Электродное стекло

Электродное стекло

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ЭЛЕКТРОДНОЕ СТЕКЛО, включающее Sip, LijO, , BaO, , , TagOg. о т л ИZrO . , чающееся тем, что, с целью снижения удельного объемного электросопротивления , обеспечения коэффициента линейного термического расширения

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

NIIIC

РЕСПУБЛИК

0% (И)

ВСЮ С 03 С 3 04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ЯТНРЫТРЙ (21) 3571143/29-33 (22) 30.03 ° 83 (46) 3010.84. Бюл. У 40 (72) А.С. Агарков, В.Б. Елисеев, С.К. Рогачкова, В.В. Ростокинский и В.Б.. Соколова (71) Всесоюзный ордена Трудового

Красного Знамени научно-исследовательский проектно-конструкторский и технологический институт источников тока (53) 666.267(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В 202490, кл. С 03 С 3/10, 1966.

2. Авторское свидетельство СССР

У 895014, кл. С 03 С 3/04, 1980. (54) (57) ЭЛЕКТРОТ(НОЕ СТЕКЛО, включающее SiO>, Li<0, Ся20, ВаО, Lа 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 Nd О и Pr 0 при следующем соотношенйи компойентов, мол.7:

Si02

60-65

Li 0 23-27

Cs О

1-2

ВаО 1-2

La O 2-3

720 1 — 2

ZrO. 0,5-1,5

О 0,5-2,5

Та20„ 0,5-2,5

Щ203 0,5-2,5

Рr О 0,5-2,5

21247 з

Однако указанное стекло характеризуется пониженной химической устойчивостью под действием перегретого,ного селективного уноса при эасыпводяного пара.(0,4 ИПа), нестабильными значениями электродного потен циала после многократного циклического воздействия перегретого водяного пара под давлением 0,4 МПа, а также

30 высоким злектросопротивлением.

Наиболее близким к изобретению является электродное стекло 2, включающее следующие компоненты, мас.%.:

Si02 48-68; 1.10 20-26; Сз20 1-4;

2 а209 2-6; Вао 1-43 Ег02 1-3, по 3» крайней мере один окисел из группы

2 203 1-7 по крайней мере один окисел йэ группы Т1О, HfO 1-4, по крайней мере один окисел из группы

Nb20», Та О 3-6, Недостатками данного стекла являются низкая электропроводность, а также то, что по коэффициенту линейного термического расширения оно плохо согласовано с корпусным стеклом.

Цель изобретения — снижение удель; ного объемного электросопротивления, обеспечение коэффициента линейного термического расширения (91-96) ° 10 1/град и уменьшение найрякения в спаях мембран с корпусом электрода.

Поставленная цель достигается тем, что электродное стекло, включа" »» ющее Si0, Li20, Cs О, ВаО, Là О тельно содержит Мй О и Рг О при ке. Варку стекол производят в платиновом тигле в печи с карбидокремниевыми электронагревателями. Засыпки осуществляют порционно через 2030 мин из расчета 30-40 г шихты за одну загрузку в температурном интервале 1050-1150 С. Объем шихты соответствует 200-300 г. Температура о варки составляет 1400-1460 С с выдержzoA 2-3 ч. Через каждые 20-30 мин производят перемешивание стекломассы вольфрамовьм,стержнем. Для перемешивания платиновый тигель с помощью специального механического устройства подают в низкотемпературную зону. в 11

Изобретение относится к составам стекол, предназначенных для использования в качестве ионочувствительных мембран при измерении активностей водородных ионов (рН) различных жидких сред.

Потенциометрические измерения ионного состава жидких сред при условии циклического воздействия стерилизации водно-паровой средой предъявляют повышенные требования к ионоселективным стеклянным электродам. Эти требования относятся к электродам, применяемым в биотехнике, медицине, океанологии, аналитической химии, сельском хозяйстве и т.д.

Известно электродное стекло $1) включающее следующие компоненты, вес.%: Si0 51,0-51,5; Li О 9,09,1; La О 21,0-21,5; Cs20 11,0-11,2;

РаО 4,0-4,2; Zr0 3,2-3,3. следующем соотношении компонентов, мол. %:

Si0 60-65

Li О 23-27

Cs2О

1-2

ВаО 1-2

Т.а2ОЭ 2-3

72.0з 1-2

2гО, 0.5-1.5

ИЬ|Оу 0,5-2,5

Та О 0,5-2,5

0,5-2,5

Рг203 0,5-2,5

Для йолучения стекол используют следующие химические реактивы.(марок "ч" и "ЧДА") .. кремневая кислота безводная; литий углекислый; цезий углекислый; барий углекислый:лантана окись; циркония двуокись; иттрия окись; неодима окись: праэеодим углекислый; ниобия (Ч).окись; тантала (Ч) окись.

