Кислородионпроводящий керамический материал Советский патент 1991 года по МПК C04B35/00 

Изобретение относится к поликристаллическим оксидным керамическим материалам на основе оксида висмута, которые могут применяться в качестве твердого электролита в различных электрохимических устройствах в широкой области температур и парциальных давлений кислорода.

Цель изобретения - снижение времени отклика на изменение концентрации кислорода при температурах ниже 600°С.

Для получения кислородионпроводя- щих керамических материалов проводился твердофазный синтез в две стадии, Сначала получен твердый раствор Bia75. Y 0 25 О 1|5 твердофазной реакцией из оксидов, взятых в с ехиометричес- ком соотношении на воздухе при 900+

i 20°C в течение 4-6 ч. Затем проводили твердофазный синтез указанных керамических материалов из твердого раствора и фторида кальция на воздухе при 1000-1050°С в течение 4-6 ч. Полученные порошки керамических материалов прессовали в виде таблеток под давлением 600 МНа и спекались при lOSO+JO C в течение 4-6 ч до получения плотной керамики с закрытой пористостью. Полученные таблетки кис- лородионпроводящего керамического материала применялись в качестве твердого электролита в электрохимических ячейках.

Ниже приведены конкретные примеры и полученные при этом результаты.

Пример 1, Кислородионпроводя- щне керамические материалы состава

2

00

р

СО

B1075 YO., L75 МОЛ.% BiO,ijr +

+ 25 мол,% YU,5 (Bi0i ffYaM0 iff)0,9ff (CaFz)ftoo5. 74,6 мол.% Bi01i5 + + 24,9 нол.% + 0,5 мол.% CaF2 5 в виде газоплотных таблеток с серебряными электродами (10 мг/см ) используют в качестве твердого электролита (ТЭ) з электрохимической ячейке типа Р02 (воздух), Ag /ТЭ/ Ag (кислород) о с разделенными газовыми пространствами. Температура ячейки изменялась от 800+2°С до 500+2°С и фиксировалось время отклика (время установления 0,95 значения ЭДС от теоретического) 15 при изменении концентрации кислорода от 20,4+0,4% до 100+2% на рабочем электроде. На электрод сравнения подавался воздух с постоянной скоростью 10 л/ч Р0в).20

Пример 2. Кислородионпроводя- щие керамические материалы состава (Bi 0,75 Yo,25°i.s )o,9S (aF2.)o,o5

.71,3 мол,% BiO, 23,7 мол,% Y01i + + 5 мол.% и (Bia7s-Y0,2yOM)0i,7 (CaF2)0i0 72,8 мол.% ВЮ,л+24,2 мол.% Y01|5-+ 3 мол,% CaF получают и испытывают, как в примере 1.

Результаты приведены в таблице.

Формула изобретения

Кислородионпроводящий керамический материал для изготовления твердых электролитов, включающий оксиды висмута и иттрия, отличающийся тем, что, с целью снижения времени от- клика на изменение концентрации кислорода при температурах ниже 600°С, он дополнительно содержит фторид кальция при следующем соотношении компонентов, мае.%:

Оксид висмута 71,3-74,6 Оксид иттрия 23,7-24,9 Фторид кальция 0,5-5.

Изобретение относится к поликристаллическим оксидным керамическим материалам, которые могут применяться в качестве твердых электролитов. Цель изобретения - снижение времени отклика на изменение концентрами кислорода при температурах ниже 600°С. Кисло- родионпроводящий керамический материал для изготовления твердых электролитов включает следующие компоненты, мол.%: оксид висмута 71,3-74,6; оксид иттрия 23,7-24,9; фторид кальция 0,5- 5. Время отклика твердого электролита составляет при 575-500°С 2-100 с. 1 табл. (Л