Токопроводящий материал

Токопроводящий материал

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

X АВТОРСКРМУ СВ ТЕЛЪСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

813542

* л

Л, (61,) Дополнительное к авт. свид-ву—

2804655/24-07 с присоединением заявки Мо (23) Приоритет

Опубликовано 150381, Бюллетень N9 10

Дата опубликования описания 15. 03. 81 (Я)м. кл.з

Н 01 M 4/86

Государственный комитет

СССР по деяам изобретений и открытий (53) УДК 621. 3. .035.2 (088.8) C м СЕС1, д, Г.В. Базуев, О.В. Макарова и Г.П. Швейки ! т-,--(72) Авторы изобретения

Институт химии Уральского научного центра

АН СССР (71) Заявитель (54) ТОКОПРОВОДЯЩИЙ МАТЕРИАЛ

Изобретение относится к токопроводящему материалу, который может быть использован, например, для изготовления электродов топливных элементов.

Известен токопроводящий материал

::на основе перовскита состава LB„ „,SI», VO, содержащий в качестве легирующего элемента стронций, где

О

При Х -0,20 материал обладает электропроводностью полупроводникового типа (p= 10-1(Г2 Ом -см при 290оК), в области 0,,20 (Х с0,40 характер электропроводности материала метали ический $1) .

Недостатком данного материала

La Sr> VO„; является его низкая

1-х электройроводность при содержании стронция Х <0,25.

Материал может быть получен термообработкой в атмосфере аргона и водорода смеси оксалатов стронция и лантана с пятиокисью ванадия VyOgсначала при 600оС, а затем при

1300 С, затем готовят образцы и спекают их при 1700-2100 С Q) а так° же сжиганием соответствующих окисей на воздухе при 1100 С в течение

24 ч I23

Цель изобретения — повышение электропроводности перовскита.

Поставленная цель достигается тем, что материал в качестве легирующего

5 элемента содержит щелочной, металл, Симметрия кристаллической решетки предлагаемого перовскита изменяется от орторомбической до ромбоэндрической. Увеличение проводимости обеспечивается эа счет того, что для компенсации заряда в катионной подрешетке Lа „Нх НО9И-Li, На, к, К

Cs, в два раза большее количество катионов V+3 замещается íà V++, 15 чем у известного материала. Этим и обеспечивается высокая элвктропроводность. йредлагаевый материал получают

20 путем термообработки в вакууме, s инертной атмосфере, или в водороде смеси оксида лантана ЕаОз, оксида ванадия Ч О . и/или Ч О и карбоната щелочного металла М СО„, где М-L1, еа, K, Rb, Cs. Исходную шихту тщательно перемешивают и подвергают термообработке сначала при 600-620 С в течение 1-2 ч, а затем при 10001i00 С в течение 12-18 ч. Продукт пе

ЗО ретирают, из него прессуют образцы.

813542 щего элемента.,Предлагаемый материал

Удельное электро:сопротивление при 290аК, Ом см

2,5 ° 10

1- 10

2 1(Г

3. 10

2,5 ° 10

3 ° 10

2 ° 10

o;aS р,- р, " a,

0,

КО,2а

< .Чар»

; к !.ар gr ЧО3 р9р ЧОЗ аО 9р ЧОЗ ар ЧОэ.

" ОЯо V03

" О8о ЧОЪ

La< ЧО

S {), O ар,9р ЧО3

5 "О, о "О,ЯО Ч03

1 10

1 ° 10 1

1 ° 10

Sr02o аОSО Н03

St0gg ОZg 3

4 ° 10 пригодные для измерения удельного электросопротивления, которые подвег гают спеканию при 1100-1150аС в zeчение 4-6 ч.

Удельное электросопротивление изt меряют по компенсационной схеме.

Состав материала определяется методами рентгенофазового и химического анализов.

Пример 1. 6,4343 г 1.а. О, 1,6444 г V Og, 1,9965 г VpOg u

0,3033 г К СО тщательно перетирают, проводят термообработку B вакууме

10 3 мм рт.ст. сначала при 630 С в течение 1 ч, а затем при 1000аC в течение 18 ч. Получают 9,90 г материала состава Ко,мо La о 9о Ч03

Полученный материал перетирают, из него готовят образцы в виде параллелепипеда размером Зх5х25 мм и подвергают спеканию в вакууме при 100 С в течение 4 ч. Затем измеряют удельное электросопротивление. р при

290 К равно 1 ° 10 Ом-см и при

1150 К вЂ” 2 10 Ом .см.

По данным химического и рентгенофазового анализа материал имеет состав, близкий к стехиометрическому, и структуру перовскита.

Приме р 2. 5,981 г La, O>, 4,174 r V 0 и 0,634 r R

2 ч при 620оС, а затем в течение .12 ч при 100 С. Получают 9,85 г. материала состава Кр 1.аО < ЧО3 . Затем готовят образцы, как описано в примере 1 и измеряют удельное электЭ

О росопротивление. р при 290 К равно 2.10 3 Ом.см и при 1000 C—

1 ° 10 Ом-см.

По данным химического рентгенофазового анализа материал имеет состав, Формула изобретения

Токопфоводящий материал, например для электрода топливного элемен та на основе перовскита состава

1 близкий к стехиометрическому и структ„уру перовскита.

lПример 3. 6.526 г La208, 1,6680 г Ч203, 2,024 r V 05 и 0,164 г Й С03 обрабатывают,как опйсано в примере 1. Получают 9,9 r материала состава L10; La p g V03 с величиной удельного электросопротивления

Р при 290 К, равной 2-10 Ом см. данным химического и рентгенофаз. ого анализов материал имеет состав, близкий к стехиометрическому и структуру перовскита.

rl g H M e p 4. 6 071 г La203

1,746 г V203. 2,118 г V205- и 0,%54 г . Ма .С03 обрабатывают по прймеру 1.

Получают 9 92 г материала состава

Ма О L а О 8 ЧОЗ с величиной удельного электросопротивления Я при 290 К, равной 3.10 Ом.см.

В таблице приведены составы пред лагаемого токопроводящего материала и его электрические характеристики, а также для сравнения значения известного материала La<< S r> VO .

Как следует из данных таблицы, 25 материал состава La „ МИЛЧО, где

И вЂ” Li, йа, К, Rb, Cs, r e p (Х (0,25 обладает высокой электропроводностью, которая превосходит в 2-10 раз электропроводность известного мате0 риала «а„», СгхЧ03,где 0 <х 0,25 при одинаковом содержании легируюТехнология получения предлагаемого материала значительно упрощается по сравнению с технологией известного: температура синтеза снижается до 1000-1100аС, что исключает использование дорогостоящего оборудования существенно уменьшает энергетические затраты.

Известный материал Удельное электросопротивление при 290оК, Ом-см

La4 ó, Èõ ЧОЪ ° где О (Х < 0,25 М— легирующий элемент, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения электропроводности, он содер

813542

Составитель К. Эейсбейн редактор Е. Доро нко вперед Н.Бабурка Морректр С. Шекмар

Заказ 785/68 - тираж 784 Цадйионое

БНИИПИ 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 жит в качестве легирующего элемеи» та щелочной металл..

Истсчники ин@ормации, принятые во внимание при экспертизе

1.; Mebb J. -9.; И-Sayer J. Phys С

So l l S tate .РЬфз-, 9, 4351, 1976.

2. Патент М глин Ю 1363110, кл. И 1 В; 1974