23 4,4 · 10~ ’° г 85 15 15,18 4,4ЧО‘<0 2 90 10 15,59 4,5-10‘'° 3 95 5 16,11 4,ЗЧО~<0
SU904878197A 1990-10-29 1990-10-29 Кислородопроницаемый керамический материал SU1763421A1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU904878197A SU1763421A1 (ru) 1990-10-29 1990-10-29 Кислородопроницаемый керамический материал

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU904878197A SU1763421A1 (ru) 1990-10-29 1990-10-29 Кислородопроницаемый керамический материал

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1763421A1 true SU1763421A1 (ru) 1992-09-23

Family

ID=21542776

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU904878197A SU1763421A1 (ru) 1990-10-29 1990-10-29 Кислородопроницаемый керамический материал

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1763421A1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2791652C1 (ru) * 2022-03-17 2023-03-13 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" Способ получения керамики

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
За вка JP 61-59262, кл. С 04 В 35/00, 1986. Takahashi Т., Iwahara H. High temperature solid electrolyte fuel cells. Reports of special Project Research Under Grant in Aid of Scien- cific Recearch of the Ministry of Education Science and Cultura, Japan 1980, p. 727-731 (прототип). ($U) КИСЛОРОДОПРОНИЦАЕМЫЙ КЕРАМИЧЕС- КИЙ МАТЕРИАЛ *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2791652C1 (ru) * 2022-03-17 2023-03-13 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" Способ получения керамики

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Tao et al. Conductivity studies of dense yttrium-doped BaZrO3 sintered at 1325 C
Marrero-Lopez et al. Electrical conductivity and redox stability of La2Mo2− xWxO9 materials
EP0523696A1 (en) Mixed ionic conductors and the preparation thereof
JP3453283B2 (ja) 固体電解質型燃料電池
Chen et al. Preparation of Nd-doped BaCeO3 proton-conducting ceramic and its electrical properties in different atmospheres
EP3078648B1 (en) Sintered oxide compact
EP0207994B1 (en) Oxide semiconductor for thermistor and a method of producing the same
JP3934750B2 (ja) 酸化物イオン導電性セラミックス及びその製造方法
Paria et al. Electrical conduction in barium cerate doped with M2O3 (M= La, Nd, Ho)
Kharton et al. Oxygen ion transport and electrode properties of La (Sr) MnO3
EP0703438A1 (en) A temperature sensor and its manufacturing method
Pandit et al. High-temperature ionic and electronic conduction in zirconate and hafnate compounds
Alcock et al. Thermodynamic Study of the Cu‐Sr‐O System
Holman The defect structure of 8/65/35 PLZT as determined by Knudsen effusion
CA1139370A (en) Oxygen sensors
SU1763421A1 (ru) Кислородопроницаемый керамический материал
Krug et al. The high‐temperature proton conductor strontium zirconate: thermogravimetry of water uptake
JPH10500487A (ja) アルカリ土類がドープされたランタンフェライトからなる酸素センサ
Berezovsky et al. Conductivity and microstructure of bismuth oxide-based electrolytes with enhanced stability
JPH09295866A (ja) 混合イオン導電体
Ikuma et al. Enhancement of the diffusional creep of polycrystalline Al 2 O 3 by simultaneous doping with manganese and titanium
Xing et al. Thermodynamic properties of complex oxides in the Sm-Ba-Cu-O system
Zheng et al. Preparation and electrochemical characterization of SrCeO3-based proton conductor
Suzuki et al. Thermodynamics of Y2Cu2O5 and YCuO2 and Phase Equilibria in the Ba–Y–Cu–O System
JPH01291151A (ja) 酸素センサ