氧化镁部分稳定氧化锆固体电解质电子导电性的测定100006897163
(整理)我爱奥赛网年第五届“我爱奥赛杯”高中化学竞赛试题
精品文档我爱奥赛网2008年第五届“我爱奥赛杯”高中化学竞赛试题（2008年6月27日 9：00 - 12：00共计3小时）● 竞赛时间3小时。
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1.008Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag CdIn Sn Sb Te I Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Ac-Lr HLi BeB C N O F Na MgAl Si P Cl S K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Rb Cs Fr Sr BaRaY La Lu -6.9419.01222.9924.3139.1040.0885.4787.62132.9137.3[223][226]44.9647.8850.9452.0054.9455.8558.9363.5558.6965.3910.8126.9869.7212.0128.0972.61114.8204.4118.7207.2112.4200.6107.9197.0106.4195.1102.9192.2101.1190.298.91186.295.94183.992.91180.991.22178.588.9114.0116.0019.0030.9774.92121.8209.032.0778.96127.6[210][210][210]126.979.9035.454.00320.1839.9583.80131.3[222]HeNe Ar KrXe Rn相对原子质量Rf Db Sg Bh Hs Mt第1题（6分）、硼的化学丰富多彩，也是材料化学研究的热点之一。
氧化锆原理——精选推荐
氧化锆氧传感器原理及应用摘要：氧探头是利用氧化锆陶瓷敏感元件来测量各类应用环境下的氧含量的，通过它以求实现工业加热炉燃烧过程自动控制，以及热处理可控气氛炉对零件的质量控制。
关键词：氧化锆氧传感器，氧传感器，测氧原理，传感器一、序言人们早就知道，某些固体氧化物、卤化物、硫化物等具有离子导电性能，其中最著名的是1989年Nernst发现的稳定氧化锆在高温下呈现的离子导电现象。
在此后的一段时期内，尽管人们对这种具有离子导电性能的物质——固体电解质进行了种种研究，但始终进展不大。
直到1957年，K.kiukkala和C.Wagner首次用固体电解质组装原电池并从理论上阐明其原理以后，这方面的研究和应用才得以迅速发展。
在所有固体电解质，氧化锆是目前研究和开发应用得最普遍的一种。
它不仅用来作高温化学平衡，热力学和动力学研究，而且已在高温技术，特别是高温测试技术上得到广泛应用。
氧探头这种以氧化锆固体电解质为敏感元件，用以测定氧浓度的装置就是一个典型的例子。
1961年，J.Weissbart和R.Ruka研制成功的第一个氧化锆浓差电池测氧仪。
七十年代初出现商业用氧化锆氧探头以后，引起科学界和工业界的普遍重视，特别是西德、日本、美国等国都进行了深入的研究和产品开发工作。
到七十年代中期，氧探头的理论和实践已趋成熟，开发出了多种结构形式的氧探头。
由于氧探头与现有测氧仪表(如磁氧分析器、电化学式氧量计、气象色谱仪等)相比，具有结构简单，响应时间短(0.1-0.2秒)，测量范围宽(从ppm到百分含量)，使用温度高(600～1200℃)，运行可靠，安装方便，维护量小等优点，因此在冶金、化工、电力、陶瓷、汽车、环保等工业部门得到广泛的应用。
二、氧传感器测氧原理氧探头是利用氧化锆陶瓷敏感元件来测量各类应用环境下的氧含量的，通过它以求实现工业加热炉燃烧过程自动控制，以及热处理可控气氛炉对零件的质量控制。
下面介绍氧化锆陶瓷是如何来完成测氧功能的。
CE系列氧化锆氧分析仪说明书正文-(新1)
前言CE系列氧化锆氧分析仪适用于工业炉窑烟气中含氧量的连续监测，作为操作人员调节燃风配比的依据，或与自控系统连接，实现低氧合理燃烧，达到降低燃耗、稳定工艺、提高产品质量、减少环境污染等目的。
具有显著的经济效益和社会效益。
CE系列氧化锆氧分析仪检测器，采用了日本的离子镀膜技术，大幅度的提高了氧化锆探头的使用寿命，平均寿命为18个月，一般可达2-3年。
