Metaliczne i ceramiczne warstwy elektrodowe w czujnikach elektrochemicznych.

• Autorzy: Gandurska J. , Śnieżyńska I. , Marek A. , Szwagierczak D. , Kulawik J.
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W OBRMHiR realizowany jest projekt badawczy dotyczący opracowania katalitycznych warstw w zastosowaniu do ogniw stałych stanowiących elementy czujnikowe jonów tlenu. Badania i próby dotyczyły warstw platynowych otzymanych z past krajowych i importowanych oraz perowskitowych nanoszonych na podłoża z tlenku cyrkonu stabilizowanego itrem, które to tworzywo stanowi elektrolit stały elementu czujnikowego jonów tlenu. Pasty platynowe i perowskitowe nanoszono metodą sitodruku na dwie strony pastylek otrzymanych metodą prasowania izostatycznego z ZrO2 (Y2O3) i wypalanych w 1350 stopniach Celsjusza. Warstwy Pt i perowskitowe poddawano obróbce termicznej w zakresie temperatur od 900-980 stopni Celsjusza w piecu przelotowym. Pomiar siły elektromotorycznej ogniw wykonano dla różnych topologii elektrod czujnikowych, różnych warunków technologicznych ich uzyskiwania, stosując azot o różnej zawartości tlenu i różnej szybkości przepływu. Uzyskane wyniki są w pełni zadawalające i umożliwiają określenie optymalnych parametrów technologicznych otrzymywania elementów czujnikowych tlenu z elektrodami platynowymi i perowskitowymi.

EN

The aim of the research project realized now in OBRMHiR is carry out complex investigations of thick-film domestic and imported materials and to elaborate the technological basis for manufacturing platinum and perovskite layers on ytria-stabilized zirconia substrates destined for sensor elements of oxygen concentration cells. The work comprises studies of the domestic and imported thick-film materials and development of manufacturing technology of platinum and perovskite layers for sensor electrodes and for terminations leading out the signal from the cell. For experiments, pellets of ytria-stabilized zirconia 1-2 mm thick and 21 mm in diameter, isostatically pressed and sintered at 1350 degrees centigrade were used. At first platinum and perovskite layers of several domestic and imported pastes deposited on these pellets were studied by scanning electron microscopy. The chosen pastes were screen-printed on both sides of the substrate as sensor electrodes and terminations, then fired at 900-980 degrees centigrade in BTU belt furnance. Measurements of electromotive force (e.m.f.) of the cell were carried out by the use of an apparatus assembled in our laboratory in the temperature range 600-900 degrees centigrade in nitrogen containing 0,005-1,4 per cent O2 with a flow rate of 40-140 l/h. On the basis of the obtained results the plots of e.m.f. as a function of temperature and other technological parameters were presented for the given flow rate and the gas purity. The results are encouraging, they indicate that the investigated Pt and perovskite pastes can be applied for sensor electrodes.

Słowa kluczowe

PL

warstwa elektrodowa; warstwa metaliczna; warstwa ceramiczna; pomiar

EN

electrode layer; metallic layer; ceramic layer; measurement

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Ceramiki i Materiałów Budowlanych
• Czasopismo: Szkło i Ceramika
• Rocznik: 1998
• Tom: R. 49, nr 2
• Strony: 6--11
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Gandurska J.

• Ośrodek Badawczo-Rozwojowy Mikroelektroniki Hybrydowej i Rezystorów, Kraków

autor

Śnieżyńska I.

• Ośrodek Badawczo-Rozwojowy Mikroelektroniki Hybrydowej i Rezystorów, Kraków

autor

Marek A.

• Ośrodek Badawczo-Rozwojowy Mikroelektroniki Hybrydowej i Rezystorów, Kraków

autor

Szwagierczak D.

• Ośrodek Badawczo-Rozwojowy Mikroelektroniki Hybrydowej i Rezystorów, Kraków

autor

Kulawik J.

• Ośrodek Badawczo-Rozwojowy Mikroelektroniki Hybrydowej i Rezystorów, Kraków

Bibliografia

• [1] G. Róg: Badania własności termodynamicznych wybranych układów tlenkowych za pomocą ogniw stałych, Zeszyty Naukowe AGH, Ceramika, Z. 32, (1976)
• [2] T. Inoue, N. Seki, K. Eguchi, H. Arai: J. Electrochem. Soc., 137 [8] (1990), 2523
• [3] O. Yamamoto, Y. Takeda, R. Kanno, M. Noda: Solid State Ionics, 22 (1987), 241
• [4] R. Härtung, S. Thiemann, H.H. Möbius: Solid State Phenomena, 39-40 (1994), 273
• [5] D.P. Karim, A.T. Aldred, Phys. Rev., B 20 (1979), 2255
• [6] J. Mizusaki, T. Sasamoto, W.R. Cannon, H.K. Bowen: J. Am. Ceram. Soc., 66 (1983), 153
• [7] H.H. Möbius, P.P. Shuk, S. Jakobs, R. Härtung, U. Guth, H. Sandow, A.A. Vecher: Electrochimiya, 26 (1990), 1388
• [8] M. Kleitz, E. Siebert, J. Fouletier: „Chemical Sensors", ed. T. Seiyana i in., Kodansha/Elsevier 1983
• [9] S.P. Badwal, F.T. Ciacci, J.W. Haylock: J. Appl. Electrochem., 18 (1988), 232
• [10] S.P.S. Badwal, J. Electroanal. Chem. 202 (1986) 93
• [11] J. Gandurska, I. Śnieżyńska, A. Marek: zgłoszenie do Elektroniki 1997
• [12] J. Gandurska, I. Śnieżyńska, A. Marek: II Konferencja Ceramiczna 1997