铁水快速定硫探头的研制

利用氧离子导体固体电解质外加 Ca S-Ca O辅助电极的方法 ,研究开发了一种用于测定铁水硫含量的电化学探头 ,并在实验室条件下进行了系列铁水硫含量测定。结果表明 :探头插入铁液 5～ 7s,即可获得稳定的电动势 ,稳定电动势可持续 3 0 s左右。探头工作可靠 ,并具有较高的测定精度 ,可实现铁水硫含量的快速 。

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 Zr O2 (Y2 O3)作为定硫传感器的固体电解质 ,将 Y2 O3+Y2 O2 S作为其辅助电极组成 A型定硫传感器 ;或用 Zr O2(Y2 O3) +Y2 O2 S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,Cr2 O3+Cr|Zr O2 (Y2 O3) |Y2 O3+Y2 O2 S|[S]Fe,Mo;Mo,Cr2 O3+Cr|Zr O2 (Y2 O3) +Y2 O2 S|[S]F e,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 15 83K下电动势与铁液中硫含量的关系。

Na-βAl_2O_3基电化学探头测定铁液中的硫含量

通过制备Na-βAl_2O_3固体电解质,组装了下列电化学定硫电池Mo|Cr,Cr_2O_3|β-Al_2O_3|Na-βAl_2O_3|(Na_2S)|Fe-C(饱和)-[S]|C。其中以含低Na_2S活度的复合材料作辅助电极。实验测量表明,该电池具有良好的化学稳定性,特别是能克服硫化物固体电解质易氧化的缺点。而且可以连续使用长达30 min以上。得出了在1 500℃下电动势与硫含量的实验关系。

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。

电化学电池测量碳饱和铁液中的硅含量

实验室条件下，用ＭｇＯ部分稳定的ＺｒＯ_２作固体电解质，配以ＳｉＯ_２，基辅助电极研制成电化学硅测头，对碳饱和的铁液进行了电动势的测量。测量结果表明：硅测头进入铁液５～１０ｓ后可以获得稳定的电动势，在１７２３～１８２３Ｋ范围内、测量电动势值与热力学计算电动势值符合较好，电动势测量法和化学分析法两种方法所得硅含量值仅相差±０．０３％。该电化学硅测头不用取样，应答时间短，适合现场测量。

高炉铁水快速定硅传感器的研究

研究了SiO2 辅助电极型快速定硅传感器的性能 ,试验结果表明 :传感器插入铁液 10～ 2 0s ,即可获得稳定的电动势 ,稳定电动势持续时间为 30～ 6 0s ,能够实现铁水硅含量的快速测定 另外 。

固体电解质化学定硫传感器的实验研究

采用氧化钇稳定氧化锆作为固体电解质 ,稀土硫氧化钇和氧化钇的混合物作为辅助电极组装电化学定硫电池 ,定硫实验结果表明 ,该定硫传感器所测电动势信号较为稳定 ,响应较快 ,重现性较好 ,持续时间较长 ,准确度较高 ,是一种比较成功的定硫传感器 ,得到了 15 83K下电动势与铁液中硫含量的关系 ,其关系式为 :Emf =12 2 +10 2 9w ([S]) .

金属液固体电解质定硫传感器研究

在热力学分析的基础上,开发了以氧化钇稳定氧化锆作固体电解质,Y2O2S与Y2O3混合粉末为辅助电极的金属液定硫传感器 电池构造形式为 :Ｎｉ-Ｃｒ|Ｃｒ-Ｃｒ2 Ｏ3 |ＺｒＯ2 (Ｙ2 Ｏ3 )|Ｙ2 Ｏ3 +Ｙ2 Ｏ3 Ｓ| [Ｓ]Ｆｅ|Ｎｉ-Ｃｒ 采用整体成型技术组装定硫传感器半电池 ,分别在实验室和工业现场对传感器的性能进行了测试 ,结果表明 。

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.

