Измерение электропроводности в зависимости от парциального давления кислорода

Установка для измерения электропроводности позволяла производить измерения в интервале парциальных давлений кислорода 0,21−40 ²⁰ атм. Конструкционная схема ячейки представлена на рис. 2.6.

Рис. 2.6. Схема ячейки по измерению зависимости электропроводности от активности кислорода в газовой фазе.

На внешнюю алундовую трубу (см. рис. 2.6) (/), помещенную в печь с силитовыми нагревателями (2), надеты водоохлаждаемые фланцы (5). К крышкам фланцев присоединены пробирки из твердого электролита на основе стабилизированного ZrO, (Y, 0₃) (4 — электрохимический насос) и (10 — датчик). Платиновые токоподводы (J), соединенные с платинированными поверхностями пробирок, позволяли измерять ЭДС (датчик), величина которой связана с парциальным давлением кислорода вне и внутри ячейки соотношением.

Непосредственно вблизи датчика (10) расположен образец (6), помещенный между двумя платиновыми электродами (7), токосъемы которых (5) выведены из ячейки и позволяют фиксировать сопротивление образца. Температура вблизи исследуемого объекта контролируется термопарой (9). ЭДС измеряли при помощи цифрового вольтметра В7−40/3.

В качестве электрода сравнения использовали воздушный электрод, и значения парциального давления кислорода рассчитывали по формуле.

Точность измерения давления кислорода определяется условиями работы датчика. Для атмосферы свободного кислорода в смеси с аргоном в диапазоне рО, = 1…10~⁵атм и температуры 600−1000 °С она составляет 1−3%.

О достижении равновесия в системе «образец — газовая фаза» при Т = const и р0₂ = const судили по постоянству значений измеряемой величины сопротивления.

Из зависимостей общей электропроводности от р0₂(Г = const) были рассчитаны парциальные проводимости (ионные и электронные составляющие), а также ионные числа переноса как.

для данного значения рО, и температуры. Обработка зависимостей Igo = /(lgp_0j) представлена в соответствующих разделах работы.