Токопроводящий материал

Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 220679 (21) 2804655/24-07с присоединением заявки Мо(я)м, кл,з Н 01 М 4/86 Государственный комнтет СССР но деяам изобретений н открытий(72) Авторы изобретения Институт химии Уральского научного центра АН СССР(54) ТОКОПРОВОДЯЩИЙ МАТЕРИАЛ Изобретение относится к токопрово-дящему материалу, который можетбыть использован, например, для изготовления электродов топливных элементов.Известен токопроводящий материал:,на основе перовскита состава (.а ,5 г,ЧО , содержащий в качестве легирующего элемента стронций, где0 (Хс 0,40, и способ его получения.При Х (0,20 материал обладает электропроводностью полупроводниковоготипа (= 10-1(Г Ом -см при 290 оК),в области 0,20 ( Х с 0,40 характерэлектропроводности материала метали ический 1,Недостатком данного материалаа 5 гХ ЧО является его низкаях . 3.электройроводность при содержаниистронция Х 0,25.Материал может быть получен термообработкой в атмосфере аргона иводорода смеси оксалатовстронция илантана с пятиокисью ванадия ЧО .сначала при 600 ОС, а затем при1300 бС, затем готовят образцы и спекают их при 1700-2100 С Ь т а так же сжиганием соответствующих окисей на воздухе при 1100 С в течение24 ч 2. Цель изобретения - повышениеэлектропроводности перовскита.Поставленная цель достигается тем,что материал в качестве легирующего5элемента содержит щелочной, металл,Симметрия кристаллической решетки предлагаемого перовскита изменяется от орторомбической до ромбоэндрической. Увеличение проводимости обеспечивается эа счет того, что длякомпенсации заряда в катионной подрешетке а, Мх ЧОЗИ-, йа, К, й,Сь, в два раза большее количествокатионов Ч+З замещается на Ч+ф ,15 чем у известного материала. Этим иобеспечивается высокая элвктропроводность,Нредлагаевый материал получают 20 путем термообработки в вакууме, винертной атмосфере, или в водородесмеси оксида лантана Еа Оз, оксидаванадия ЧО. и/или ЧдО и карбонатащелочного металла МСО, где М,а, К, кЬ, Св, Исходную шихту тщательно перемешивают иподвергаюттермообработке сначала при 600-620 Св течение 1-2 ч, а затем при 10001100 фС в течение 12-18 ч. Продукт пе ЗО ретирают, из него прессуют образцы,5 фО,Ю а 090 ЧО 3 5 "О о 1- а О,яо ЧфЬ 1 10 110 1 110 5 ГО 1 1-аО 8 О ЧО 5 "О,И а 0,7 а 3 410 пригодные для измерения удельногоэлектросопротивления, которые подвеггают спеканию при 1100-1150 оС в течение 4-6 ч,Удельное электросопротивление измеряют по компенсационной схеме.Состав материала определяется методами рентгенофазового и химического анализов.П р и м ер 1. 6,4343 г 1.а,О,1,6444 г ЧО 9, 1,9965 г ЧО и0,3033 г К 11 СО тщательно перетирают,проводят термообработку в вакууме10мм рт.ст. сначала при 630 Св течение 1 ч, а затем при 1000 Св течение 18 ч. Получают 9,90 г материала состава Ко,.о 1.а да Ч 03Полученный материал перетирают,из него готовят образцы в виде параллелепипеда размером Зх 5 х 25 мм и подвергают спеканию в вакууме при "100 Св течение 4 ч. Затем измеряют удельное электросопротивление, Я при290 К равно 1 10Ом-см и при1150 К - 2 10 Ом .см.По данным химического и рентгенофазового анализа материал имеет состав, близкий к стехиометрическому,и структуру перовскита.Пример 2. 5 981 г а 03,4,174 г ЧО и 0,634 г В,С 09 тщательно перетирают, проводят термообработку в токе водорода в течение2 ч при 620 оС, а затем в течение.12 ч при 100 С. Получают 9,85 гматериала состава КО 1.аОВЧО, Затем готовят образцы, как описано впримере 1 и измеряют удельное элект оросопротивление. р при 290 К равно 2 10Ом см и при 1000 С -1 ф 10 Ом-см.По данным химического рентгенофазового анализа материал имеет состав,Формула изобретенияТокопфоводящий материал, например для электрода топливного элемен та на основе перовскита состава1 близкий к стехиометрическому и структ,уру перовскита.П р и м е р 3 6.526 г а 208.,1,6680 г ЧОЗ, 2,024 г ЧО и 0,164 гФС 03 обрабатываюткак опйсано впримере 1. Получают 9,9 г материала состава 1.О,1.або ЧОЗ с величиной удельного электросопротивленияР при 290 К, равной 210Ом см,данным химического и рентгенофаз. ого анализов материал имеет состав, близкий к стехиометрическому иструктуру перовскита.Пример 4. 6 071 г а 03,1 ф 746 г ЧОу 2 е 118 г ЧО. и 0,%54 г, МаСО обрабатывают по прймеру 1,Получают 992 г материала составаМаО, 1-аОВ Ч 03 с величиной удельногоэлектросопротивления Я при 290 К,равной 3 10 Ом см.В таблице приведены составы пред лагаемого токопроводящего материалаи его электрические характеристики,а также для сравнения значения известного материала а5 г Ч 03 .Как следует из данных таблицы, 25 материал состава 1.а.,МЧО, гдеИ - 1.1, Ма, К, КЬ, Сз, где 0Х0,25обладает высокой электропроводностью, которая превосходит в 2-10 разэлектропроводность известного мате 3 ц риала 1.а СгЧО 3,где 0 х 0,25при одинаковом содержании легируюТехнология получения предлагаемого материала значительно упрощается по сравнению с технологией известного: температура синтеза снижается до 1000-1100 оС, что исключает использование дорогостоящего оборудованиясущественно уменьшает энергетические затраты. Известный материал Удельное электросопротивление при 290 оК, Ом.см81)542 СОставитель К. Вейсбййн .Редактор Е. дорошенко Мэхред Н.Бабурка МорректоР С, Шекмар Заказ 785/68 - тираж 784 Йадйисное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, москва Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП "Патентф, г. Ужгород, ул. Проектная,. 4 жит Э качестве легирующегО элемеи .та щелочной металлИстсчники информации,принятые во внимание при экспертизе 1.; ЯеЬЬ 49 , .Иауег,1. РЬу.в С Во Гд 31 айе .РЬз 9, 4151, 1976. 2. Патент Аиглин Ю 1363110,кл. И 1 В; 1974.