Электродное стекло

СОЮЗ СОВЕТСНИХ034 НМЮщеснипРЕСПУБЛИК ЦЮ (И)За) С 03 С 3 04 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ЯТНРЫТЮ(71) Всесоюзный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский проектно-конструкторский и технологический институт источников тока(56) 1. Авторское свидетельство СССР Яф 202490, кл. С 03 С 3/10, 1966.2. Авторское свидетельство СССР У 895014, кл. С 03 С 3/04, 1980.(54)(57) ЭЛЕКТРОТНОЕ СТЕКЛО, включающее 810, Х, О, Ся О, ВаО, Ьа О ч а ю щ е е с я тем, что, с целью снижения удельного объемного злектросопротивления, обеспечения коэффициента линейного термического расширения (91-96) 10 1/град и уменьшения напряжения в спаях мембран с корпусом электрода, оно дополнительно содержит 1 Ы О и Рг 0 при следующем соотношенйи компойентов, мол.7:Бг 02 60-65510 23-27Сз О21-2ВаО 1-2Та О 2-3У 20 з 1 - 2ЕгО 0,5-1,550,5-2,5Тао 0,5-2,5Д 12 О 0,5-2,5Рг О 0,5-2,521247 з Однако указанное стекло характеризуется пониженной химической устойчивостью под действием перегретого ,ного селективного уноса при эасыпводяного пара.(0,4 ИПа), нестабильными значениями электродного потенциала после многократного циклического воздействия перегретого водяногопара под давлением 0,4 МПа, а также30высоким злектросопротивлением.Наиболее близким к изобретениюявляется электродное стекло2, включающее следующие компоненты, мас.%:ЯО 48-68; Ь 1.,0 20-26; СзО 1-4;ЬаОз 2-6; ВаО 1-4; ЕгО 1-3, по З 5крайней мере один окисел из группы802, "1 О 1-7, по крайней мере одинокисел йэ группы ТО , НГО 1-4, покрайней мере один окисел из группыИЬ О , Та О 3-6,Недостатками данного стекла являются низкая электропроводность, атакже то, что по коэффициенту линейного термического расширения оноплохо согласовано с корпусным стек- ф 5лом.Цель изобретения - снижение удель;ного объемного электросопротивления, обеспечение коэффициента линейного термического расширения (91-96) 101/град и уменьшение найрякения в спаях мембран с корпусомэлектрода.Поставленная цель достигаетсятем, что электродное стекло, включа" 55ющее 810 ЬО Сз О, ВаО ЬаО,тельно содержит Мй О и Рг О при ке. Варку стекол производят в платиновом тигле в печи с карбидокремниевыми электронагревателями. Засыпки осуществляют порционно через 20- 30 мин из расчета 30-40 г шихты за одну загрузку в температурном интервале 1050-1150 С. Объем шгкты соответствует 200-300 г. Температураоварки составляет 1400-1460 С с выдержкой 2-3 ч. Через каждые 20-30 мин производят перемешивание стекломассы вольфрамовьщ,стержнем. Для перемешивания платиновый тигель с помощью специального механического устройства подают в низкотемпературную зону. в 11Изобретение относится к составамстекол, предназначенных для использования в качестве ионочувствительных мембран при измерении активностей водородных ионов (рН) различных жидких сред.Потенциометрические измеренияионного состава жидких сред при условии циклического воздействия стерилизации водно-паровой средой предъявляют повышенные требования к ионоселективным стеклянным электродам. Этитребования относятся к электродам,применяемым в биотехнике, медицине,океанологии, аналитической химии,сельском хозяйстве и т.д.Известно электродное стекло 1,включающее следующие компоненты,вес,%: 810 51,0-51,5; Ь 10 9,09,1; Ьа О 21,0-21,5; СзО 11,0-11,23аО 4,0-4,2; ЕгО 3,2-3,3,следующем соотношении компонентов,мол, %:ЯО 60-65Ь 1 О 23-27СзО1-2ВаО 1-2Ьа 20 э 2-320 э 1-2О. 5-1. 5ИЬ 20 у 0,5-2,5Та О 0,5-2,50,5-2,5Рг 0 0,5-2,5Для йолучения стекол используютследующие химические реактивы.(марок "ч" и "ЧДА"): кремневая кислотабезводная; литий углекислый; цезийуглекислый; барий углекислый лантана окись; циркония двуокись; иттрияокись; неодима окись: праэеодим углекислый; ниобия (Ч).