Твердоэлекролитная ячейка
Изобретение относится к анализу материалов физико-химическими способами и может быть использовано для определения содержания фтористого водорода в газовой смеси. Твердоэлектролитная ячейка содержит два электрода, положительный и отрицательный, и твердый электролит, размещенный между ними. Для расширения диапазона определяемых веществ и повышения точности измерения их концентраций в качестве твердого электролита используют фторрщ лантана , легированный двухвалентным европием, а положительный электрод легирован металлом переменной валентности , выбранным из ряда металлов , высшие фториды которых нелетучи . Используют золотые электроды толщиной от 10 нм до 10 мкм. 1 з.п. ф-лы. 1. ил. i (Л
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (511 4 С О1 N 27/46
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3822080/24-25 (22) 10.12.84 (46) 23.04.86. Бюл. 9 15 (72) В.Т.Крятченко (53) 543.247(088.8) (56) Авторской свидетельство СССР
М 629499, кл. G 01 N 27/46, 1978.
Авторское свидетельство СССР
Н 365642, кл. G 01 N 27/46, 1973. (54) ТВЕРДОЭЛЕКТРОЛИТНАЯ ЯЧЕЙКА (57) Изобретение относится к анализу материалов физико-химическими способами и может быть использовано для определения содержания фтористого водорода в газовой смеси.
„„Я0„„1226256 А
Твердоэлектролитная ячейка содержит два электрода, положительный и от рицательный, и твердый электролит, размещенный между ними. Для расширения диапазона определяемых веществ и повышения точности измерения их концентраций в качестве твердого электролита используют фторид лантана, легированный двухвалентным европием, а положительный электрод легирован металлом переменной валентности, выбранным из ряда металлов, высшие фториды которых нелетучи. Используют золотые электроды толщиной от 10 нм до 10 мкм. 1 з.п. ф-лы. 1.ил.
122б256
Изобретение относится к аналйзу материалов физико-химическими способами и может быть использовано для определения содержания фтористого водорода в газовой смеси. 5
Целью изобретения является расширение диапазона определяемых веществ и повышение точности измерения их концентраций.
На чертеже изображена предложен- 10 ная низкотемпературная твердоэлектролитная ячейка..
Ячейка содержит положительный потенциалосъемный электрод 1, содержащий металл переменной валентности, отрицательный потенциалосъемный электрод 2, диск 3 из твердого электролита.
Твердаэлектролитная ячейка работает в кулонометрическом режиме:, 1О под действием приложенного напряжения к потенциаласъемным электродам
1 и 2 в твердом электролите 3 происходит смещение носителей тока (ионов фтора) к положительному элек- 25 троду, В процессе этого смещения во внешней цени возникает так, который прекращается с прекращением процесса смещения. При появлении в анализируемом газе фтаристого водорода, омывающем отрицательный электрод, начинается разла>кение фтористого водорода на поверхности ячейки и перекачки ионов фтора. Ба внешней цепи вновь появляется электрический ток . Величина тока являет35 ся мерой концентрации фтаристога ва-! дорода в анализируемом газе.
Фторид лантана обеспечивает фторионную проводимость электралитнай ячейки. Выбор легирующего элемента обусловлен степенью селективнасти ячейки к контролируемому компоненту.
Легиравание фторида лантана еврапием обеспечивает оптимальную величину селективности ячейки к фтариста45 му водороду. Например, при легировании фторида лантана самарием чувствительность ячейки к фтаристому во.дороду снижается не менее чем в ста раз.
Золото высокой степени чистоты является практически единственно устойчивым материалом патенциалосъемных электродов твердоэлектралитнай ячейки с фторионнай проводимостью и в сочетании с низкотемпературным режимом работы обеспечивает длительный срок эксплуатации ячейки.
Ограничение максимальной толщины электродов 1О мкм в совокупности с минимальной толщиной твердого электролита (до толщин, обусловленных механической прочностью) обеспечивает оптимальность динамических характеристик электролитнай ячейки при низких температурах.
Снижение толщины электродов ниже
10 нм усложняет обращение с ячейкой из-за увеличения вероятности механического разрушения электродов.
Увеличение толщины патенциалосъемных электродов ведет к снижению газапраницаемости электрода, к снижению чувствитетьнасти и ухудшению динамической характеристики ячейки.
Твердаэлектралитная ячейка с положительным электродам из чистого золота обладает малым линейным диапазонам.
При больших концентрациях фтористага водорода в газе быстро наступает поляризация положительного электрода, снижается проводимость ячейки.
Наличие металла переменной валентности (серебро, медь, свинец) в качестве примеси в материале положительного электрода снижает поляризацию положительного электрода и обеспечивает низкатемпературный режим работы ячейки. Оптимальное содержание примеснаго металла находится в пределах 0,2-10%. Снижение содержания металла в положительном электроде менее 0,2% значительно уменьшает линейный,циапазан в характеристике ячейки. Увеличение содержания примеси выше 10% приводит к преждевременному разрушению. положительного электрода в процессе длительной рабаты.
Повышение напряжения питания твердсэлектралитнай ячейки увеличивает селективнасть ячейки и практически исключает влияние фтора на результаизмерения
Для улучшения динамических характеристик рабочие поверхности ячейки перед нанесением электродов полируются
Формула изобретения
l.ÒBåðäî.ýëåêòðîëèòíàÿ ячейка, содержащая положительный и отрицательный электроды и твердый электролит, размещенный между ними, о т л и—
1226256 ч а ю щ а я с я тем, что, с целью расширения диапазона определяемых веществ и повышения точности измерения их концентраций, в качестве твердого электролита используют фторид лантана, легированный двухвалентным европием, а положительный электрод легирован металлом переменной валентности, выбранным из ряда металлов, высшие фториды которых нелетучи.
2. Ячейка по п. 1, о т л и ч аю щ а я с я тем, что используют золотые электроды толщиной от 10 нм до 10 мкм. омьЮочног газа
Составитель Г.Боровик
Редактор Л.Гратилло Техред И.Попович корректор Г.Решетник
Заказ 2120/38 Тираж 778 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4