专利名称：无放射性低阻电极敏感玻璃的制作方法
技术领域：
本发明属于用电、电化学或磁的方法测试或分析材料的技术领域，涉及一种低阻电极敏感玻璃、特别是一种无放射性低阻电极敏感玻璃(G01N27/36)。
玻璃电极的性能主要取决于制造这种电极的敏感玻璃的成分及其数量组合。现有的各种电极敏感玻璃制成的玻璃电极一般具有较高的电阻。为解决这个问题，多年来基本工作集中于两个方面一是提高测量仪器的输入阻抗，但这将导致仪器的成本增加，且输入阻抗的提高潜力也十分有限；二是调整敏感玻璃的组成，通常是减小二氧化硅的含量，增加碱金属氧化物的含量，但这种措施使玻璃的化学稳定性变差、电极寿命缩短、加工性能恶化，甚至难以做成电极。另一种措施是添加某些放射性稀土元素氧化物，但由于引入了放射性，对制造和应用电极者带来了防护问题，同时这种措施会使电极带有放射性而不适用于医学和生理学。
中国专利96117177.4提供了一种高稳定性低阻pH电极敏感玻璃，它选用五氧化二钒、五氧化二铌以及五氧化二钽作为玻璃电阻调整剂，其主要目的是为了提供一种生产微型pH电极的敏感玻璃配方，不足之处是其化学稳定性依然不够理想。
本发明的目的在于提供一种无放射性低阻电极敏感玻璃，以克服现有技术中所存在的上述缺陷和不足。
本发明是以下述方式实现的一种无放射性低阻电极敏感玻璃，由二氧化硅(SiO2)，碱金属氧化物，玻璃结构调整剂和玻璃电阻调整剂组成，所述碱金属氧化物为氧化锂(Li2O)或氧化钠(Na2O)，其关键是上述玻璃结构调整剂和玻璃电阻调整剂为氧化铯(Cs2O)、氧化镧(La2O3)、氧化铅(Pb3O4)及氧化钇(Y2O3)的混合物，或者为氧化铝(Al2O3)、氧化钐(Sm2O3)、氧化锗(GeO2)及氧化铊(Ti2O3)的混合物。
当敏感玻璃由二氧化硅(SiO2)，碱金属氧化物选用氧化锂(Li2O)，玻璃结构调整剂和玻璃电阻调整剂选用为氧化铯(Cs2O)、氧化镧(La2O3)、氧化铅(Pb3O4)及氧化钇(Y2O3)的混合物来组成时，可以将其作为生产pH电极的敏感玻璃。此时氧化铅(Pb3O4)和氧化钇(Y2O3)作为玻璃网络改良剂代替了部分二氧化硅(SiO2)，既改善了敏感玻璃的结构，又增加了搬运电荷的载流子。
上述各组成分的重量百分含量最好是二氧化硅(SiO2)为50.0～70.0％，氧化锂(Li2O)为10.0～35.0％，氧化铯(Cs2O)为0.2～8.0％，氧化镧(La2O3)为10.0～20.0％，氧化铅(Pb3O4)为2.0～15.0％，氧化钇(Y2O3)为0.5～12.0％。
当敏感玻璃由二氧化硅(SiO2)，碱金属氧化物选用氧化钠(Na2O)，玻璃结构调整剂和玻璃电阻调整剂选用氧化铝(Al2O3)、氧化钐(Sm2O3)、氧化锗(GeO2)及氧化铊(Tl2O3)的混合物来组成时，则可得到性能很好的生产pNa电极的敏感玻璃。此时氧化钐(Sm2O3)、氧化锗(GeO2)及氧化铊(Tl2O3)作为玻璃网络改良剂代替了部分二氧化硅(SiO2)，也同样具有改善敏感玻璃结构、增加搬运电荷载流子的作用。
上述各组成分的重量百分含量最好是二氧化硅(SiO2)为50.0～70.0，氧化钠(Na2O)为10.0～35.0，氧化铝(Al2O3)为2.0～20.0％，氧化钐(Sm2O3)为0.5～8.0，氧化锗(GeO2)为0.5～8.0％，氧化铊(Tl2O3)为0.2～6.0％。
下面通过实施例对本发明作进一步详细说明，各实施例中所标的数值均指每一组成分的重量百分含量。
实施例1二氧化硅 (SiO2) 51.0氧化锂(Li2O) 12.0氧化铯(Cs2O)4.0
