(54) ОгаВУПОРНЫЙ ЭЛЕКТРОПРОВОДНЫЙ КЕРАМИЧЕСКИЙ(54) ELECTRICAL WIRING CERAMIC
МАТЕРИАЛMATERIAL
Изобретение относитс к поликристаллическим окисным материалам на основе двуокиси циркони и может примен тьс 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 циркони . Дл стабилизаци кубической модификации двуокиси циркони к ней прибавл ютс 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 циркони с добавкой окиси сканди в количестве 9-12мол.% 11. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату вл етс электропровод щий керамический материал, включающий (мол.%): двуокись одркони 88-92, окись сканди 3-6, окись хрома 4-6 2. Облада высокой электропроводностью при повышенных температурах, твердые электролиты этих составов имеют существенный недостаток: при температурах ниже 600° С величина их электропроводности резко понижаетс . Это понижение электропроводности ограничивает температурный интервал таких электрохимических устройств с твердым электролитом, как топливные элементы, электролизеры, датчики кислорода и т д. Цепь изобретени - повышение ионной проводимости при температурах ниже 600°С. Поставленна цель достигаетс тем, что огнеупорный электропроводный керамический материал, включающий двуо1 ись циркони , окись сканди и добавку содержит в качестве добавки двуокись титана при следующем соотношении компонентов, мол.%: Двуокись циркони 873-89,6 Двуокись сканди 9,7 -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 стольThe invention relates to polycrystalline zirconia-based oxide materials and can be used as a solid electrolyte in various electrochemical devices, Kaic in the high-temperature region, and at temperatures below 600 ° C. Solid electrolytes based on stabilized dioxide are widely used in industry. zirconium. To stabilize the cubic modification of zirconium dioxide, separate metal oxides are added to it, for example, CaO, MgO, UCO3 and others, which form with it two-component solid solutions when heated. An electrically conductive ceramic material based on zirconium dioxide with the addition of scandium oxide in the amount of 9-12 mol% 11 is known. The closest in technical essence and the achieved result is an electrically conductive ceramic material including (mol%): Odrconium dioxide 88-92, oxide Scandi 3-6, chromium oxide 4-6 2. Having a high electrical conductivity at elevated temperatures, the solid electrolytes of these compounds have a significant drawback: at temperatures below 600 ° C, their electrical conductivity decreases sharply. This reduction in electrical conductivity limits the temperature range of such electrochemical devices with solid electrolyte, such as fuel cells, electrolyzers, oxygen sensors, etc. The circuit of the invention is an increase in ionic conductivity at temperatures below 600 ° C. The goal is achieved by the fact that the refractory conductive ceramic material including zirconium dioxide, scandium oxide and the additive contains titanium dioxide as an additive in the following ratio of components, mol%: Zirconia 873-89.6 Scandium dioxide 9.7 -10, 0 Titanium dioxide 0.5-3.0 With the addition of titanium dioxide in an amount of more than 3 mol.%, The increase in electrical conductivity, at temperatures below 600 ° C is not so
велико, а 1ФИ повышенных температурах электропроводности состава заметно понижаетс . При добавках двуокиси титана в количестве меньшем 0 мол.% эффект повышени электропроводности при температурах ниже 600° С мало заменен вследствие наличи в структуре керамики малоэлектропроводной фазы . )Ьбавку двуокиси титана в количестве мол.% следует считать оптимальной. is large, and the 1-FDI of the elevated temperatures of the electrical conductivity of the composition decreases markedly. With additions of titanium dioxide in an amount of less than 0 mol.%, The effect of increasing electrical conductivity at temperatures below 600 ° C is little replaced due to the presence of a low-conducting phase in the ceramic structure. ) The titanium dioxide loading in the amount of mol.% Should be considered optimal.
Дл получени указанных выше твердых электролитов смеси окислов металлов, вз тые в нужном соотношении, тщательно растиралиTo obtain the above solid electrolytes, the mixture of metal oxides, taken in the right ratio, was triturated