×
19.03.2020
220.018.0d5c

Результат интеллектуальной деятельности: Ячейка для исследования высокотемпературной проводимости твердых веществ

Вид РИД

Изобретение

№ охранного документа
0002716875
Дата охранного документа
17.03.2020
Аннотация: Ячейка для исследования высокотемпературной проводимости твердых веществ. Технический результат заключается в реализации внешнего воздействия оптического излучения на образец одновременно с воздействием температуры и газовой среды. Ячейка содержит кварцевую трубку, в которую помещен кварцевый цилиндр для размещения исследуемого образца, вакуум-плотно соединенный с трубкой. Ячейка имеет электроды, от которых наружу выведены токоподводы для регистрации величины тока, протекающего через исследуемый образец, кварцевая трубка выполнена с ответвлением для подведения к образцу оптического излучения, ответвление имеет входное окно для оптического излучения. Ячейка оснащена печью для ее нагрева, которая содержит не менее 8 нагревательных элементов в виде стержней, расположенных по наружному периметру трубки вдоль образующей кварцевого цилиндра, часть трубки с нагревательными элементами помещена в теплоизолирующий корпус. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к оборудованию для научных исследований и может быть использовано при изучении высокотемпературной проводимости твердых веществ в диапазоне температур 30-950°С в различных газовых средах с использованием внешних оптических воздействий.

Прототипом заявленного устройства является высокотемпературная ячейка для исследования проводимости твердых веществ (электролитов) в заданных газовых средах, в диапазоне температур до 950°С [В.А. Еремин, Изотопный обмен кислорода газовой фазы с оксидами на основе кобальтитов редкоземельных и щелочноземельных металлов. Диссертация на соискание ученой степени кандидата химических наук. Екатеринбург, 2018, 173 с. (стр. 98)]. Известная ячейка содержит кварцевую трубку, один конец которой наглухо запаян, а другой впаян в металлический фланец. Внутрь трубки помещен кварцевый цилиндр для размещения исследуемого образца, который для проведения измерений с помощью пружины поджимают кварцевым стержнем. Для обеспечения консервации газовой среды внутри ячейки кварцевый цилиндр закреплен на металлическом фланце, который вакуум-плотно соединен с фланцем трубки. Для создания в ячейке заданной газовой среды фланец трубки подключается к газовому контуру через отдельный вакуум-плотно запираемый выход. Для нагрева ячейки, необходимого для проведения высокотемпературных исследований, ячейку помещают в печь. Образец с помощью кварцевого стержня поджимается между платиновыми сеточками, служащими электродами. От этих сеточек наружу выводятся токоподводы, позволяющие регистрировать, в том числе методом спектроскопии электрохимического импеданса, величину тока, протекающего через образец, и определять тем самым величину проводимости образца.

Данная ячейка не позволяет исследовать влияние внешних оптических воздействий на проводимость образца, ограничивая тем самым развитие электрохимических устройств и экспериментальных возможностей метода спектроскопии электрохимического импеданса.

Задача настоящего изобретения заключается в расширении экспериментальных возможностей метода спектроскопии электрохимического импеданса за счет реализации дополнительного внешнего воздействия оптического излучения на образец одновременно с воздействием температуры и газовой среды.

Предложена ячейка для исследования высокотемпературной проводимости твердых веществ (электролитов), которая, как и ячейка-прототип, содержит кварцевую трубку, с помещенным внутрь нее кварцевым цилиндром для размещения исследуемого образца, вакуум-плотно соединенным с трубкой, при этом ячейка имеет электроды, от которых наружу выведены токоподводы для регистрации величины тока, протекающего через исследуемый образец. Ячейка отличается тем, что кварцевая трубка выполнена с ответвлением для подведения к образцу внешнего оптического излучения, а ответвление имеет окно для оптического излучения, при этом ячейка оснащена печью для ее нагрева, которая содержит не менее 8 нагревательных элементов в виде стержней, расположенных по наружному периметру трубки вдоль образующей кварцевого цилиндра, при этом часть трубки с нагревательными элементами помещена в теплоизолирующий корпус.

В отличие от прототипа, заявленная ячейка позволяет организовать подачу к образцу не только температурного и газового воздействия, но и внешнего оптического излучения. Это осуществляется за счет ответвления трубки, которое потребовало изменения конструкции ячейки, которая, в отличие от ячейки-прототипа, содержит печь для нагрева ячейки.

