Твердый электролит для высокотемпературного чувствительного элемента Советский патент 1983 года по МПК G01N27/46 

Изобретение относится к электротехническому исследованию расплавов бинарНЕлх и тройннк кадмийсодержащих систем, а также галогенидов металло Известен твердый электролит соде жащий в качестве базисного, соединен хлорид серебра Ц . Недостатком известного электроли та является зависимость при определ НИИ чисел переноса от квалификации реактивов и от условий проведения эксперимента.Для стабилизации .элект ролитических свойств необходимо введение легирующей добавки. Наиболее близким к изйбретению является твердый электролит для высокотемпературного чувствительного элемента с преимущественно.ионной проводимостью, содержащий базисное соединение и легирующую добавку. р| К недостаткам известного техниче кого рейения отйосится ограниченная область., применения твердого электро лита.. . Цель изобретения - расширение диапазона рабочих температур и коли чества анализируемых веществ. Поставленная цель достигается тем, что в твердом электролите для высокотемпературного чувствительног элемента с преимущественно- ионно ; проводимостью, содержащем базисное соединение и легирующую, добавку, в качества базисного1 соединения испол зованы гоалогениды кадмия, а в качестве легирующей добавки - галоГениды елочных металлов в области твердых растворов. . Выбор количественных характеристик при оценке количественного состава эл.ектролита осуществляет на основе анализа фазовых диаграмм. На фиг.1 изображена фазовая диаг рамма системы галогенид кадмия хлорид калия; на фиг.2 - то не, система галогенид кадмия - хлорид рубидия; на фиг.3 - то же, система галогенид кадмия - хлорид цезия. Пример 1. Диаграмма плавкости GdCEj -КСе (фиг.1). Имеются твердые растворы на основе CdCE2 при содержании КС до 12 мол. %. Использование системы , содержащей 12 мол. % КС возмохно только при температуре (точка дистектики). При более высоких температурах - двухфазная область (появляется жидкая фаза); при температурах ниже также двухфазная область (твердые фазы: соединение Се/СЙ -КСё + CJCEg ) При содержании КС до 5 мол. % расширяется температурный интервал исследований - ЗОО-ЗОО С, поэтому в качестве оптимальной выбирается концентрация 3-5 |дал.% КС1,прИ содержании КС1 меньше 3 .% действие езгйрую1деП добавки малоэффё тиЬно. В соответствии с характером фазовой диаграммы Cdctj -KCif оп.ределяются содержание ингредиентов мол. %: Cdcej 97-95; КСЙ 3-5. . . При содержании КС до 3 мол. % действие КС как легирующей добавки малоэффективно. В таблице показано значение чисел переноса (i,) в системеС(Х2 КС в интервале температур 200ЮО С (ii t 0,02) . в соответствии с характером диаграммы плавкости системы CjСCjКСв выбирается как оптимальное следующее соотношение ингредиентов, мол. %: С(ЗсЕг 97-95; КС 3-5. Пример 2, Система CdBp -LiSr Образуется непрерывный jaяд твердых растворов, поэтому возможно использование системы в кщюкой области составов в качестве твердого электролита. Соотнор-ение ингредиентов в этом случае, мол. ,%: ,97; l,i Вг 100-3 Примерз. Система CcfCgg -Rbce. (1)иг.2) . Содержание ингредиентов, экв. мол.. %s С, .97-91 Rb се 3-9. Температурный интервал использования меняется от максимального 380-S60ftc до минимального 400430 С. При содержании КЬСб менее 30 легирующее действие примеси малоэффективно (мала концентрация ионных дефектов). Пример 4. Система СёСГ (фиг.З). Температурный интервал использо-, вйния меняется, от 550-400 С до 475-4бО с.. Соотно1пение ингредиентов, мол. %: Сисе 98-96; (С$С)в 2-4. Пример 5. Система GJCej-NaCf: Соотно1тение ингредиентов, мол. %: Cd CEj 70-90;NaCe 10-30. Электролитичес.кие свойства системы проявляются в ьтироком температурном интервале, таким образом, не пред- ставляется возможным обобщить количественный состав твердого электролита в системе Cd Г.МеГ . Кроме того, помимо характера фазовой диаграммы влияние примеси на электролитические свойства системы определяются механизмом воздействия примеси на базисное соединение. В данном случае в качестве базисного

; соединения рассматривается галогенид кадмия. Действие легирующей до-., сбавки эффективно, .так как увеличивается собственная ионная разупорядо

ченность базисного соединения, растет концентрация ионных дефектов, что приводит к возможности:расшщ ения .количества ионизируемых соединений.

.ТВЕРДЬ1Й ЭЛЕКТРОЛИТ ДЛЯ KJCOКОТЕМПЕРАТУРНОГО ЧУВСТВИТЕЛЬНОГО ЭЛЕМЕНТА с преимущественно ионной проводимостью, содержащий базисное соединение и легирующую добавку, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона рабочих температур и количества анализируемых веществ, в качестве базисного соединения использованы галбгёниды кадмия г а в качестве легирующей дЗбавки - галогениды щелочных металлов в области твердых растворов. СП с СО С

i№90 Г TS пО

CatttAWf(e//i«ft//; fXKl)f