传感器采用最新工艺烧结制作，有效的克服了国内同类产品中离散性大，热震性差的问题。
氧化锆探头的整体可靠性及稳定性都居于国内领先地位。
该仪表转换器采用了16位的ATMEL系列单片微处理器，具有很强的运算能力，锆头控温达到±2℃，系统的测量精度≤±2%。
小信号处理及仪表电源采用多重隔离电路，有效的隔绝了工业环境中的各种干扰，仪表运行更加可靠，先进的3点标定方式，在保证测量精度的前提下，大大的减少用户的维护工作量，双节点的开关量输出更加方便的满足了用户的不同需求。
一、氧化锆测氧工作原理氧化锆材料是一种氧化锆固体电解质，是在纯氧化锆中掺以一定量的氧化钙或氧化钇经高温烧结后形成的稳定的氧化锆陶瓷烧结体。
由于在它的立方晶格中含有氧离子空穴，因此，在高温条件下它是良好的氧离子导体。
浓差电池氧化锆探头检测框图利用它的这一特性，在一定的温度下，当传感器两侧的氧含量不同时，它便是一个典型的氧浓差电池。
如果在氧化锆管内外涂制纯铂电极，用电炉对氧化锆管加热，使其内外壁接触氧分压不同的气体，氧化锆管就成为一个氧浓差电池，在两个铂电极上将发生如下反应：在空气侧（参比侧）电极上：O+4e→2O2-2+4e在低氧侧（被测侧）电极上：2O2-→O2当这两种迁移达到平衡后，便在两电极间产生一个与氧浓差有关的电势信号E。
氧电势值E符合能斯特方程：E=RT4FLnP AP X式中：R-气体常数T-锆管的绝对温度F-法拉第常数PX-被测气体氧浓度百分数PA-参比气氧浓度百分数，一般为％。
固体电导率 表
固体电导率表
（原创版）
目录
1.固体电导率的定义和重要性
2.影响固体电导率的因素
3.固体电导率的测量方法
4.固体电导率在实际应用中的例子
正文
【1.固体电导率的定义和重要性】
固体电导率是指固体材料中电流通过的能力，是衡量固体材料导电性能的重要指标。
电导率与电阻率相反，电阻率越高，电导率越低。
电导率是描述材料导电能力的物理量，它的单位是西门子/米（S/m）。
【2.影响固体电导率的因素】
固体电导率的大小取决于多种因素，主要包括：材料本身的性质、温度、压力、磁场等。
其中，材料本身的性质对电导率的影响最大，不同材料的电导率差别很大。
例如，金属的电导率通常很高，而非金属的电导率则很低。
【3.固体电导率的测量方法】
固体电导率的测量方法有多种，其中最常用的是四端电阻法。
四端电阻法是通过在待测样品两端施加电压，然后测量流过样品的电流，从而计算出样品的电阻，再根据电阻计算出电导率。
【4.固体电导率在实际应用中的例子】
固体电导率在实际应用中具有重要意义。
例如，在电子器件制造中，需要选用电导率高的材料制作导电部件，以保证器件的性能。
另外，在金
属冶炼和加工中，也需要测量金属的电导率，以判断金属的纯度和质量。
总的来说，固体电导率是衡量固体材料导电性能的重要指标，它的大小取决于多种因素，包括材料本身的性质、温度、压力、磁场等。
测量固体电导率的方法有多种，其中最常用的是四端电阻法。
氧化锆基固体电解质材料与温度无关的离子电导活化能
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中国原子能氧化锆分析仪使用说明书
表1 ZO系列氧化锆氧分析器型号和用场
名称 氧化锆探头 型 号 ZO-12B 主要用场 1. 2. 3. 火电厂锅炉 化工、轻纺等 2-15t/h工业炉 备注 1. 2. 长1.2米 推荐安装点烟气温度：400-500℃
ZO-14
（Q） 氧化锆氧分析 仪变送器 （P）
电厂旁路烟道
长0.5米
墙挂式 1. 两种量程（跳线设定） 0-10%O2（出厂设定） 0-20%O2 2．同时双路输出 0-10mA 4-20mA （线性）
四、ZO系列氧化锆氧分析仪变送器简介
四、ZO系列氧化锆氧分析仪变送器简介
4．基本操作 本变送器由于采用了智能化设计，所以操作非常简单。接通电源， 仪器便开始升温，当温度达到设定值时，自动显示氧量值，当温度达 到工作温度（750℃）时，即测量 5．变送器外型尺寸 墙挂式（Q）的外型尺寸为：240×330×110（mm） 盘装式（P）的外型尺寸为：160×160×320（mm） 160×85×270（mm）
一、ZO系列氧化锆氧分析仪的测量原理
氧化锆测量含氧量的基本原理是利用所谓的“氧浓差电势”，即在一 块氧化锆两侧分别附以多孔的铂电极(又称“铂黑”)，并使其处于高 温下。如果两侧气体中的含氧量不同，那么在两电极间就会出现电动 势。此电动势是由于固体电解质两侧气体的含氧浓度不同而产生的， 故叫氧浓差电势，这样的装置叫做氧浓差电池。
