Высокопроницаемый оксидный керамический материал

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 931 А 9 В 3 51)5г 1)рфф НИЕ ИЗОБРЕТЕНУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ П К АВТ оликристалим материаью,которые ислородных емператур и да,нция со струк о 1-МУОз-б (где + 1,0; у = 0-0,8)материалами амики и злектстройств (1-3). ГОСУДАРСТВЕ)+ЮЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(56) ТаМаЬазЫ Т., а.а.,Н 9 Ь тегпрегатцге зоИбеескогоусе Ье сеПз. Верогтз о ЗресаРго)ест Йезеагс 1 Опбег Отан и Аб о 1Зсееййс Яезеагс) о Мимгу о 1 Ебцса 1 опЗс. апб Сцтцге. ар,ТегаоМа а,а, Мхеб опс-еес 1 гопеСОПб ВСМА 1 у . О 1 .а 1-.хЗГхСО 1 У-"ЕуОЗ-Ьрегочзйте-туре охбез Мат.Вез.Вц 1, 1988.Ч,23, М 1, р 51-58.Заявка ЕПВ М 0180646,кл, С 04 В 35/00, 1987,Заявка ФРГ М 3436597,кл. С 04 В 35/48, 1986.Заявка Японии Рл 61-59262,кл. С 04 8 35/00, 1986.МоЫцз Н.-Н. Охудеп сцггепт бейзйусеесепт о охбс аа 1 егаз аз а рагаее 1 ег1 ег зеестоп и бечеореепй о еес 1 гобезе 1) зоб еес 1 гоутез, Ех 1 епб аЬзтг. 37-ВМеана. ВЕ, Вицз, 1986, Ч 1. р.136-139.Патент ФРГ В 3103787,кл. С 04 В 35/00, опубл,1983,Изобретение относится к и лическим оксидн ым керамическ лам со смешанной проводимост могут применяться в качестве к мембран в широкой области т парциальных давлений кислоро(54) ВЫСОКОПРОНИЦАЕМЫЙ ОКСИДНЫЙ КЕРАМИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ(57) Изобретение относится к поликристаллическим керамическим материалам со смешанной проводимостью, которые могут применяться в качестве кислородных мембран и элементов электрохимических устройствс твердыми электролитами на основе оксида висмута для получения, очистки и анализа кислорода в газовой Фазе, Сущность изобретения: керамический материал содержит следующие компоненты; мол. Я,; оксид висмута 40,0-74,4; оксид. кобальта 18,6-46,5; оксид иттрия 7,0-20,0. Материал имеет кислородопроницаемость (1,4- 7,5) 10 9 моль/с.см, 1050 К и кислородную проводимость 0,4-0,9 см/см. 1 табл.1794931 Однако использование кобальтитов ограничено длительностью установления равновесия при их использовании, сильнойзависимостью свойств кобальтитов от парциального давления кислорода в газовойфазе, а также образованием с твердымиэлектролитами на основе Ег 02 промежуточных низкапроводящих фаз,Известен кислородопроницаемый керамический состав со смешанной проводимостью на основе Ег 02 с добавкамистабилизатора и аксидами группы БА или 6 Аи/или Т 102, отличающийся высокими рабочими температурами.Известен также состав на основе оксида висмута сдобавками других оксидов, втом числе оксидов переходных металлов, спреимущественно ионной проводимостью.Материалы на основе оксида висмута, легированного оксидами тербия и празеадима,имеют более высокую кислородопроницае. мость, однако являютея дорогими и малодоступными - из-зв высокой стоимостиоксидов РЗЭ.Наиболее близким пв технической сущности и достигаемому результату являетсякерамический материал со смешанной проводимостью следующего состава, мал,)(,:Оксид вйсмута 17-50, Оксид кобальта Я Оксид лантана 13-45Эффективность рабаты кислородныхмембран определяется величиной кислородолроницаемости используемой керамики;Цель изобретения - повышение кислородапроницаемасти.Поставленная цель достигается тем, чтонаряду с оксидами висмута и кобальта, кислородопраницаемый керамический материал включает оксид иттрия при следующихсоотношения компонентов, мал. фД:Сксид висмута 19,0-74,4Оксид кобальта . 18 Я,.0Сксид иттрия . 5,0-50,0При использовании в качестве легирующей добавки оксида иттрия вместо оксидалантана и содержании компонентов кера. мического материала в вышеуказанных пределах кислародопроницаемость керамикизначительно ваэрастает. Формула изобретения, Высокопроницаемцй оксидный керамический материал, содержащий ок. сиды висмута, кобальта и оксид редкоземельного элемента, о т л и.ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения кислородопроДля получения высококислородопроницаемых керамических материалов проводился твердофазный синтез в 2 стадии.Сначала твердофазной реакцией из оксидов 5 висмута и кобальта, взятых в стехиометрических соотношениях, на воздухе при температуре 870 + 20 К в.течение 30 ч были получены поликристаллические образцы с концентрацией оксида кобальта от 20 до 80 10 мол Затем из полученных порошков иоксида иттрия твердофазной реакцией на воздухе при температуре 102 ОЮО К в тече-ние 10 ч были синтеэированы укаэанные выше материалы. Синтезированные порош ки керамических материалов прессавалисьввиде таблеток под давлением 600 МПа и. спеклись при температуре 1070 й 20 К в те- .чение 25 ч до получения плотной керамики с закрытой паристостью. Кислародопро ницаемость образцов рассчитывалась порезультатам измерений удельной электропровадности и чисел переноса в интервале температур 950-1050 К по формуле: З(02) =(ВП 16 Р ) те(1 те) я где у- среднее значение удельной электроаровадности,те - электронное число переноса,Т - абсолютная температура,402) - кислородопроницаемость,В - универсальная газовая, постоянная;Р - постоянная Фарадея.Ниже приведены конкретные примеры35 и полученные при этом результаты. П р й ме р 1, По результатам измеренияэлектропроводнасти и чисел переноса были рассчитаны значения кислородапроницае-.40 мости синтезированных керамических материалов, содержащих аксиды висмута, кобальта и лантана (прототип)П р и м. е р 2. Керамические материалы,содержащие вместо оксида лантана оксид "5 иттрия, получены.и испытаны, как в примере1. Результаты приведены в таблице.Иэ данных таблицы следует, что кислородопроницаемость предложенных материалов превосходит соответствующие характеристики прототипа. ницвемости, он содержит в качестве оксида редкоземельного элемента аксид иттрия при следующем соотнашенйи компонентов, мол, о:Оксид висмута 40,0-74,4 Оксид кобальта 18,6-46,5 Оксид иттрия 7,0-20,01794931 Кислородопроницаемость предложенных керамических материалови прототипа при 1050 КСоставитель Н.Соболевадактор Техред М.Моргентал Корректор С.Шекмар акаэ 406 Тираж Подписное . ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101Ф