BR102013022970A2 - Composição de liga de brasagem, célula eletroquímica, dispositivo de armazenamento de energia e método para unir componentes. - Google Patents

Composição de liga de brasagem, célula eletroquímica, dispositivo de armazenamento de energia e método para unir componentes. Download PDF

Info

Publication number
BR102013022970A2
BR102013022970A2 BR102013022970-9A BR102013022970A BR102013022970A2 BR 102013022970 A2 BR102013022970 A2 BR 102013022970A2 BR 102013022970 A BR102013022970 A BR 102013022970A BR 102013022970 A2 BR102013022970 A2 BR 102013022970A2
Authority
BR
Brazil
Prior art keywords
composition
brazing
component
fact
alloy
Prior art date
Application number
BR102013022970-9A
Other languages
English (en)
Inventor
Kumar Sundeep
Rahmane Mohamed
Rao Adharapurapu Raghavendra
Original Assignee
General Electric Company
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=49621719&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=BR102013022970(A2) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by General Electric Company filed Critical General Electric Company
Publication of BR102013022970A2 publication Critical patent/BR102013022970A2/pt

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
    • B23K35/30—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 1550 degrees C
    • B23K35/3033—Ni as the principal constituent
    • B23K35/304—Ni as the principal constituent with Cr as the next major constituent
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
    • B23K35/30—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 1550 degrees C
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/001—Interlayers, transition pieces for metallurgical bonding of workpieces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/001—Interlayers, transition pieces for metallurgical bonding of workpieces
    • B23K35/004—Interlayers, transition pieces for metallurgical bonding of workpieces at least one of the workpieces being of a metal of the iron group
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/02—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape
    • B23K35/0222—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape for use in soldering, brazing
    • B23K35/0233—Sheets, foils
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/02—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape
    • B23K35/0222—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape for use in soldering, brazing
    • B23K35/0233—Sheets, foils
    • B23K35/0238—Sheets, foils layered
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
    • B23K35/30—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 1550 degrees C
    • B23K35/3033—Ni as the principal constituent
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
    • B23K35/32—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at more than 1550 degrees C
    • B23K35/327—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at more than 1550 degrees C comprising refractory compounds, e.g. carbides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B37/00—Joining burned ceramic articles with other burned ceramic articles or other articles by heating
    • C04B37/003—Joining burned ceramic articles with other burned ceramic articles or other articles by heating by means of an interlayer consisting of a combination of materials selected from glass, or ceramic material with metals, metal oxides or metal salts
    • C04B37/006—Joining burned ceramic articles with other burned ceramic articles or other articles by heating by means of an interlayer consisting of a combination of materials selected from glass, or ceramic material with metals, metal oxides or metal salts consisting of metals or metal salts
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B37/00—Joining burned ceramic articles with other burned ceramic articles or other articles by heating
    • C04B37/02—Joining burned ceramic articles with other burned ceramic articles or other articles by heating with metallic articles
    • C04B37/023—Joining burned ceramic articles with other burned ceramic articles or other articles by heating with metallic articles characterised by the interlayer used
    • C04B37/026—Joining burned ceramic articles with other burned ceramic articles or other articles by heating with metallic articles characterised by the interlayer used consisting of metals or metal salts
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C19/00—Alloys based on nickel or cobalt
    • C22C19/03—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel
    • C22C19/05—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C9/00—Alloys based on copper
    • C22C9/06—Alloys based on copper with nickel or cobalt as the next major constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/02—Details
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/36—Accumulators not provided for in groups H01M10/05-H01M10/34
    • H01M10/39—Accumulators not provided for in groups H01M10/05-H01M10/34 working at high temperature
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/36—Accumulators not provided for in groups H01M10/05-H01M10/34
    • H01M10/39—Accumulators not provided for in groups H01M10/05-H01M10/34 working at high temperature
    • H01M10/3909—Sodium-sulfur cells
    • H01M10/3963—Sealing means between the solid electrolyte and holders
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/183—Sealing members
    • H01M50/186—Sealing members characterised by the disposition of the sealing members
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/183—Sealing members
    • H01M50/19—Sealing members characterised by the material
