Огнеупорный электропроводный керамический материал Советский патент 1980 года по МПК C04B35/49 

(54) ОгаВУПОРНЫЙ ЭЛЕКТРОПРОВОДНЫЙ КЕРАМИЧЕСКИЙ

МАТЕРИАЛ

Изобретение относится к поликристаллическим окисным материалам на основе двуокиси циркония и может применяться в качестве твердого электролита в различных электрохими ческих устройствах, Kaic в высокотемпературной области, так и при температурах ниже 600° С. В промышленности нашли широкое примене ние твердые электролиты на основе стабилизированной двуокиси циркония. Для стабилизаци кубической модификации двуокиси циркония к ней прибавляются отдельные окислы метал ла, например, СаО, МдО, УгОз и другие, кото рые при нагревании образуют с нею двухкомпонентные твердые растворы. Известен электропроводный керамический материал на основе двуокиси циркония с добавкой окиси скандия в количестве 9-12мол.% 11. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является электропроводящий керамический материал, включающий (мол.%): двуокись одркония 88-92, окись скандия 3-6, окись хрома 4-6 2. Обладая высокой электропроводностью при повышенных температурах, твердые электролиты этих составов имеют существенный недостаток: при температурах ниже 600° С величина их электропроводности резко понижается. Это понижение электропроводности ограничивает температурный интервал таких электрохимических устройств с твердым электролитом, как топливные элементы, электролизеры, датчики кислорода и т д. Цепь изобретения - повышение ионной проводимости при температурах ниже 600°С. Поставленная цель достигается тем, что огнеупорный электропроводный керамический материал, включающий двуо1 ись циркония, окись скандия и добавку содержит в качестве добавки двуокись титана при следующем соотношении компонентов, мол.%: Двуокись циркония873-89,6 Двуокись скандия9,7 -10,0 Двуокись титана0,5-3,0 При добавке двуокиси титана в количестве более 3 мол.% возрастание электропроводности , при температурах ниже 600° С уже не столь

велико, а 1ФИ повышенных температурах электропроводности состава заметно понижается. При добавках двуокиси титана в количестве меньшем 0 мол.% эффект повышения электропроводности при температурах ниже 600° С мало заменен вследствие наличия в структуре керамики малоэлектропроводной фазы . )Ьбавку двуокиси титана в количестве мол.% следует считать оптимальной.

Для получения указанных выше твердых электролитов смеси окислов металлов, взятые в нужном соотношении, тщательно растирали

Формула изобрете ни я Огнеупорный электропроводный к ерами- 25 ческий материал включающий Двyokиcь циркония, окись скандия и добавку, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с Целью повьшкния ионной проводимости при температурах ниже 600 С,он содержит в качестве добавки двуокись титана при зо следующем соотношении компонентов, мол.%: Двуокись циркония873-89,6

Окись скандия9,7 -10,0

Дзуокись титана0,5 -3,0

SsiS jBSSfsf a

.-KDi:iJ:- i.Kij;;- shs-s

}и перемешивали в яшмовой ступке, затем прессовали в стальной пресс-форме при удельном давлении прессования равном приблизительно 2000 кг/см. Полученные заготовки обжигали сначала на воздухе при температуре 1400°С, затем в вакууме при температурах 18002000°С и наконец снова на воздухе при температуре 1400° С в течение 2-3 час. Измерение электропроводности проводили на воздухе в области температур 450-1200°С.

Конкретные составы и свойства полученных из них электролитов представлены в таблице.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

с. 5-10.

2.Авторское свидетельство СССР № 537984, кл. С 04 8 35/48, 1975.