辅助电极型硅传感器的研究进展

综述了 1986年以来辅助电极型硅传感器的开发研制与应用情况 ,包括辅助电极材料的选择及其优缺点 ,提出了对辅助电极材料的改进意见 ,认为今后开展辅助电极与被测熔体中元素 (如碳 )间化学反应的基础理论研究 ,特别是被测熔体氧对测量结果影响的研究 ,对辅助电极型硅传感器的开发研制和应用具有重要的理论意义和经济价值。

铁水快速定硅测头的研制和应用

炼铁高炉热状况控制和低硅铁冶炼、铁水炉外脱磷及某些稀有元素回收等工艺都要求能够快速确定铁水中的硅含量，而传统的化学和光谱分析法不能满足这一要求。本专题用一种测头能直接、迅速、准确地测量铁水中的硅含量。这种硅测头是用ＭｇＯ稳定的ＺｒＯ２作固体电解质，ＺｒＯ２＋ＺｒＳｉＯ４为辅助电极制成的，测头电池表达式为：Ｍｏ－ＺｒＯ_｜〔Ｓｉ〕Ｆｅ｜ＺｒＯ_２＋ＺｒＳｉＯ_４｜ＺｒＯ_２（ＭｇＯ）｜Ｍｏ＋ＭｏＯ_２｜Ｍｏ在实验室中，用这种测头进行了各种条件下的硅含量测试，它能在１０ｓ内测出硅电动势，且具有较高的分辨率。测试电动势与理论值十分相近，说明这种测头可靠。用到工厂高炉炉前测试高硅铁水中硅，大部分测试成功；在低硅铁水中，正常操作时，３～５ｓ就能得到稳定的硅电动势，硅含量测定值与分析值偏差小于０．１ｗｔ％，测试成功率可达９０％以上。此类测头能满足工业要求，可投入实际应用。

辅助电极型硅传感器的热力学分析与实验

首次用热力学分析了硅传感器的辅助电极与熔液中硅、氧和碳的反应方向与限度。讨论了局域)与熔液中硅活度(a[Si])的相关性;揭示了前人用辅助电极型硅传感器对高碳熔液测量平衡氧逸度(fO2时可能发生附反应,指出了有效测量范围;发现了Mg2SiO4(s)+MgO(s.s.)硅传感器存在测量盲区。研制了一种新Mg2SiO4(s)+MgO(s)硅传感器,用Mg2SiO4(s)+MgO(s)硅传感器测得了盲区内高碳低硅熔液中硅的活度,实验表明该测量无附反应发生,证明了热力学分析是可信的。

钢液直接定铝传感器的研究

利用ＺｒＯ２（ＭｇＯ）固体电解质和（Ａｌ２Ｏ３＋Ｎａ３ＡｌＦ６）辅助电极组成定铝电池．实验结果表明：当该定铝传感器插入钢液后，１０ｓ左右即可获得稳定的电动势；所得电动势和Ａｌ的Ｈｅｎｒｙ活度之间符合理论关系；在１８２３—１８７３Ｋ下进行测定时发现，温度对电池电动势的影响不大．该传感器的响应速度快，测量的准确性较高，可以满足工业应用的要求．

固相辅助电极型传感器的物理模型

用研制的Mg2SiO4(s)+MgO(s)硅传感器,对高碳冶金熔液中的硅进行了测量,发现辅助电极的物相结构和熔体中的氧含量对测量结果有明显的影响.首先提出了辅助电极型传感器的物理模型,导出了辅助电极的局域平衡氧势与熔体氧势和硅传感器测量结果的关系式,给出了覆盖常数和结构常数的物理意义.用实验数据拟合得到了该传感器的结构常数为6.66;用该模型对小于1的不同覆盖常数的硅传感器测得同一熔体的氧势进行了校正,得到了一致的局域平衡氧势值,证明了模型与实际吻合得相当好.

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-βAl2O3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-βAl2O3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。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。