    • H01M50/191—Inorganic material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M6/00—Primary cells; Manufacture thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/18—Sheet panels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/36—Electric or electronic devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/36—Electric or electronic devices
    • B23K2101/38—Conductors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/16—Composite materials, e.g. fibre reinforced
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/18—Dissimilar materials
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/18—Dissimilar materials
    • B23K2103/26—Alloys of Nickel and Cobalt and Chromium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/50—Inorganic material, e.g. metals, not provided for in B23K2103/02 – B23K2103/26
    • B23K2103/52—Ceramics
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/02—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape
    • B23K35/0222—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape for use in soldering, brazing
    • B23K35/0244—Powders, particles or spheres; Preforms made therefrom
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/02—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape
    • B23K35/0222—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape for use in soldering, brazing
    • B23K35/0244—Powders, particles or spheres; Preforms made therefrom
    • B23K35/025—Pastes, creams, slurries
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/02—Aspects relating to interlayers, e.g. used to join ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/12—Metallic interlayers
    • C04B2237/123—Metallic interlayers based on iron group metals, e.g. steel
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/02—Aspects relating to interlayers, e.g. used to join ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/12—Metallic interlayers
    • C04B2237/124—Metallic interlayers based on copper
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/02—Aspects relating to interlayers, e.g. used to join ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/12—Metallic interlayers
    • C04B2237/126—Metallic interlayers wherein the active component for bonding is not the largest fraction of the interlayer
    • C04B2237/127—The active component for bonding being a refractory metal
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/30—Composition of layers of ceramic laminates or of ceramic or metallic articles to be joined by heating, e.g. Si substrates
    • C04B2237/32—Ceramic
    • C04B2237/34—Oxidic
    • C04B2237/343—Alumina or aluminates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/30—Composition of layers of ceramic laminates or of ceramic or metallic articles to be joined by heating, e.g. Si substrates
    • C04B2237/40—Metallic
    • C04B2237/405—Iron metal group, e.g. Co or Ni
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/50—Processing aspects relating to ceramic laminates or to the joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/70—Forming laminates or joined articles comprising layers of a specific, unusual thickness
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/36—Accumulators not provided for in groups H01M10/05-H01M10/34
    • H01M10/38—Construction or manufacture
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/138—Primary casings; Jackets or wrappings adapted for specific cells, e.g. electrochemical cells operating at high temperature
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Ceramic Products (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)

Abstract

trata-se uma composição de liga de brasagem que contém níquel, cerca de 5% a cerca de 40% de pelo menos um metal refratário selecionado a partir de nióbio, tãntalo ou molibdênio; cerca de 2% a cerca de 32% de cromo; e cerca de 0,5% a cerca de 10% de pelo menos um elemento metálico ativo. uma célula eletroquimica que inclui dois componentes unidos um ao outro por tal composição de brasagem também é descrita. um método para unir componentes, tais como aqueles dentro de uma célula eletroquimica, também é descrito. o método inclui a etapa de introdução de uma composição de liga de brasagem entre um primeiro componente e um segundo componente a serem unidos para formar uma estrutura de brasagem. em muitas instâncias, um componente é formado de uma cerâmica, enquanto o outro é formado de um metal ou uma liga metálica.

Description

(54) Título: COMPOSIÇÃO DE LIGA DE BRASAGEM, CÉLULA ELETROQUÍMICA, DISPOSITIVO DE ARMAZENAMENTO DE ENERGIA E MÉTODO PARA UNIR COMPONENTES.
(51) Int. Cl.: C22C 19/05; B23K 35/00; H01M 4/139; H01M 8/02 (30) Prioridade Unionista: 27/09/2012 US 13/628,548 (73) Titular(es): GENERAL ELECTRIC COMPANY (72) Inventor(es): MOHAMED RAHMANE; SUNDEEP KUMAR; RAGHAVENDRA RAO ADHARAPURAPU (74) Procurador(es): GUSTAVO SARTORI GUIMARÃES (57) Resumo: Trata-se uma composição de liga de brasagem que contém níquel, cerca de 5% a cerca de 40% de pelo menos um metal refratário selecionado a partir de nióbio, tãntalo ou molibdênio; cerca de 2% a cerca de 32% de cromo; e cerca de 0,5% a cerca de 10% de pelo menos um elemento metálico ativo. Uma célula eletroquimica que inclui dois componentes unidos um ao outro por tal composição de brasagem também é descrita. Um método para unir componentes, tais como aqueles dentro de uma célula eletroquimica, também é descrito. O método inclui a etapa de introdução de uma composição de liga de brasagem entre um primeiro componente e um segundo componente a serem unidos para formar uma estrutura de brasagem. Em muitas instâncias, um componente é formado de uma cerâmica, enquanto o outro é formado de um metal ou uma liga metálica.