氧化镧(La2O3) 14.0氧化铅(Pb3O4) 10.0氧化钇(Y2O3) 9.0实施例2二氧化硅 (SiO2)60.0氧化锂(Li2O)10.0氧化铯(Cs2O)4.0氧化镧(La2O3) 7.0氧化铅(Pb3O4) 10.0氧化钇(Y2O3) 9.0实施例3二氧化硅 (SiO2)68.0氧化锂(Li2O)16.0氧化铯(Cs2O)2.0氧化镧(La2O3) 10.0氧化铅(Pb3O4) 2.0氧化钇(Y2O3) 2.0由上述三个实施例获得的敏感玻璃，可以将其作为生产无放射性低阻pH电极的敏感玻璃。
实施例4二氧化硅 (SiO2)60.0氧化钠(Na2O)20.0氧化铝(Al2O3) 13.0氧化钐(Sm2O3) 1.0氧化锗(GeO2)2.0氧化铊(Tl2O3) 4.0
实施例5二氧化硅 (SiO2) 55.0氧化钠(Na2O) 16.0氧化铝(Al2O3) 17.0氧化钐(Sm2O3) 2.0氧化锗(GeO2) 3.0氧化铊(Tl2O3) 7.0实施例6二氧化硅 (SiO2) 70.0氧化钠(Na2O) 10.0氧化铝(Al2O3) 8.0氧化钐(Sm2O3) 3.0氧化锗(GeO2) 4.0氧化铊(Tl2O3) 5.0由上述三个实施例获得的敏感玻璃，可以将其作为生产无放射性低阻pNa电极的敏感玻璃。
本发明所述的低阻电极敏感玻璃的具体生产工艺可以是将各种原料研细混匀，于1200℃～1400℃条间下，经一定时间熔融，可熔炼成清澈透明的敏感玻璃，用这种敏感玻璃可以生产出无放射性低阻pH玻璃电极，或者可以生产出无放射性低阻pNa玻璃电极，包括室用球泡状、平板状、锥形、管式或凹形，均具有良好的电极性能。
使用本发明提供的敏感玻璃制造电极时，其支杆最好选择膨胀系数为95×10-7/℃～120×10-7/℃的铂组玻璃管。
利用本发明提供的敏感玻璃所制造出的电极，具有较低的电极内阻和良好的选择性能，其响应时间短、使用寿命长。由于该敏感玻璃无放射性危害，可用于医学临床和生理研究用的微电极的制造，如果其敏感探头制成凹型结构，则还能适用于样品量非常少的场合的测量。
权利要求
1.一种无放射性低阻电极敏感玻璃，由二氧化硅(SiO2)，碱金属氧化物，玻璃结构调整剂和玻璃电阻调整剂组成，所述碱金属氧化物为氧化锂(Li2O)或氧化钠(Na2O)，其特征是上述玻璃结构调整剂和玻璃电阻调整剂为氧化铯(Cs2O)、氧化镧(La2O3)、氧化铅(Pb3O7)及氧化钇(Y2O3)的混合物，或者为氧化铝(Al2O3)、氧化钐(Sm2O3)、氧化锗(GeO2)及氧化铊(Ti2O3)的混合物。
2.根据权利要求1规定的无放射性低阻电极敏感玻璃，其特征是所述各组成分的重量百分含量是二氧化硅(SiO2)为50.0～70.0％，氧化锂(Li2O)为10.0～35.0％，氧化铯(Cs2O)为0.2～8.0％，氧化镧(La2O3)为10.0～20.0％，氧化铅(Pb3O4)为2.0～15.0％，氧化钇(Y2O3)为0.5～12.0％。
3.根据权利要求1规定的无放射性低阻电极敏感玻璃，其特征是所述各组成分的重量百分含量是二氧化硅(SiO2)为50.0～70.0，氧化钠(Na2O)为10.0～35.0，氧化铝(Al2O3)为2.0～20.0％，氧化钐(Sm2O3)为0.5～8.0，氧化锗(GeO2)为0.5～8.0％，氧化铊(Ti2O3)为0.2～6.0％。
全文摘要
本发明公开了一种无放射性低阻电极敏感玻璃,由二氧化硅,碱金属氧化物,玻璃结构调整剂和玻璃电阻调整剂组成,所述碱金属氧化物为氧化锂或氧化钠,所述玻璃结构调整剂和玻璃电阻调整剂为氧化铯、氧化镧、氧化铅及氧化钇的混合物,或者为氧化铝、氧化钐、氧化锗及氧化铊的混合物。氧化铅和氧化钇或者氧化钐、氧化锗和氧化铊作为玻璃网络改良剂代替了部分二氧化硅,既改善了敏感玻璃的结构,又增加了搬运电荷的载流子。
文档编号C03C3/076GK1231998SQ9811124
公开日1999年10月20日 申请日期1998年4月13日 优先权日1998年4月13日
发明者仓东卿, 张秀成 申请人:中国科学院南京土壤研究所