[发明专利]一种用于高温熔盐中氧离子检测的氧化锆电极

说明书

本发明属于高温熔盐电化学分析测试领域，提供了一种用于高温熔盐中氧离子检测的氧化锆电极，所述氧化锆电极包括：上部电极固定件、电极固定球、下部电极固定件、电极主体；所述电极主体主要包括：银电极引线、上密封塞、刚玉管、下密封塞、氧化锆管、内参比熔盐。氧化锆电极结构简单、组装方便、体积小、重量轻、适用于各种成分的高温熔盐中氧离子浓度，以及实验室条件中使用，测量结果准确、反应灵敏、量程范围大。

技术领域

本实用新型属于高温熔盐电化学分析测试领域，特别涉及一种用于高温熔盐中氧离子检测的氧化锆电极。

背景技术

高温熔盐因其导电性好、蒸汽压低、粘度低、及热容量大等优点，常用作冶金工业中的化学反应介质。随着熔盐冶金的迅速发展，熔盐冶金工艺对熔盐的品质也有了更高的要求，其中熔盐中的氧离子的浓度是熔盐性质的一个重要的因素，对熔盐冶金工艺影响很大。因此，准确测定熔盐中溶解的氧离子浓度非常重要。

目前，熔盐中氧含量的测定,目前尚未有统一、通用的测定方法。部分采用氧分析仪(惰气熔融红外光谱法)测定熔盐中氧含量，但采取这样的手段无法实时反映熔盐中的氧离子含量，且进行预测较为困难；利用方波伏安法可以在较低浓度时测量熔盐中氧离子含量，但由于金属阳极的腐蚀，误差较大。酸碱滴定法可以离线分析熔盐中的氧离子含量，但在较低浓度时，误差较大。

通常用氧化锆掺杂一些氧化物作为稳定剂，烧结成型后的钇稳定氧化锆材料有较好的氧离子选择性。氧化钇稳定氧化锆固体电解质由于存在氧离子空位，对氧离子具有选择性。当氧化锆电极内外侧存在氧离子浓度差，产生氧离子浓差电势。氧化钇稳定氧化锆电极内的内参比熔盐中氧离子浓度保持一定，当待测熔盐中氧离子浓度发生改变，则电极内外侧的氧离子浓差电势也发生变化。通过所测电势与不同氧离子浓度对应的关系，可测定熔盐中氧离子浓度。目前，工业上测量高温液态金属中氧浓度的测量元件以Mn/MnO₂、Cr/Cr₂O₃、Bi/Bi₂O₃为内参比的氧化锆电极，但这些电极测量氧浓度范围较小，且体积很大，不便用于实验室在线检测少量高温熔盐中氧离子的浓度。

发明内容

(一)发明创造的目的

为克服现有技术的不足，本实用新型提供了一种体积小、结构简单、量程大、测量准确、适用于实验室在线检测高温熔盐中氧离子的氧化锆电极。

(二)技术方案

为解决现有技术的不足，本实用新型通过以下方案实现的：

一种用于高温熔盐中氧离子检测的氧化锆电极，所述的氧化锆电极主要包括：上部电极固定件、电极固定球、下部电极固定件、电极主体。

所述上部电极固定件为螺钉形结构，上部电极固定件设有贯穿圆孔，下端面设有球形凹槽；所述下部电极固定件为阴阳螺钉形结构，下部电极固定件设有贯穿圆孔，顶端阴螺纹孔底部设有球形凹槽；所述上部电极固定件与下部电极固定件固定连接；所述电极固定球设有贯穿球心的圆孔，圆孔直径与刚玉管外径相同，电极固定球位于上部电极固定件和下部电极固定件的球形凹槽内。

所述电极主体主要包括：银电极引线、上密封塞、刚玉管、下密封塞、氧化锆管、内参比熔盐；所述上密封塞设有贯穿圆孔，上密封塞与刚玉管上端固定连接，上密封塞与刚玉管固定连接处密封；所述刚玉管穿过上部电极固定件、电极固定球、下部电极固定件；所述下密封塞设有贯穿圆孔，下密封塞与氧化锆管上端固定连接，下密封塞与氧化锆管连接处密封；所述氧化锆管掺有8％mol氧化钇，氧化锆管下端封口，氧化锆管上端与刚玉管下端固定连接，氧化锆管与刚玉管连接处密封；所述内参比熔盐位于氧化锆管内部；所述银电极引线穿过上密封塞、刚玉管、下密封塞、氧化锆管，下端没入内参比熔盐至氧化锆管底部，上端伸出上密封塞外。