Figure BR102013022970A2_D0001
1/22 “COMPOSIÇÃO DE LIGA DE BRASAGEM, CÉLULA ELETROQUÍMICA, DISPOSITIVO DE ARMAZENAMENTO DE ENERGIA E MÉTODO PARA UNIR COMPONENTES”
Campo da Invenção [001] Esta invenção refere-se geralmente a uma composição de brasagem. Em algumas realizações específicas, a invenção se refere a uma composição de brasagem que fornece vedação resistente à corrosão e outros benefícios para componentes utilizados em temperaturas altas, por exemplo, baterias recarregáveis térmicas.
Antecedentes da Invenção [002] Uma variedade de dispositivos eletroquímicos exigem processos e composições para fornecer vedações no ou dentro dos dispositivos. As vedações podem ser utilizadas para encapsular o dispositivo inteiro ou as mesmas podem separar várias câmaras dentro do dispositivo. Como um exemplo, muitos tipos de materiais de vedação foram considerados para uso em células/baterias recarregáveis de temperatura alta para unir componentes diferentes.
[003] Haleto de sódio/enxofre ou sódio/metal são bons exemplos de baterias de temperatura alta que podem incluir uma variedade de componentes de cerâmica e de metal. Os componentes de cerâmica geralmente incluem um colar de alfa-alumina eletricamente isolante e um tubo de beta-alumina de eletrólito condutor de íons e são geralmente unidos ou ligados por meio de um vidro vedante. Os componentes de metal geralmente incluem um revestimento metálico, componentes coletores de corrente e outros componentes metálicos que são geralmente unidos por soldagem ou soldagem sob termocompressão (TCB). Embora mecanismos para vedação desses componentes estejam atualmente disponíveis, o seu uso pode, às vezes, apresentar alguma dificuldade. Por exemplo, ligação de metal com cerâmica
Petição 870160050284, de 09/09/2016, pág. 14/36
2/22 pode ser desafiador devido à tensão térmica causada por uma desigualdade no coeficiente de expansão térmica para os componentes de cerâmica e metal.
[004] A ligação de metal à cerâmica é mais crítica pela confiabilidade e segurança das células de temperatura alta. Muitos tipos de materiais de vedação e processos de vedação que foram considerados para unir metal a componentes de cerâmica, incluindo adesivos cerâmicos, brasagem e sinterização. No entanto, a maior parte das vedações pode não ser capaz de suportar temperaturas altas e ambientes corrosivos.
[005] Uma tecnologia de ligação comum para unir componentes de cerâmica e de metal envolve múltiplas etapas de metalização do componente de cerâmica, seguidas pela ligação do componente de cerâmica metalizado ao componente de metal com uso de uma ligação de compressão térmica (TCB). A força de ligação de tais articulações de metal com cerâmica é controlada por uma faixa ampla de variáveis. Algumas das variáveis incluem a microestrutura do componente de cerâmica, a metalização do componente de cerâmica e vários parâmetros de processo de TCB. A fim de garantir uma força de ligação boa, o processo exige controle próximo de vários parâmetros envolvidos em várias etapas do processo. Resumidamente, o método é relativamente caro e complicado, em vista das múltiplas etapas de processamento e da dificuldade em controlar as etapas de processamento.
[006] A brasagem é outra tecnologia potencial para fazer as articulações de cerâmica com metal. Um material de brasagem é aquecido acima do seu ponto de fusão e distribuído entre duas ou mais partes por ação capilar. No entanto, a maior parte dos materiais de brasagem (ou materiais para brasagem) têm limitações que impedem os mesmos de satisfazer todas as exigências necessárias de baterias de temperatura alta. Ademais, alguns dos materiais para brasagem comerciais podem ser bem caros; e o uso eficaz dos mesmos em vários processos também pode ser caro. Todavia, tecnologias
Petição 870160050284, de 09/09/2016, pág. 15/36
3/22 de brasagem continuam a ser de interesse considerável para unir cerâmica e partes metálicas em vários dispositivos de temperatura alta.