окись; тантала (Ч) окись,Предварительно. стекольную шихтутаблетируют во избежание избыточДля этого используют выдвигающийсяфутерованный огнеупорным кирпичемподдон, который может перемещатьсякак по вертикали, так и по специальным направляющим в горизонтальнойплоскости, Поддон является одновременно подом стеклоплавильной печи. Готовность электродного стекла оценивают по пррбам.на "нить" и "лепешку",когда фиксируется отсутствие пузы-рей, непроваренных или закристаллнзованных. участков. Проваренное электродное стекло выливают в стальнуюформу, представляющую собой ряд наклонных желобков иэ нержавеющейстали. Отлитые штабики стекла диаметром 4-5 мм.и.длиной 20-25 смпомещают в асбестовую ткань во избежание растрескивания.ионочувстви нове предла по известным Окислы Таблица 1 Номера стекол и содержание компонентов, мол. 3 63 65 62 62 60 64 64 26 26 11 61 27 23 23 24 Сз О ВаО 2,5 Зг 02 ,2 3 0,5 1,5 0,5 1,5 111,5 225 Г)510,5 1,5 1,0 0,5 0,5 0,5 2,5 3 1121Для испытания электродных стекол изготовляют ионочувствительный элемент, представляющий собой стеклянный цилиндрический корпус Фмм (стекло 090-1), на конце которого напаяна сферическая мембрана иэ электронного стекла.Испытания производят на электро- сопротивление мембраны (цифровой ом- метр Щ) и потенциал относительно 1 О хлорсеребряного электрода сравнения (рН -метр рН - 340) в 0,1 н. растворе НС 1 после предварительного вымачивания в этом растворе. Стекло считают удовлетворительно сваренным, если мем бракы толщиной О, 1-0,2 мм не .содержат свильных включений, пузырей, а значения электросопротивления мембран и электродного потенциала при 20 С в.0,1 н. растворе НС 1 не выхо.- дят за пределы соответственно 451 +40 МОм (при 20 С) и плюе 85 мВ с отклонением 12 мВ. Коэффициент линейного теплового. расширения стекол измеряют на кварцевом дилатометре 25 ДКВА, Готовят стеклянные рН-чувствительные элементы на основе электродных стекол, составы и свойства которых приведены в табл. 1 и 2.Электрохимические характеристикительных мембран на осгаемых стекол определяютметодикам, В стандарт 247 4ных буферных растворах измеряют электродные потенциалы, по значениям которых строят калибровочные кривые В - рН.Все измерения проводят относительно термостатированного и вынесен-, ного отдельно проточного вспомогательного хлорсеребрянного электрода. Значения крутизны водородной функции стеклянных электродов близко к теоретическому и составляет (в области рН-:9)57 Ф 2 мВ/рН. Воспроизводимость электродов из одной партии в количестве 10 шт. находится в пределах 2 мм. Воспроизводимость электродного потенциала после 5,10 и 20 циклов автоклавной стерилизации перегретым паром (р=0,4 МПа, Г = 1,5 ч) оценивают путем измерения потенциала электрода в буферном растворе рН = 6,86 при 250 (табл. 3). Предложенные рН-метрические стекла можно рекомендовать для использования стеклянных электродов, измеряющих рН от 1 до 9 при рабочих температурах 25-40 С и до 20 циклов стерилизации острым паром при температурах до 143 ОС (давление 0,4 МПа) в течение 1,5 ч. При этом сохраняется хорошая стабильность и воспроизВодимость электродного потенциала в рабочих условиях.1121247 Продолжение табл. 1 Номера стекол и содержание компонентов, мол. 7 3 4 5 ь 7 8 12 Окислы ЯЬ О Та 0 Оь 5 215 0;5 1,5 0,2 0,6 Оэ 36 Оъ 3 Оэ 3 Оф 4 0,4 ОтношениеКхОу,КО+ВаО Свойства стекол 2 3 4 Химическая устойчивость, Х(потеря веса образцов при автоклавной обработке водяным паром, с143 С, время 1,5 ч, размер образцов 1 мм) 0,7 ОэЗ Ое 2 Ое 2 Оэ 2 ОеЗ ОэЗ Оэ 1 Оь 4-1 ьО Коэффициент линейного теплового расширения, 96,0 92,1с 6(20-300)10 1/град 90 97 99 95 94 93 92 96 81-91 Ое 8 814 115 4 ю 1 2 й 1 1 э 8 1 е 7 29 12,1-25 ьб Разность хода лучей в спаях мембран с трубкойстекла С 90-1 нмlсм -20Яаказ 7881/17 Тираж 468 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, 3-35, Раушская наб., д. 4/5