ВВЕДЕНИЕ...................................................................................................................... 4
1 Информационный обзор и анализ используемых методов и информационноизмерительных систем при производстве топливных элементов ............................ 11
1.1 Топливные элементы и их классификация ...................................................................11
1.2 Твердооксидные топливные элементы..........................................................................13
1.2.1 Материалы, применяемые в элементах ТОТЭ и требования к ним.......... 15
1.3 Катализаторы, используемые при производстве ТОТЭ.............................................17
1.3.1 Катализаторы, используемые в топливных элементах............................... 17
1.3.2 Уникальные свойства тонких пленок, используемых в качестве слоев
катализатора ............................................................................................................. 19
1.4 Методы и системы контроля и управления процессом напыления пленок в
вакууме........................................................................................................................................25
1.5 Выводы..............................................................................................................................32
2 Разработка метода активного контроля и управления процессом синтеза
островковых катализаторов в ТОТЭ........................................................................... 33
2.1 Определение условий и границ изменения технологических параметров
напыления для формирования островковых катализаторов............................................33
2.2 Метод активного контроля и управления процессом синтеза островковых
высокоактивных катализаторов для ТОТЭ.........................................................................38
2.3 Выводы..............................................................................................................................50
3 Информационно-измерительная и управляющая система, реализующая метод
активного контроля и управления процессом синтеза островкового
катализатора в ТОТЭ .................................................................................................... 53
3.1 Информационно-измерительная и управляющая система синтеза островкового
катализатора с высокой активной площадью.....................................................................53
3.2 Экспериментальная проверка метода активного технологического контроля
синтеза высокоэффективного островкового катализатора на поверхности
твердооксидного электрода ТОТЭ........................................................................................62
3
3.2.1 Расчет расстояния расположения в вакуумной камере второго
контрольного образца относительно испарителя вещества напыляемого
катализатора ............................................................................................................. 62
3.2.2 Экспериментальная проверка метода и реализующей его ИИУС
активного контроля параметров островкового катализатора в процессе его
синтеза ...................................................................................................................... 68
3.3 Выводы.................................................................................................................................83
4 Расчет геометрических параметров и метрологический анализ разработанных
первичных измерительных преобразователей ........................................................... 85
4.1 Конструкция первичных измерительных преобразователей....................................85
4.2 Методика расчета электроемкостного первичного измерительного
преобразователя для разработанной ИИУС........................................................................91
4.3 Метрологическая оценка разработанных первичных измерительных
преобразователей встречно-штыревой конструкции........................................................96
4.4 Выводы...............................................................................................................................101
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ.............................. 102
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ........................................................................................................... 103
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ....................................................... 105
Приложения ................................................................................................................. 116
