Высокотемпературная электрохимическая ячейка и способ ее изготовления

Результат выполнения конструкторско-технологической разработки. Разработка относится к созданию многослойных конструкций из высокотемпературных оксидных материалов, которые используются в газовых средах для определения содержания кислорода. Технический результат заключается в упрощении технологического процесса изготовления электрохимической ячейки датчика кислорода и в получении высокотемпературной электрохимической ячейки, работающей при многократных термокачках, за счет герметичного и ровного соединения слоев разнородных керамических пленок. Технический результат реализуется следующими приемами и конструктивными особенностями. Высокотемпературная электрохимическая ячейка состоит из слоев керамических пленок оксидных материалов, а именно из слоя диоксида циркония в качестве твердого электролита, на который нанесены эталонный и измерительный электроды, и двух слоев алюмомагнезиальной шпинели. Один слой является электроизолятором, а другой слой используется в качестве подложки для нагревательных элементов в виде нанесенных дорожек из того же материала, что и электроды. Отличительной особенностью является использование диоксида циркония, стабилизированного в кубической фазе 8 мол. % оксида иттрия, и алюмомагнезиальной шпинели с 40 % избытка оксида магния, при этом удельная поверхность диоксида циркония Sуд(ZrO2) соответствует диапазону 8000-9000 см2/г, а удельная поверхность алюмомагнезиальной шпинели Sуд(MgAl2O4) соответствует диапазону 12500-14500 см2/г, отношение удельных поверхностей MgAl2O4 к ZrO2 приближено к 1,67. Способ изготовления высокотемпературной электрохимической ячейки, включает в себя изготовление пленки из керамических порошков методом отлива, затем их металлизируют, соединяют слои пленки термопрессованием и спекают до плотности, приближенной к теоретической. У высокотемпературной электрохимической ячейки за счет определенного соотношения компонентов и параметров удельных поверхностей оптимизированы технологические свойства керамических порошков, а именно их гранулометрический состав (распределение частиц по размерам), средний размер частиц и удельная поверхность, что способствует ровному соединению пластин разнородных керамик. В результате электрохимическая ячейка работает при многократных термокачках. Разработка защищена патентом РФ № 2832432.