[007] Em vista de algumas dessas preocupações de desafios, pode ser desejável desenvolver novas composições de liga de brasagem que tenham propriedades e características que satisfazem exigências de desempenho para baterias recarregáveis de temperatura alta e são menos complicadas e menos caras de processas em comparação com os métodos de vedação existentes.
Descrição da Invenção [008] Uma realização desta invenção é direcionada a uma composição de liga de brasagem que compreende:
a) níquel;
b) cerca de 5% a cerca de 40% de um metal refratário selecionado a partir de nióbio, tântalo, molibdênio ou combinações dos mesmos;
c) cerca de 2% a cerca de 32% de cromo; e
d) cerca de 0,5% a cerca de 10% (total) de pelo menos um elemento metálico ativo, com base no peso total da composição.
[009] Outra realização da invenção é direcionada a uma célula eletroquímica que compreende um primeiro componente e um segundo componente unidos um ao outro por uma composição de liga de brasagem conforme descrito acima.
[010] Um método para unir componentes forma a base para outra realização desta invenção. O método compreende a etapa de introdução de uma composição de liga de brasagem entre um primeiro componente e um segundo componente a serem unidos, para formar uma estrutura de brasagem. A composição de liga de brasagem é conforme descrito acima e descrito adicionalmente no restante desta revelação. Nesse método, a estrutura de
Petição 870160050284, de 09/09/2016, pág. 16/36
4/22 brasagem que é colocada no lugar é aquecida para formar uma vedação por brasagem ativa (articulação) entre o primeiro componente e o segundo componente.
Breve Descrição dos Desenhos [011] A Figura 1 é uma vista esquemática que mostra um corte em transversal de uma célula eletroquímica de acordo com algumas realizações desta invenção.
[012] A Figura 2 é uma representação de uma micrografia eletrônica de varredura de um corte em transversal de uma articulação de brasagem entre um componente de cerâmica e um componente de metal.
Descrição de Realizações da Invenção [013] A invenção inclui realizações que se referem a uma composição de liga de brasagem para fornecer vários tipos de vedações. Exemplos não limitantes incluem as vedações que são exigidas em várias células eletroquímicas, por exemplo, aquelas em uma bateria de haleto de metal de sódio ou em uma de sódio/enxofre. A invenção também inclui realizações que se referem a dispositivos feitos com uso da composição de brasagem. Conforme discutido em detalhe abaixo, algumas das realizações da presente invenção fornecem uma liga de brasagem para vedar um componente de cerâmica em um componente de metal, por exemplo, em uma célula eletroquímica; junto com a bateria de haleto de metal formada da mesma. Essas realizações fornecem de modo vantajoso uma vedação e método aprimorados para vedação. Apesar de a presente discussão fornecer exemplos no contexto de uma bateria de haleto de metal, esses processos podem ser aplicados a qualquer outra aplicação, incluindo a união de cerâmica com metal ou cerâmica com cerâmica.
[014] Durante a introdução de elementos de várias realizações da presente invenção, os artigos “um”, “uma”, “o”, “a”, “dito” e “dita” são
Petição 870160050284, de 09/09/2016, pág. 17/36
5/22 destinados a significar que há um ou mais dos elementos, a não ser que seja indicado o contrário. Os termos “compreende”, “inclui” e “tem” são destinados a serem inclusivos e significar que pode haver elementos adicionais que não aqueles elementos listados. Conforme utilizado no presente documento, o termo “e/ou” inclui qualquer e todas as combinações de um ou mais dos itens listados associados. A não ser que seja indicado o contrário no presente documento, os termos “colocado em”, “depositado em” ou “colocado entre” se referem tanto ao contato direto entre camadas, objetos e similares ou contato indireto, por exemplo, que têm camadas de intervenção entre os mesmos.
[015] A linguagem aproximativa, conforme utilizada no presente documento por todo relatório descritivo e reivindicações, pode ser aplicada para modificar qualquer representação quantitativa que possa variar de modo permissível sem resultar em uma mudança na função básica à qual possa estar relacionada. Consequentemente, um valor modificado por um termo tal como “cerca de” não é limitado ao valor preciso especificado. Em algumas instâncias, a linguagem aproximativa pode corresponder à precisão de um instrumento para medir o valor.
