[发明专利]不纯惰性气体在混合导电金属氧化物材料的受控加热和冷却中的用途

权利要求书

1.一种加工包含混合导电金属氧化物材料的制品的方法，该方法包括：

(a)将制品与含氧气体接触，和在冷却期降低含氧气体的温度或在加热期升高含氧气体的温度；

(b)在冷却期中，在冷却期的至少一部分时间降低含氧气体的氧活性和在冷却期的至少一部分时间增加含氧气体温度降低的速率；和

(c)在加热期中，在加热期的至少一部分时间提高含氧气体的氧活性和在加热期的至少一部分时间降低含氧气体温度升高的速率。

2.根据权利要求1的方法，其中，所述制品具有化学计量的组成，制品被冷却，且冷却含氧气体的同时含氧气体中的氧活性降低，使得在冷却期的至少一部分时间氧活性基本上与混合导电金属氧化物材料的化学计量组成处于化学平衡，和在冷却期的至少一部分时间含氧气体温度降低的速率增加。

3.根据权利要求1的方法，其中，所述制品具有化学计量组成，制品被加热，且在加热过程中含氧气体中的氧活性提高，使得在加热期的至少一部分时间氧活性基本上与混合导电金属氧化物材料的氧化学计量组成处于化学平衡，和在加热期的至少一部分时间含氧气体温度升高的速率降低。

4.根据权利要求1的方法，其中，所述含氧气体包含稀释剂，和其中，含氧气体中的氧活性通过改变其中的稀释剂的浓度加以改变。

5.根据权利要求1的方法，其中，含氧气体中的氧活性通过改变含氧气体的总压力加以改变。

6.根据权利要求1的方法，其中，所述含氧气体包含一种或多种选自氧、氮、一氧化一氮、氧化亚氮、一氧化碳、二氧化碳和水的成分。

7.根据权利要求4的方法，其中，所述稀释剂包含一种或多种选自氮、氩、氦、水、二氧化碳及其混合物的成分，和其中所述稀释剂包含0.1ppmv至5000ppmv的氧。

8.根据权利要求4的方法，其中，所述含氧气体包含分子氧(O₂)和氮。

9.一种操作离子转运膜系统的方法，包括：

(a)提供至少一个包含由混合导电金属氧化物材料制成的膜的膜组件；

(b)使膜与包含分子氧(O₂)的加热的含氧气体接触，同时膜的温度在冷却期降低或在加热期升高；

(c)当膜的温度降低时，在冷却期的至少一部分时间降低含氧气体的氧分压和增加含氧气体温度降低的速率；和

(d)当膜的温度升高时，在加热期的至少一部分时间增加含氧气体的氧分压和降低含氧气体温度升高的速率。

10.根据权利要求9的方法，其中，所述膜具有化学计量组成，且膜被冷却，在冷却膜的同时降低含氧气体的氧分压，使得在冷却期的至少一部分时间氧分压基本上与膜的化学计量组成处于化学平衡，和在冷却期的至少一部分时间增加含氧气体温度降低的速率。

11.根据权利要求9的方法，其中，所述膜具有化学计量组成，且膜被加热，在加热膜的同时提高含氧气体的氧分压，使得在加热期的至少一部分时间氧分压基本上与膜的化学计量组成处于化学平衡，和在加热期的至少一部分时间降低含氧气体温度升高的速率。

12.根据权利要求9的方法，其中，与膜接触的含氧气体的氧分压通过混合稀释气体和含氧气体加以改变。

13.根据权利要求9的方法，其中，与膜接触的含氧气体的氧分压通过改变含氧气体的总压力加以改变。

14.根据权利要求9的方法，其中，通过包含分子氧(O₂)的氧化剂气体与燃料的直接燃烧来提供加热的含氧气体。

15.一种离子转运膜系统，包括：

(a)至少一个具有包含混合导电金属氧化物材料的膜的膜组件；

(b)用于使膜与加热的含氧气体接触的气流控制系统，和用于在冷却期以任何温度降低速率降低含氧气体的温度或在加热期以任何温度升高速率升高含氧气体的温度的温度控制系统，其中，气流控制系统和温度控制系统适于结合运行以使得

(b1)在冷却期中，在冷却期的至少一部分时间降低含氧气体的氧分压和在冷却期的至少一部分时间增加含氧气体温度降低的速率；和

(b2)在加热期中，在加热期的至少一部分时间增加含氧气体的氧分压和在加热期的至少一部分时间降低含氧气体温度升高的速率。