Новый технический результат, достигаемый заявленным изобретением, заключается в возможности дополнительного внешнего воздействия оптического излучения на образец одновременно с воздействием температуры и газовой среды.

Изобретение иллюстрируется рисунком. Ячейка содержит кварцевую трубку 1, впаянную одним концом в металлический фланец 2. Внутрь трубки 1 помещен кварцевый цилиндр 3, закрепленный на металлическом фланце 4, который для обеспечения консервации газовой среды внутри ячейки вакуум-плотно соединен с фланцем 2. В цилиндре 3 имеются две платиновые сеточки 5, служащие в качестве электродов, к которым припаяны платиновые токоподводы 6, выведенные наружу ячейки и подключаемые к внешнему измерительному прибору 7, например, импедансметру. У фланца 2 имеется выход 8, который вакуум-плотно перекрывается краном 9 и служит для подключения ячейки к газовому контуру 10, позволяющему создавать в ячейке необходимую газовую среду. Ответвление 11, через которое к образцу подается внешнее оптическое излучение, впаяно в металлический фланец 12, вакуум-плотно соединенный с металлическим фланцем 13, имеющим входное окно 14 для подачи оптического излучения, прозрачное в необходимом диапазоне излучений. Соединения фланцев 2 и 4, а также 12 и 13 осуществляется с помощью болтов. Третий конец трубки 1 запаян таким образом, что позволяет установить внешнюю термопару 15 в непосредственной близости от исследуемого образца 16. Термопара 15 служит для регистрации температуры внутри ячейки и подключается к внешнему термоконтроллеру 17. Через окно 14 с помощью внешних источников осуществляют подачу излучения на образец 16. Для нагрева ячейки с целью проведения высокотемпературных исследований в ее конструкции предусмотрена печь 18, которая содержит не менее восьми нагревательных элементов в виде стержней 19, расположенных по наружному периметру трубки 1 вдоль образующей цилиндра 3, при этом для обеспечения цельности конструкции и ее теплоизоляции часть трубки 1 с нагревательными элементами 19 помещена в теплоизолирующий корпус 20. Для измерения проводимости образца, его с помощью кварцевого стержня 21 и пружины 22 зажимают между платиновыми сеточками 5 (электродами), что обеспечивает устойчивый электрический контакт между образцом 6 и платиновыми сеточками 5. Далее задаются необходимые параметры исследования, такие как газовая среда внутри ячейки, температура измерения, интенсивность и энергия внешнего оптического излучения, и с помощью внешнего измерительного прибора 7 регистрируется величина тока, протекающего через образец 16 и подводимого к измерительному прибору 7 с помощью платиновых сеточек 5 и припаянных к ним платиновым токоподводам 6.

Таким образом, в предложенной ячейке возможно измерение проводимости твердых веществ при одновременном воздействии на них температуры, газовой среды и излучения, что значительно расширяет экспериментальные возможности метода спектроскопии электрохимического импеданса.


Ячейка для исследования высокотемпературной проводимости твердых веществ
Ячейка для исследования высокотемпературной проводимости твердых веществ
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 61-70 of 94 items.
10.05.2018
№218.016.4e52

Состав высокотемпературного герметика для электрохимических устройств с твердым электролитом на основе галлата лантана

Изобретение относится к составам высокотемпературных герметиков. Описан состав высокотемпературного герметика для электрохимических устройств с твердым электролитом на основе галлата лантана, содержащий оксид кремния в качестве стеклообразователя и корректирующие добавки, в котором в качестве...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002650977
Дата охранного документа: 18.04.2018
29.05.2018
№218.016.5521

Амперометрический способ измерения концентрации кислорода в газовых смесях

Изобретение относится к области газового анализа и может быть использовано для регистрации и измерения содержания кислорода в газовых смесях, в частности в азоте, с помощью электрохимической ячейки на основе протонпроводящего твердого электролита. Амперометрический способ измерения концентрации...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002654389
Дата охранного документа: 17.05.2018
25.06.2018
№218.016.65c0

Способ получения диффузионного алюминидного покрытия на низкоуглеродистой стали

Изобретение относится к области гальванотехники и может быть использовано для получения изделий, предназначенных для эксплуатации при высоких температурах. Способ включает погружение изделия в алундовый контейнер, содержащий электролит в виде фторидного расплава на основе AlF с добавками NaF...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002658550
Дата охранного документа: 21.06.2018
25.06.2018
№218.016.664b