[016] Conforme utilizado no presente documento, o termo “temperatura líquida” se refere geralmente a uma temperatura em que uma liga é transformada de um sólido para um estado viscoso ou fundido. A temperatura líquida especifica a temperatura máxima em que cristais podem coexistir com a fusão no equilíbrio termodinâmico. Acima da temperatura líquida, a liga é homogênea e abaixo da temperatura líquida, um número crescente de cristais começa a se formar na fusão com o tempo, dependendo da liga particular. Geralmente, uma liga, em sua temperatura líquida, funde e forma uma vedação entre dois componentes a serem unidos.
[017] A temperatura líquida pode ser contrastada com uma “temperatura sólida”. A temperatura sólida quantifica o ponto em que um
Petição 870160050284, de 09/09/2016, pág. 18/36
6/22 material solidifica completamente (cristaliza). As temperaturas líquida e sólida não se alinham ou sobrepõe necessariamente. Se existe um intervalo entre as temperaturas líquida e sólida, então dentro desse intervalo, o material consiste em fases sólida e líquida simultaneamente (como uma pasta semifluida).
[018] “Vedação” é uma função realizada por uma estrutura que une outras estruturas para reduzir ou evitar vazamento através da articulação entre as outras estruturas. A estrutura vedante também pode ser referida como uma “vedação” ou “articulação” no presente documento, por uma questão de simplicidade.
[019] Tipicamente, “brasagem” utiliza um material de brasagem (geralmente uma liga) que tem uma temperatura líquida mais baixa que os pontos de fusão dos componentes (isto é, seus materiais) a serem unidos. O material de brasagem é levado levemente à sua temperatura de fusão (ou líquida) enquanto é protegida por uma atmosfera adequada. O material de brasagem flui então pelos componentes (conhecido como molhamento) e é, então, resfriado para unir os componentes. Conforme utilizado no presente documento, “composição de liga de brasagem” ou “liga de brasagem”, “material de brasagem” ou “liga para brasagem” se referem a uma composição que tem a habilidade de molhar os componentes a serem unidos e vedar os mesmos. Uma liga de brasagem, para uma aplicação particular, deve suportar as condições de serviço exigidas e devem fundir em uma temperatura mais baixa que esses materiais de base; ou deve fundir em uma temperatura muito específica. As ligas de brasagem convencionais geralmente não molham superfícies de cerâmica suficientemente para formar uma ligação forte na interface de uma articulação. Além disso, as ligas podem correr risco de corrosão de sódio e haleto.
[020] Conforme utilizado no presente documento, o termo “temperatura de brasagem” se refere a uma temperatura a qual uma estrutura
Petição 870160050284, de 09/09/2016, pág. 19/36
7/22 de brasagem é aquecida para permitir que uma liga de brasagem molhe os componentes a serem unidos e para formar uma articulação ou vedação por brasagem. A temperatura de brasagem é geralmente mais alta ou igual à temperatura líquida da liga de brasagem. Além disso, a temperatura de brasagem deve ser menor que a temperatura em que os componentes a serem unidos podem se tornar química, composicional e mecanicamente instáveis. Pode haver vários outros fatores que influenciam a seleção da temperatura de brasagem, conforme aqueles versados na técnica compreendem.
[021] As realizações da presente invenção fornecem uma composição de liga de brasagem com a capacidade de formar uma articulação por “brasagem ativa” (descrita abaixo). Em algumas realizações específicas, a composição também tem uma resistência alta à corrosão de sódio e haleto. A composição de liga de brasagem inclui níquel, pelo menos um metal refratário selecionado, cromo e pelo menos um elemento metálico ativo, conforme descrito no presente documento. Cada um dos elementos da liga geralmente contribui e otimiza pelo menos uma propriedade da composição de brasagem geral. Essas propriedades podem incluir temperatura líquida, coeficiente de expansão térmica, fluidez ou molhabilidade da liga de brasagem com uma cerâmica; resistência à corrosão e facilidade de processamento. Algumas das propriedades são descritas abaixo.
