Способ изготовления анода электрохимического датчика кислорода Советский патент 1975 года по МПК G01N27/30 

Изобретение относится к устройствам для определения концентрации кислорода в жидких и газообразных средах.

Из известных электрохимических датчиков для измерения концентрации кислорода чан1е всего применяются электрохимические ячейки, состоянлие из рабочего электрода (катода), электрода сравнения (анода) и электролита, отделенных от измеряемой среды полупроницаемой пленкой.

Известный электрохимический датчик (см. авт. св. ЛЬ 296022), работающий на основании внутренней поляризации гальванической пары: серебряный катод (рабочий электрод), Кадмиевый анод (электрод сравнения) - изготовляют путем прессования стружки в корпусе датчика с последующей катодно-анодной активацией с применением платины. Активация анода состоит в следующем.

Открытый корпус датчика заполняют раствором электролита. При помощи внещнего платинового электрода вспомогательный электрод поляризуют анодно в течение 10 мин при плотности тока 15 ма на 1 г массы для окисления поверхности «адмия. Затем меняют электролит и катодпо поляризуют вспомогательный электрод при плотности тока 20 ма на 1 г массы в течение 15 мин, после чего образуется активный слой кадмия. Снова меняют электролит, повторяют катодную

поляризацию, во время которой индикаторный электрод соединяется со вспомогательным электродом и также поляризуется катодно.

Недостатками известного способа изготовления анода и его активации являются неравномерная толн1ина окисного слоя по глубине анода; невозможность замены анода в случае его выхода из строя, в таком случае вместе с

анодом выбрасывают и корпус датчика, стоимость которого выше стоимости анода, необходимость применения в процессе активации анода весьма дефицитного и дорогого материала-платины, недостаточный срок службы

анода.

Предлагается изготавливать аноды прессованием из предварительно активированных частиц, применив вместо электрохимического термический способ активации, причем активации подвергают не готовый анод, а материал, из которого анод изготавливают.

Активация заключается в следующем. Частицы, нанример, кадмия («чистого или «химически чистого) размерами 0,5-2,5 мм

подвергают обжигу (прокаливают) в химически инертной посуде в воздухе при температуре 300-320°С в течение 1-2,5 час при постоянном перемещивании (возможен поддув кислорода, что сокращает срок обжига). В

результате частицы покрываются активным

3

окисным слоем, прочно сцепленным ic телом частиц. Поверхность частид нри этом становится шероховатой, что увеличивает их эффективную площадь.

Из .подготовленных таким способом частиц прессуют аноды, эффективная площадь поверхности которых значительно превыщает поверхность первоначально взятых частиц, с достаточно глубоким окисным слоем, толщина которого постоянна по всему объему анода.

Преимущества описанного способа следующие; толщина окисного слоя равномерна по всему объему анода, анод может быть выполнен легкосъемным, поскольку он прессуется вне корпуса датчика, и, следовательно, заменяемым; исключается применение дорогостоящей и дефидитной платины; увеличивается срок службы датчика кислорода.

Предложенным способом было изготовлено 10 анодов. Работа датчика кислорода с такими анодам) проверялась в течение 1,5 лет. За это время изменение выходных пара.метров датчиков кислорода при изменении потенциала анодов составило около 3%.

Предмет изобретения

. Способ изготовления анода электрохимического датчика кислорода путем сухого прессования составных частиц, отличающийс я тем, что, с делью улучшения технических параметров и увеличения срока службы, частицы предварительно подвергают термической активации.

2. Способ по п. I, отличающийся тем, что термическую активацию проводят в газовой среде, содержащей кислород при температуре, блиЗКой к температуре плавления материала частиц, и выдерживают при постоянпом перемешивании до получения окисного слоя требуемой толщины.