固体电化学定硫传感器在熔融金属中的应用

硫是钢铁生产中的有害元素之一,精确测定和在线检测熔融金属中的硫含量是钢铁冶金过程中一项至关重要的任务。固体电化学原理是一种测量熔融金属中硫含量的精确方法。然而,到目前为止,还没有找到一种化学性质稳定和离子电导率高的硫化物固体电解质材料,因此,人们将常用的固体电解质材料(如ZrO2基固体电解质和β-Al2O3等)与化学性质相对稳定的硫化物辅助电极相结合进行间接测硫。在一些情况下,无需将固体电解质材料与辅助电极结合,而直接使用β-Al2O3也可用于测硫,辅助电极是在测硫过程中在固体电解质与辅助电极界面原位生成的。本文简要回顾了这些固体电化学间接测硫所使用的方法和材料。     

辅助电极型成分传感器工作原理及适用条件

总结了辅助电极型成分传感器几种不同的构成类型并分析了其工作原理，提出了设计此类传感器的基本原则，从热力学和动力学角度对其适用条件进行了讨论，并举例分析硅，锰两种传感器的工作条件，最后对此类传感器的发展前景提出了设想。     

氧传感器作用原理及其固体电解质的制备

简要讨论了ZrO2基氧传感器的作用原理及用于氧传感器的钇稳定氧化锆粉体的几种制备方法。     

定硫电化学传感器可行性的理论分析和实验探索

本文回顾了定硫电化学传感器的开发研究现状。对硫化物固体电解质的导性质及在铁液中的化学稳定性作了文献回顾和理论计算，指出了采用硫化物固体电解质直接定硫传感器存在的主要问题。提出了几种用非硫化物固体电解质加辅助电极的间接定硫传感器，并进行了探索性实验，取得了较好的结果。     

LaF3及LaF3(掺杂)固体电解质的特性及其应用

对LaF3及LaF3(掺杂)作为固体电解质的导电能力和特性进行了分析。讨论了掺杂对LaF3导电性的影响。介绍了LaF3及LaF3(掺杂)单晶固体电解质在室温水溶液中氟离子选择电极、多晶固体电解质在高温熔体中镧传感器、以及各类气体传感器中的应用。     

应用MgS基固体电解质直接测定硫含量的初步试验研究

在实验室条件下,自制了MgS与TiS₂两种硫化物,组成MgS—2%TiS₂'wt)并经过高温烧结处理。用MgS—2%TiS₂固体电解质组成硫浓差电池:
Mo[[S]Fe][MgS-2%TiS₂（wt）]Mo,MoS₂]Mo
于1375℃无保护气氛条件下进行了铁液定硫的试验。所测电势E与化学分析的[%S]关系为log[%S]=-0.3694-0.0077E（mV）（[%S]:0.013～0.134）。于1375℃下还测试了Cu-Cu₂S系的硫位。推算出表征固体电解质电子电导率大小的特征硫分压Pc’对MgS—2%TiS₂来讲为6×10^-4pa。引入pe’和硫活度系数f_s对E—[%S]关系进行了修正。     

Sr_(0.69)La(0.31)F(2.31)+SrS型高温定硫传感器的研制及铜液中硫活度的测定

用SrF_2和LaF_3按0.69:0.31比例的共沉淀粉料混入SrS粉作原料,按优化的最佳条件制备出固体电解质管,并构成以下电池:W│W,WS_2│Sr_(0.69)La_(0.31)F_(2.31)+SrS│[S]_Cu│W 测定铜液中的硫活度。结果表明,可得到稳定的电动势,电池是可逆的。测量结果显示铜中的硫活度呈负偏差,和文献的实验数据相吻合,表明Sr_(0.69)La_(0.31)F_(2.31)+SrS可以作为高温定硫的电化学传感器材料。     

LaF_3及LaF_3(掺杂)固体电解质的特性及其应用

对LaF3及LaF3(掺杂 )作为固体电解质的导电能力和特性进行了分析。讨论了掺杂对LaF3导电性的影响。介绍了LaF3及LaF3(掺杂 )单晶固体电解质在室温水溶液中氟离子选择电极、多晶固体电解质在高温熔体中镧传感器、以及各类气体传感器中的应用     