[022] De acordo com a maior parte das realizações da invenção, a composição de liga de brasagem é uma liga com base em níquel. Em outras palavras, a liga geralmente contém uma quantidade relativamente alta de níquel em comparação com a quantidade de outros elementos na liga. O níquel é relativamente inerte em um ambiente corrosivo em comparação com outros metais de base conhecidos, por exemplo, cobre, ferro, cromo, cobalto, etc. Adicionalmente, observa-se que o níquel pode melhorar outras propriedades da
Petição 870160050284, de 09/09/2016, pág. 20/36
8/22 liga de brasagem, tal como o coeficiente de expansão térmica e a estabilidade de fase.
[023] Em algumas realizações desta invenção, um nível adequado para a quantidade de níquel pode ser pelo menos cerca de 30%, com base no peso total da liga de brasagem. Muito frequentemente, o níquel está presente em uma quantidade de pelo menos cerca de 45%. Em algumas realizações que são preferenciais para aplicações de uso final seletivo, o níquel está presente de cerca de 50% a cerca de 70%, com base no peso total da liga de brasagem e, mais frequentemente, de cerca de 50% a cerca de 65%.
[024] Conforme descrito acima, o conceito de “brasagem ativa” é importante para as realizações desta invenção. A brasagem ativa é uma tecnologia frequentemente utilizada para unir uma cerâmica a um metal ou uma cerâmica a uma cerâmica. A brasagem ativa utiliza um elemento metálico ativo que promove o molhamento de uma superfície cerâmica, melhorando a capacidade de fornecer uma vedação hermética. Um “elemento metálico ativo”, conforme utilizado no presente documento, se refere a um metal reativo que tem afinidade alta com o oxigênio dentro da cerâmica e reage, por meio disso, com a cerâmica. Uma liga de brasagem que contém um elemento metálico ativo também pode ser referido como uma “liga de brasagem ativa.” O elemento metálico ativo passa por uma reação com a cerâmica, quando a liga de brasagem está em um estado fundido e leva à formação de uma camada de reação fina na interface da cerâmica e da liga de brasagem. A camada de reação fina permite que a liga de brasagem molhe a superfície cerâmica, resultando na formação de uma ligação/articulação de cerâmica-cerâmica ou uma ligação de cerâmica-metal, que pode ser referida como uma “vedação por brasagem ativa”.
[025] Assim, um elemento metálico ativo é um constituinte essencial de uma liga de brasagem para empregar brasagem ativa. Uma variedade de elementos metálicos ativos adequados pode ser utilizada para
Petição 870160050284, de 09/09/2016, pág. 21/36
9/22 formar a liga de brasagem ativa. A seleção de um elemento metálico ativo adequado depende principalmente da reação química com a cerâmica (por exemplo, alumina) para formar Uma camada de reação uniforme e contínua e da capacidade de o elemento metálico ativo (por exemplo, conforme medido pela energia de formação livre de Gibbs) formar uma liga com um liga de base. (Nessa instância, a liga de base é níquel com cromo e elementos refratários selecionados, conforme discutido acima).
[026] Em termos de custo, disponibilidade e desempenho, o elemento metálico ativo para as realizações no presente documento é frequentemente titânio. No entanto, para outras realizações, zircônio é preferencial; e, em alguns casos, háfnio é preferencial. Em certas condições e para diferentes tipos de superfícies “que se casam”, cada um desses elementos pode ser especialmente adequado para difundir e reagir com uma superfície cerâmica durante a brasagem. Uma camada transicional contínua (isto é, a “camada de reação”) fornece uma superfície molhável que tem um caráter semimetálico. Dessa maneira, uma articulação de brasagem coerente é formada entre os componentes. Em outras realizações, pode ser vantajoso, às vezes, incluir vanádio como o metal ativo.
[027] A presença e a quantidade do metal ativo podem influenciar a espessura e a qualidade da camada de reação fina, que contribui para a molhabilidade ou a fluidez da liga de brasagem e, portanto, para a força de ligação da articulação resultante. Em algumas realizações, o metal ativo está presente em uma quantidade que não é maior que cerca de 10% em peso, com base no peso total da liga de brasagem. Uma faixa adequada é frequentemente de cerca de 0,5% em peso a cerca de 5% em peso. Em algumas realizações específicas (apesar de não em todas), o metal ativo está presente em uma quantidade que se encontra na faixa de cerca de 1% em peso a cerca de 3% em peso, com base no peso total da liga de brasagem. O
Petição 870160050284, de 09/09/2016, pág. 22/36
10/22 elemento metálico ativo está geralmente presente em quantidades menores adequadas para aprimorar o molhamento da superfície cerâmica e formar a camada de reação fina, por exemplo, menos de 10 mícrons. Uma quantidade alta da camada de metal ativo pode causar ou acelerar a corrosão de haleto.