Способ получения лигатур алюминия с цирконием

Изобретение относится к области цветной металлургии и может быть использовано при получении лигатуры Al-Zr электрохимическим способом, пригодной для промышленного производства. В качестве источника циркония используют оксид циркония, который смешивают с солевой смесью, содержащей оксид...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002658556
Дата охранного документа: 21.06.2018
28.06.2018
№218.016.688a

Электрохимический способ получения порошков гексаборидов стронция и бария

Изобретение относится к способу получения порошков гексаборидов стронция и бария, включающему электролиз солевого расплава, содержащего смесь соли получаемого гексаборида с борсодержащим компонентом. При этом электролиз ведут с использованием молибденового катода и графитового анода. Способ...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002658835
Дата охранного документа: 25.06.2018
25.10.2018
№218.016.9599

Способ модификации электродных материалов

Изобретение относится к области электротехники, а именно к способам модификации материалов для кислородных электродов для повышения их электрохимической активности и может быть использовано при разработке материалов электродов для средне- и высокотемпературных твердооксидных топливных элементов...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002670427
Дата охранного документа: 23.10.2018
01.11.2018
№218.016.9938

Способ получения керамики для извлечения гелия из газовых смесей

Изобретение относится к способам получения функциональной керамики, которая может использоваться для извлечения гелия из газовых смесей, включая природный газ, и разделения его изотопов. Способ включает прессование и обжиг тонкодисперсных порошков прекурсоров, в качестве которых используют...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002671379
Дата охранного документа: 30.10.2018
24.01.2019
№219.016.b305

Потенциометрический датчик концентрации кислорода

Изобретение может быть использовано в электрохимии, металлургии, энергетике, автомобилестроении и других отраслях для определения содержания кислорода. Датчик содержит несущий элемент, выполненный в виде трубки из оксида алюминия. Несущий элемент с помощью стеклогерметика герметично соединен с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002677927
Дата охранного документа: 22.01.2019
14.03.2019
№219.016.df88

Способ получения газоплотного твердооксидного трубчатого электролита для несущей основы тотэ

Изобретение относится к получению газоплотного твердооксидного трубчатого электролита с ионной проводимостью, который может быть использован при изготовлении различных электрохимических устройств, например твердооксидных топливных элементов (ТОТЭ), электролизеров и т.п. Способ включает...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002681771
Дата охранного документа: 12.03.2019
16.03.2019
№219.016.e1d6

Твердооксидный протонпроводящий материал

Изобретение относится к высокоплотным твердооксидным протонпроводящим материалам на основе иттрата лантана, которые могут быть использованы в качестве электролитов для среднетемпературных электрохимических устройств, включая твердооксидные топливные элементы, сенсоры и электролизеры. Материал...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002681947
Дата охранного документа: 14.03.2019
Showing 1-3 of 3 items.
20.02.2014
№216.012.a3ba

Способ получения тонкослойного, основанного на эффектах термически и/или оптически стимулированной люминесценции детектора заряженных частиц ядерных излучений на основе оксида алюминия

Изобретение относится к способам получения тонкослойных детекторов заряженных частиц, основанных на явлениях термостимулированной и/или оптически стимулированной люминесценции. Сущность изобретения заключается в том, что способ включает испарение мишени исходного материала импульсным...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002507629
Дата охранного документа: 20.02.2014
10.11.2014
№216.013.0454

Способ термолучевой обработки вещества тл-осл твердотельного детектора ионизирующих излучений на основе оксида алюминия

Изобретение относится к способу обработки рабочих веществ твердотельных детекторов ионизирующих излучений, основанных на явлениях термостимулированной люминесценции (ТЛ) и оптически стимулированной люминесценции (ОСЛ). Способ термолучевой обработки вещества твердотельного детектора ионизирующих...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002532506
Дата охранного документа: 10.11.2014
10.12.2015
№216.013.9657

Способ измерения высоких и сверхвысоких доз, накопленных в термолюминесцентных детекторах ионизирующих излучений на основе оскида алюминия, в том числе при облучении в условиях повышенных температур окружающей среды

Изобретение относится к способу измерения накопленных высоких и сверхвысоких доз и мощностей доз ионизирующих излучений термолюминесцентными (ТЛ) детекторами на основе оксида алюминия. Способ измерения высоких и сверхвысоких доз, накопленных в термолюминесцентных детекторах ионизирующих...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002570107
Дата охранного документа: 10.12.2015
+ добавить свой РИД