三、ZO系列氧化锆氧分析仪探头结构
1．仪器组成 一套仪器组成由图2所示，由四部分组成： （1）氧化锆探头； （2）变送器； （3）炉体法兰；（只限新用户） （4）三组连线电缆（自备）。
标准气体
氧化锆分析仪校验及故障处理方法
氧化锆分析仪校验及故障处理方法2019年11月3日氧化锆分析仪是由智能化分析仪和氧化锆氧量计（简称氧探头）组成。
该仪器的工作原理是基于电化学原理，检测元件是利用氧化锆制成的固体电解质，其在高温下具有传导氧离子的特性，当固体电解质两侧存在氧浓度差时，即有一与浓度成一定关系的电势产生，对此电势作补偿计算，从而可准确反映氧量。
氧化锆氧分析仪可广泛用于电力领域中的燃烧控制，采用单片机组成的智能化仪表，可以对氧探头送来的氧浓度电势、K型热偶电势进行测量比较，用“能斯特”公式实时地计算出烟气中的氧含量，并且在计算中引入双参数校正法，具有氧探头本底电势补偿功能，氧电势斜率修正，弥补了氧探头的离散性缺陷，延长了氧探头的使用寿命。
氧分析仪具有氧百分浓度、氧化锆探头电势、热偶温度显示，并有本底电势补偿值、氧电势斜率系数修正值显示、其日常维护十分方便。
一、工作原理氧化锆的工作原理是氧浓差电势的原理，氧气的含量可由恒温的氧化锆电池所产生的电动势来表征，测量电池由一片氧化锆基片组成，它的两面涂以多孔铂金属，测量电池由内部加热器加热，并使温度保持恒定，当测量电池的参考侧和测量侧的氧含量不同时，氧离子就会从氧分子较高的一面向较低的一面迁移，此时电池的氧浓差电势mV输出信号与被测气体的氧含量的对数成反比关系，该电势的大小即反映出被测气体的氧量大小。
二、组成氧化锆氧量计由四部分组成（一般的氧量计都是由四部分组成），包括氧化锆探头，二次仪表（也称变送器），炉体法兰，三组连接电缆（分别是信号、热电偶和加热炉电源三组电缆，其中信号电缆应为屏蔽电缆，热电偶连线则应为相应的补偿导线，加热炉的连线为普通电缆线）三、安装要求氧化锆测点位置的选择应在制造厂提供的烟气温度范围内选取，氧化锆元件所处的空间位置应是烟气流通良好，流速平稳无旋涡，烟气密度正常而不稀薄的区域。
安装点因烟气温度过高会缩短探头使用寿命，又因烟气不稳而导致氧量波动大；不能选在半空中，不便操作，导致安装时易损坏过滤器，装好后无人管的状态；V型过滤器的V型侧一定要安装在对着风速的一侧，防止风速正面流向探头过滤器，以防止过滤器经常堵塞。
热工仪表检修基础理论知识模拟24
[模拟] 热工仪表检修基础理论知识模拟24论述题第1题：热工电缆的选择和布置有哪些要求？_____参考答案：热工测量、控制、动力回路的电缆和电线的线芯材质应为铜芯；测量、控制用的补偿电缆或补偿导线的线芯材质应与相连的热电偶丝相同或热电特性相匹配。
有抗干扰要求的仪表和计算机线路，应采用相应屏蔽类型的屏蔽电缆。
对某些热工仪表和控制设备，当制造厂对连接电缆、导线的规范有特别要求时，应按设备制造厂的要求进行设计。
热工用电缆宜敷设在电缆桥架内。
桥架通道应避免遭受机械性外力、过热、腐蚀及易燃易爆物等的危害，并应根据防火要求实施阻隔。
详细解答：第2题：热控系统接地有何要求？_____参考答案：热工用电气设备外壳、不要求浮空的盘台、金属桥架、铠装电缆的铠装层等应设保护接地，保护接地应牢固可靠，不应串连接地，保护接地的电阻值应符合现行电气保护接地规定。
计算机系统宜与全厂接地网共地，不宜设专用独立接地网。
各计算机系统内不同性质的接地，如电源地、逻辑地、机柜浮空后接地等应分别有稳定可靠的总接地板(箱)，当计算机厂家有特殊要求时按其要求设计。
计算机信号电缆屏蔽层必须接地。
详细解答：第3题：蒸汽流量测量为什么要进行密度自动补偿？_____参考答案：因为测量蒸汽流量的节流装置是根据额定工况下的介质参数设计的，只有在额定工况下，才可将密度等参数作为常数看待，流量和差压才有确定的对应关系，这时用差压式流量计测量才能准确。
而在实际生产过程中，蒸汽参数(压力、温度)是经常波动的，造成密度ρ等参数的变化，引起流量测量误差，其中以ρ变化影响最大。
所以为了减少蒸汽流量在非额定工况下的测量误差，必须对密度进行自动补偿。
详细解答：第4题：感温元件外观检查应满足哪些要求？_____参考答案：感温元件外观检查应满足以下要求：(1)保护套管不应有弯曲、压偏、扭斜、裂纹、砂眼、磨损和显著腐蚀等缺陷，套管上的固定螺栓应光洁完整，无滑牙或卷牙现象；其插入深度、插入方向和安装位置及方式均应符合相应测点的技术要求，并随被测系统作1.25倍工作压力的严密性试验时，5min内应无泄漏。