Предварительно. стекольную шихту таблетируют во избежание избыточДля этого используют выдвигающийся футерованный огнеупорным кирпичем поддон, который может перемещаться как по вертикали, так и по специальным направляющим в горизонтальной плоскости. Поддон является одновременно подом стеклоплавильной печи. Готовность электродного стекла оценивают по пррбам.на "нить" и "лепешку", когда фиксируется отсутствие пузырей, непроваренных или закристаллнзованных. участков. Проваренное электродное стекло выливают в стальную форму, представляющую собой ряд на-. клонных желобков иэ нержавеющей стали. Отлитые штабики стекла диаметром 4-5 мм.и.длиной 20-25 см помещают в асбестовую ткань во избежание растрескивания. ионочувстви нове предла по известным

Окислы

Таблица1

Номера стекол и содержание компонентов, мол. Й

65

62

64 64

26 26

1 1

Si0@

27

23

25

Сз О

ВаО

2,5 ьь о

ir02 К О .2 3

0,5

1,5

0,5 1,5 1

1 1,5 2

2,5 0,5 1

0,5 1,5 1,0

0,5

0,5

0,5

ЫО

2,5

3 1121

Для испытания электродных стекол изготовляют ионочувствительный элемент, представляющий собой стеклянный цилиндрический корпус Ф-12 мм (стекло 090-1), на конце которого напаяна сферическая мембрана иэ электронного стекла.

Испытания производя на электросопротивление мембраны (цифровой ом- метр Щ-34) и потенциал относительно 1g .хлорсеребряного электрода сравнения (рН вЂ ме рН вЂ” 340) в 0,1 н. растворе НС1 после предварительного вымачивания в этом растворе. Стекло считают удовлетворительно сваренным, если мем-11 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 НС1 не выхо.дят за пределы соответственно 45

+40 МОм (при 20 С) и плюе 85 мВ с отклонением 12 мВ. Коэффициент линейного теплового. расширения стекол измеряют на кварцевом дилатометре 2S.

ДКВ-4А. Готовят стеклянные рН-чувствительные элементы на основе электродных стекол, составы и свойства которых приведены в табл. 1 и 2.

Электрохимические характеристики тельных мембран на осгаемых стекол определяют методикам. В стандарт247 4 ных буферных растворах измеряют электродные потенциалы, по значениям которых строят калибровочные кривые

E — 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-1-:9)57 42 мВ/рН. Воспроизводимость электродов из одной партии в количестве 10 шт. находится в пределах 2 мм. Воспроизводимость электродного потенциала после 5, 1О и 20 циклов автоклавной стерилизации перегретым паром (р=0,4 ИПа, Г = 1,5 ч) оценивают путем измерения потенциала электрода в буферном растворе рН = 6,86 при 25 0 (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 143ОС (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

} 2

Окислы

ЯЬ О

Та 0<

05 2,5

0;5 1,5

0,2 0,6

2,5

036 03 03 04

0,4

0,4

Отношение

Rx+, R О+ВаО

Свойства стекол

2 3 4

Химическая устойчивость, Х(потеря веса образцов при автоклавной обработке водяным паром, с * 143 С, время 1,5 ч, размер образцов 1 мм ) 0,7

03 02 02 02 03 03 01 0410

Коэффициент линейного теплового расширения, 96,0 92,1

eL(20-300) ° 10 1/град

90 97 99 95 94 93 92 96 81-91

0,8 8,4 1,5 4, 1 2, 1 1,8 1, 7 2, 9 12, 1-25,6

Разность хода лучей в спаях мембран с трубкой стекла С90-1 нмlсм -20

-70 -140 -50 -40 -45 -50 -80 320-s.ë0

Термостойкость,оС (стеклоштабики

В = 25 мм ,ф=0,5 мм, быстрое охлаждение до 20 C) Удельное объемное электросс противлениер ° 10 Ом см (диски ф 30 мм, толщина 4 мм, и 20 С) 1 1 0 5 0 5 1,5

1 1 1 05 25Т а б л и ц а 2

5 6 7 8 Прототип

91,0 93,0 93,.8 93,5 . 92,9 92,0 108,3-113,9

1121247

Таблица 3

ЭДС вЂ” Е мВ (относительно ХСЭ), t = 25 С, рН 6,86

Количество циклов стерилизации

5 6

270 256 . 262 264 267 260 259 263

275 251 259 260 264 257 256 260

276

278

280

-5 -5 -6 -6

+10 -12 -6

Составитель Т. Никульникова

Редактор А. Гулько Текред О.Неце Корректор В. Синицкая

Даказ 7881/17 Тираж 468 Подписное

BHHHHH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Изменение потенциала после 20 циклов етерилизации

249 258

247 257

244 256

259 263 256 256 259

259 263 256 254 258

258 262 265 263 257