[028] A composição de liga de brasagem desta invenção compreende adicionalmente um elemento refratário selecionado a partir de nióbio, tântalo e combinações dos mesmos. O elemento refratário é especialmente útil para fornecer força e resistência à temperatura alta na brasagem. Um elemento refratário como o nióbio pode fornecer também boa resistência à corrosão em um ambiente que contém sódio. Ademais, o elemento refratário, junto com qualidades selecionadas de níquel e cromo (discutido abaixo), forma de modo eficaz uma liga ternária que fornece a composição de brasagem geral com uma temperatura líquida abaixo de cerca de 1.350 °C. (Na maior parte das realizações, a liga de brasagem tem uma temperatura líquida mais baixa que as temperaturas de fusão dos componentes que serão unidos pela brasagem.) [029] A temperatura líquida é um recurso importante para a liga de brasagem, em termos de suas propriedades de fluxo e capacidades de molhamento. Conforme descrito abaixo, essas propriedades são especialmente críticas na vedação de componentes de cerâmica-metal (por exemplo, vedação de anel-colar) em uma bateria de temperatura alta. Em algumas realizações preferenciais, o(s) elemento(s) refratário(s), o níquel e o cromo estão presentes em razões que fornecem a composição de brasagem geral com uma temperatura líquida menor que de cerca de 1.250 °C.
[030] Em muitas realizações específicas, o elemento refratário é nióbio (sozinho) ou uma composição refratária que contenha pelo menos cerca de 50% nióbio, em peso, por exemplo, em que o equilibro compreende tântalo. Quando o nióbio é o elemento refratário, o mesmo está geralmente presente
Petição 870160050284, de 09/09/2016, pág. 23/36
11/22 em um nível na faixa de cerca de 5% a cerca de 20%, com base no peso total da composição de brasagem. Em algumas realizações preferenciais, o nível está na faixa de cerca de 10% a cerca de 15%. (Níveis específicos também dependem nos níveis relativos do metal ativo e cromo também). No entanto, em outras instâncias, o nível de nióbio pode se estender até cerca de 30% em peso e em algumas instâncias, até cerca de 40% em peso. Deve-se observar, no entanto, que a presença de níveis relativamente altos de nióbio pode, em alguns casos, resultar na formação de fases intermetálica quebradiça, então muito frequentemente os níveis mais baixos de nióbio são preferenciais, dentro das faixas apresentadas acima.
[031] Em outras realizações, o elemento refratário é tântalo. Em composições de brasagem para várias realizações, o tântalo está geralmente presente em um nível na faixa de cerca de 5% a cerca de 25%, com base no peso total da composição de brasagem. Como no caso do nióbio, pode haver aplicações em que o nível de tântalo pode se estender até cerca de 30% em peso e, em algumas instâncias, até cerca de 40% em peso. No entanto, os níveis relativamente altos de tântalo podem resultar em uma liga com uma temperatura líquida além de cerca de 1.350 °C a 1.400 °C, tornando, dessa forma, muitas aplicações de brasagem (apesar de não todas as aplicações) não práticas. Em algumas realizações específicas, o nível de tântalo está na faixa de cerca de 5% a cerca de 20% e, preferencialmente, na faixa de cerca de 10% a cerca de 20%.
[032] Conforme mencionado previamente, uma combinação de nióbio-tântalo também é possível. A razão (Nb para Ta) dos dois elementos pode estar na faixa de cerca de 3:1 a cerca de 1:3. (As proporções específicas de cada elemento irão depender também na temperatura líquida desejada, conforme descrito acima).