ZrO2固体电解质在冶金工程中的应用

对ZrO2固体电解质的导电机理和工作原理进行了阐述,着重介绍了ZrO2固体电解质直接定氧技术和无污染脱氧技术在冶金工程中的应用,对这两项技术的应用前景进行了分析。     

固体电解质脱氧技术的发展

目前一种采用氧化锆固体电解质脱氧的技术受到了广泛关注。文章对熔融金属液固体电解质脱氧新理论及研究现状进行了阐述,比较了电解脱和短路脱氧方法的优劣。对氧化锆固体对解质材料的晶体结构、相变、离子导电机理及力学性能进行了概述,并探讨了固体电解质脱氧技术的发展趋势。     

以氧传感器为基的辅助电极型冶金传感器的研究进展

金属熔体的化学组成是金属冶炼过程的重要参数,固体电解质传感器可以提供金属冶炼过程中成分变化的实时信息;这些信息可以提高生产效率,提升产品质量.由于缺乏以待测元素为导电离子的固体电解质,除氧以外的一些元素的测量多通过在电解质的表面涂覆一层含待测元素和电解质中导电离子元素复合物的方法来实现.总结了氧传感器及其他元素成分传感器的研究进展,介绍了以氧传感器为基础的辅助电极型成分传感器,并对辅助电极型传感器的应用和发展进行了展望.     

新型二氧化硫传感器的制备

制成一种新型无参比电极、由NASICON和YSZ2种固体电解质及Na₂SO₄辅助电极构成的二氧化硫传感器。实验结果表明,该传感器对二氧化硫产生Nernst响应。由于这种传感器采用了平面结构,参比电极和工作电极处于相同气氛中,消除了氧气的影响和密封问题,这种结构有利于传感器的微型化和多组元复合传感。     

金属液中定硫传感器的稳定性

采用高温化学电池固体电解质的方法来测定碳饱和铁液中的硫含量。用ZrO2(Y2O3)作为定硫传感器的固体电解质，将Y2O3＋Y2O2S作为其辅助电极组成A型定硫传感器；或用ZrO2（Y2O3）＋Y2O2S直接作为固体电解质组成B型定硫传感器。其电池形式分别为：Mo,Cr2O3＋Cr|ZrO2(Y2O3)|Y2O3 Y2O2S|[S]Fe,Mo,Mo;Mo,Cr2O3 Cr|ZrO2(Y2O3) Y2O2S|[S]Fe,Mo。定硫实验结果表明，该定硫传感器所测电动势信号稳定，响应快，重现性好，持续时间长，准确度较高，是一种比较成功的定硫传感器。此外，还得到了在1583K下电动势与铁液中硫含量的关系。     

锂离子电池用硅基负极人造固体—电解质界面膜研究进展

综述了近几年锂离子电池用硅基负极人造固体-电解质界面膜(SEI)方面的研究进展,梳理了氧化物基、聚合物基和固态电解质基共三种类型人造SEI膜的研究现状,并对硅基负极人造SEI膜的研究方向与应用前景进行了展望。     

应用MgS基固体电解质硫浓差电池测定铁液中硫含量的试验研究

用自制的 MgS、TiS_2和 MoS_2所组成的 Mo|[S]_(Fe)||MgS+TiS_2||Mo+MoS_2|Mo 浓差电池,并在1375℃无保护气氛下,测定了铁液硫含量;硫浓差电池电势与铁液硫含量有1g〔%S〕=-0.3694-0.0077E(mV)的关系。还在1375℃温度条件下,测定了Cu-Cu_2S 系的硫位,推导出 MgS+TiS_2固体电解质的特征分压—P’_e=6×10~(-9)atm。     

锂空气电池固体电解质Li_(1+x)Al_xTi_(2-x)(PO_4)_3的制备研究

以Li_2CO_3、Al_2O_3、TiO_2、NH_4H_2PO_4为原料,采用固相烧结法制备锂空气电池固体电解质Li_(1+x)Al_xTi_(2-x)(PO_4)_3(LATP),研究了不同x值、不同烧结温度对电解质性能的影响。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和电化学阻抗谱(EIS)对所制备电解质的结构与性能进行表征。结果表明在x值等于0.2时得到纯相的LATP,最佳烧结工艺是350℃保温2 h,600℃保温2 h,1 000℃保温8 h,室温下的电导率为4.89×10~(-5)S/cm。