SU997393A1 - Шихта дл изготовлени твердых электролитов - Google Patents

Abstract

ШИХТА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТВЕРДЫХ ЭЛЕКТРОЛИТОВ, включшоща  диоксид циркони  и стабилизирующий оксид, отличающа с  тем, что, с целью повьшени  термостойкости и снижени  стоимости электролитов, шихта в качестве стабилизирующего оксида , содержит оксид иттри , и дополнительно диоксид кремни  при следук цем. соотношении компонентов, мас.%: Оксид иттри  0,6-19,8 Диоксид кремни  0,33-31,35 Диоксид циркони  Остальное (Л о QD 00 со оо онностью (врем  установлени  сигнала измер емой характеристики), обусловленную низкой скоростью переноса ионов в электролите, а также плохими стабильностью и воспроизводимостью электрических свойств, обусловленных наличием окисла с переменной валентностью (ТЮг). Известен также твердый .электролит состава диоксид циркони  10 мол.%

Description

свои электрические свойства при выдержке в расплаве стали. Недостатком таких твердых электролитов  вл етс  их низка  термостойкость (они не выдерживают резких перепадов температур от 20 до ) вследствие их низкой теплопроводности и высокого коэффициента термического расширени . Наибодее близкой к предложенной по технической С5пдности и достигаемому результату  вл етс  шихта дл  изготовлени  твердых электролитов, вклю чающа  компонентов, мас.%: стабилизированный (например оксидом сканди ) диоксид циркони  97,0-99,4 и циркон 0,6-3,0. Однако известные марки цирконового концентрата (силиката циркони ) (ГОСТ 48-82-74), используемые в известной шихте дл  изготовлени  твердого элект ролита, содержат большое количество примесей, снижающих электрофизические свойства твердых электролитов. Синтез же силиката циркони , как известно,  вл етс  очень трудоемким процессом и выход продукта не превышает 70%. В св зи с этим синтетический циркон промьшшенностью не вьшускаетс . В процессе обжига твердых электролитов из известной шихты при нагреве происходит частичное разложение силиката циркони  и обратный его синтез при охлаждении изделий. Примеси способствуют более интенсивному разложению циркона, снижению температуры его разложени  и образованию расплава на основе оксида кремни . При охлаждении обратный синтез не осуществл етс  пол ностью и твердые электролиты нар ду с цирконом и оксидом циркони  содержа стеклофазу, количество которой увели1шваетс  с температурой обжига. Наличие последней ведет к снижению плотности изделий, отрицательной усадке (увеличению размеров и искажению формы изделий), к снижению термостойкости и электрофизических свойств изделий . Кроме того, как известно, структуры , образованные из продуктов распада  вл ютс  сверхтонкими, что также отрицательно сказываетс  на термостой кости . Помимо этого оксид сканди   вл етс  очень дорогим материалом и его цена более чем в 20 раз превышает це ну оксида иттри  и в данном случае не дает заметного улучшени  свойств изделий. Цель изобретени  - повышение термостойкости и снижение стоимости электролитов . Поставленна  цель достигаетс  тем, что шихта дл  изготовлени  твердых электролитов, включающа  диоксид циркони  и стабилизир5пощий оксид, в качестве стабилизирующего оксида содержит оксид иттри  и дополнительно диоксид кремни  при следутощем соотношении компонентов, мас.%: Окси,ц иттри  0,6-19,8 Диоксид кремни  0,33-31,35 Диоксид циркони  Остальное Введение оксида кремни  в состав электролита в известной степени снижает электропроводность материала, но повьш1ает его термостойкость. Пределы содержани  оксида кремни  выбраны с учетом условий применени  твердых электролитов (температур расплавов и газов). Пример. Твердые электролиты получали методами обычной технологии керамических изделий: механическое смешение компонентов, прот жка изделий из термопластичных масс, выжиг св зки и обжиг изделий. Составы твердых электролитов и их свойства в сравнении с прототипом приведены в таблице. Твердые электролиты предлагаемого состава обладают высокой термостойкостью , хорошей воспроизводимостью и стабильностью электрофизических характеристик , малой инерционностью. Изменени  электрофизических свойств электролитов в процессе службы не наблюдаетс  . Твердые электролиты предлагаемого состава обладают высокой долей ионной проводимости. Применение твердых Электролитов такого состава дает возможность изготовлени  их в виде наиболее простой формы - пробирки. Далее, предлагаемые твердые электролиты дешевле за счет снижени  содержани  дорогосто щего оксида иттрий (135 руб/кг). Использование твердых электролитов за вл емого состава весьма перспективно дл  контрол , стабилизации и автоматизации металлургических процессов. - Термостойкость тверлкх электролитов оценивалась непосредстпенно при изненснин ЭЛС в расплаве метпллл по методике МИСнС. При этом определ лось минимальное  рен  прогрева электролита над расплавом метал ла, необходимое дл  обеспечени  предотвраценн  термического удара при погружении в расплав.

Claims (1)

1. ШИХТА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТВЕРДЫХ ЭЛЕКТРОЛИТОВ, включающая диоксид циркония и стабилизирующий оксид, отличающаяся тем, что, с целью повышения термостойкости и снижения стоимости электролитов, шихта в качестве стабилизирующего оксида, содержит оксид иттрия, и дополнительно диоксид кремния при следующем, соотношении компонентов, мас.%:

   Оксид иттрия Диоксид кремния Диоксид циркония

   0,6-19,8

   0,33-31,35

   Остальное

   онностью (время установления сигнала измеряемой характеристики), обусловленную низкой скоростью переноса ионов в электролите, а также плохими стабильностью и воспроизводимостью электрических свойств, обусловленных наличием окисла с переменной валенту . ностью (ΤΐΟ^)« ¹