144808. lajstromszámú szabadalom • Eljárás elektródaüveg előállítására
Megjelent: 1959. május 31-én. ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS 144.808. SZÁM • 21. c. 1-19. OSZTÁLY — LE—293. ALAPSZÁM Eljárás elektródaüveg előállítására Lengyel Béla egyet, tanár, Csákvári Béla egyet, adjunktus, Till Ferenc tud. kutató mindhárman Budapesten A bejelentés napja: 1957. szeptember 26. A forgalomban levő üvegelektródok elektromos ellenállása általában 100 Mohm nagyságrendű. Méréstechnikai szempontból igen előnyös az ellenállás csökkentése. Ennek ismert módja a felület növelése és a falvastagság csökkentése. Ily módon az ellenállás lényegesen kisebb, azonban több centiméter átmérőjű gömbelektródákat kell készíteni, aminek egyrészt a vele való mérés szempontjából számos hátránya van, másrészt előállítása is nehéz. A találmány értelmében az ellenállás csökkentését az elektróda méreteinek módosítása helyett, esetleg mellett, az elektródaüveg összetételének változtatásával érjük el. A kiindulást a nagy litiumoxid-tartalmú üveg szolgáltatja, mert az elektródasajátságok szempontjából ez a legmegfelelőbb és ennek lúgos hibája a legkisebb. Másrészről azonban ismeretes, hogy a litiumtartalom az üveget igen hajlamossá teszi üvegtelenedésre, úgy hogy már közepes litiumtartalom mellett is elég körülményes az elektródaüveg megmunkálása. Az ellenállás csökkentése irányában elsősorban az alkálioxidok, jelen esetben a litiumoxid menynyiségének növelése hat, aminek azonban határt szab a már említett üvegtelenedési hajlam fokozódása. Azt találtuk, hogy megfelelő stabilizátornak az üvegbe való inkorporálása az üvegtelenedést meszszemenően kiküszöböli és így a növelt litiumoxidtartalomnak az ellenálláscsökkentő hatása az elektródatulajdonságok lényeges romlása nélkül érvényesíthető. Stabilizáló adalékként az urániumoxid mutatkozott a legalkalmasabbnak. Már 1—2 mol % urániumoxid^tartalom igen kényelmesen kezelhetővé teszi a magas litiumoxid-tartalmú üveget, minekfolytán a litiumtartalom oly mértékig is fokozható, amely eddig ismeretlen volt. Érvényesülhet tehát az alkálioxid ellenálláscsökkentő hatása, amelyet még tovább javít az a körülmény, hogy a _ stabilizátorként használt urániumoxid önmaga is fejt ki, noha kis mértékben, ellenálláscsökkentő hatást. Az urániumtartalmú üveget a találmány értelmében igen előnyösen úgy lehet előállítani, hogy az olvasztás során, különösen a beolvasztáskor, redukáló atmoszférát alkalmazunk. Ennek egyik célszerű módja az, hogy az urániumvegyületet valamely szerves sója, pl. acetátja alakjában adagoljuk. Lényeges továbbá, hogy az olvasztási hőmérséklet aránylag alacsony legyen és az 1350°-ot ne haladja meg. Az alacsonyabb hőmérséklet hoszszabb, pl. 14—16 órás olvasztási időket tesz szükségessé. A találmány szerinti olvasztási körülmények arra engednek következtetni, hogy az uránium magas oxidációs fokon való jelenléte az üveg tulajdonságait előnytelenül befolyásolja. Az urániumoxidnak az üvegbe való bevitelével az elektródatulajdonságok az adalékmentes litiumüveghez képest némileg romlanak ugyan, de ugyanakkor az üveg fajlagos ellenállása kb. két nagyságrenddel csökkenthető, és az elektródasajátságok még mindig felülmúlják a közönséges típusú (Corning 015) üvegből készült elektródok sajátságait. Az alábbiakban egy lítiumot és urániumot együttesen tartalmazó, találmány szerinti elektródaüveg összetételét adjuk meg mol%-ban: Li2 0, 30, BaO 5, U02 2, Si0 2 63 Az ezen üvegből készült kb. 10—12 mm 0-jű és szokványos falvastagságú elektróda ellenállása néhány tized Mohm nagyságrendű, míg az urániumadalék nélkül elkészíthető litiumüveg-elektróda ellenállása 100 Mohm nagyságrend körül mozog. Az elektródaüveg megmunkálhatósága a körülmények megfelelő megválasztása esetén nehézséget nem okoz, üvegtelenedési hajlam nem mutatkozik. Általában a Li2 0 mennyisége 10—35%, a BaO-é pedig 3—8% között mozoghat, utóbbit egészben vagy részben MgO helyettesítheti. A találmány szerinti kis ellenállású üvegelektróda gyakorlati jelentősége abban jelölhető meg, hogy az EME méréséhez egyszerű, kis belső ellenállású elektronikus vagy elektromos (potenciométeres) berendezés haáználható, amely az eddigi nagy bemeneti ellenállású elektronikus mérőkészülékekhez képest lényegesen kisebb költséggel állítható elő és így az üvegelektróda használatának jelentékeny kiterjesztését biztosítja.
