[实用新型]一种用于高温熔盐中氧离子检测的氧化锆电极

说明书

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。

所述内参比熔盐为含AgCl和极小量Li₂CO₃的所测高温熔盐，其中AgCl含量为0.5-0.8 mol/kg，Li₂CO₃含量为0.03-0.1mol/kg，内参比熔盐加入量为0.5-1g。

所述氧化锆管厚度为1-2mm。

所述上密封塞与刚玉管固定连接处为采用聚四氟生料带将上密封塞缠绕，并用高温陶瓷胶涂于聚四氟生料带表面密封。

所述下密封塞与氧化锆管固定连接处密封采用高温陶瓷胶密封。

所述氧化锆管与刚玉管固定连接为粘接。

所述上密封塞、下密封塞材质为耐高温材料。

所述电极固定球材料为弹性材料。

(三)有益效果