定氫傳感器固態電解質制備及性能研究*

武茹明，包金小，阮飛，李陽

(內蒙古科技大學 材料與冶金學院，內蒙古 包頭 014010)

21世紀的短短幾十年間，離子器件與電子器件均得到了前所未有的發展，它們被廣泛應用于生產生活的諸多領域，尤其是在金屬材料的冶煉及材料制備等各個方面.在金屬材料的冶煉過程中，當熔銅和銅合金凝固時，空氣、礦石以及耐火材料中含有的水會在高溫條件下發生分解反應從而產生出H2，而氫的析出會使金屬材料及其制品產生氣孔、白點等缺陷，這些缺陷會導致金屬材料及其制品的氣密性、強度、韌性等諸多機械性能顯著降低，大大縮短了金屬材料的使用壽命，存在著嚴重的潛在危險.為了能夠控制金屬冶煉過程中氫的含量，從而獲得高質量的金屬材料，提高金屬材料的使用壽命及安全性，因此，對金屬液中的氫含量進行實時監測及控制是十分必要的[1-4].

目前，已投入使用的電解質材料存在著高溫不穩定現象，嚴重影響了氫傳感器的測量精度，限制了氫傳感器的推廣與應用.因此，將著重研究Al2-xMgxO3-α材料的電化學性能以及高溫穩定性，探討其在金屬液傳感器電解質上應用的可能性.

1 試驗過程

1.1 制樣

通過固相反應合成法制備Al2-xMgxO3-α(x=0.002，0.004，0.006，0.008，0.012)系列質子導體固態電解質.按化學計量比稱量原料，無水乙醇為介質，將原料裝入球磨罐，置于星式球磨機上進行球磨，轉速為480 r/min，球磨24 h，使原料充分混合均勻.將球磨后的漿料經干燥、研磨及過篩后得到粉體，在8 MPa壓力下用小型……