Petição 870160050284, de 09/09/2016, pág. 24/36
12/22 [033] Em algumas aplicações de uso final, o elemento refratário pode ser molibdênio, sozinho ou em combinação com outros elementos refratários. O uso de molibdênio pode resultar em uma temperatura líquida relativamente alta para a composição de brasagem. No entanto, se um componente que é brasado for formado a partir do molibdênio, temperaturas de brasagem mais altas podem ser necessárias em comparação com a brasagem de níquel. Por exemplo, os anéis de metal utilizados em sistemas de vedação para baterias, descritos abaixo, podem ser formados possivelmente de molibdênio ou de uma liga de molibdênio. Naquelas instâncias, uma brasagem que contém molibdênio pode ser muito apropriada. O nível de molibdênio irá variar com base nos fatores gerais discutidos no presente documento (tal como temperatura de fusão). Geralmente, as várias faixas descritas acima para o tântalo também seriam apropriadas para molibdênio.
[034] O cromo é outro constituinte importante para a composição de liga de brasagem. O cromo desempenha um papel chave na resistência ao ambiente, por exemplo, resistência à “corrosão a quente”, ataque de gás misturado e dano mecânico, como erosão. O cromo também pode ser importante para melhorar a resistência à temperatura alta da brasagem e sua resistência à oxidação inerente.
[035] O nível de cromo presente tem base em um número de fatores, incluindo o ambiente em que o material de brasagem será empregado, assim como as quantidades relativas de níquel e do(s) elemento(s) refratário(s) que estão presentes. Geralmente, o nível de cromo é cerca de 2% a cerca de 32%, com base no peso da composição de brasagem. Em algumas realizações específicas, o nível está na faixa de cerca de 10% a cerca de 30%. Em algumas realizações especialmente preferenciais - especialmente ao unir os componentes dentre de uma bateria térmica de haleto de sódio-metal, o nível de cromo está na faixa de cerca de 25% a cerca de 30%.
Petição 870160050284, de 09/09/2016, pág. 25/36
13/22 [036] Em algumas realizações (apesar de não em todas), as ligas de brasagem descritas no presente documento podem incluir também cobalto. A adição de cobalto pode melhorar adicionalmente a resistência à corrosão da composição geral. O cobalto está geralmente presente em quantidades relativamente pequenas, por exemplo. cerca de 0,5% a cerca de 20% em peso. Em algumas realizações preferenciais, o nível é cerca de 5% a cerca de 10%.
[037] Outro constituinte opcional é o paládio. No caso de células eletroquímicas de haleto de metal de sódio, a presença de paládio pode melhora adicionalmente a resistência à corrosão no ambiente que contém sódio. Em outras aplicações de uso final, o paládio pode funcionar como um depressivo de ponto de fusão. O depressivo de ponto de fusão pode diminuir a viscosidade da liga fundida e, por sua vez, aumentar sua “fluidez” ou molhabilidade. Em algumas realizações, a liga de brasagem inclui até cerca de 10% em peso de paládio (por exemplo, cerca de 0,5% em peso a cerca de 10% em peso), com base no peso total da liga.
[038] No caso de algumas das aplicações de bateria térmica, a natureza particular das composições de eletrodo e eletrólito e suas reações químicas podem influenciar a inclusão ou exclusão de elementos na composição de brasagem que pode, às vezes, interagir com a química da bateria. Um exemplo é fornecido no caso de células eletroquímicas de haleto de metal de sódio. Acredita-se que o alumínio é quimicamente estável no eletrólito secundário da célula, tipicamente NaAlCÇ e pode, às vezes, ser incluído nas composições de brasagem ativas, geralmente em um nível menor que cerca de 5% em peso (por exemplo, 0,5% em peso a cerca de 5% em peso). No entanto, em outras situações para esses tipos de células, o alumínio pode reagir adversamente com aditivos que podem ser utilizados no cátodo e deve, portanto, ser inteiramente omitido.
Petição 870160050284, de 09/09/2016, pág. 26/36
14/22 [039] Outro exemplo se refere a ferro, que também pode ser um constituinte importante na química de haleto de metal de sódio, isto é, na atividade de eletrodo da célula. Em geral, o ferro é quimicamente estável em ambos os ambientes catódicos e anódicos da célula. No entanto, o ferro pode ser tornar ativo de modo eletroquímico nas tensões de operação da célula e isso pode ser problemático, especialmente quando as células precisam ser preenchidas quase inteiramente com componentes eletroquímicos para uma densidade de energia maior. Embora mecanismos de vedação por brasagem para unir componentes de cerâmica-metal na célula não participem de modo eletroquímico, a presença de ferro na brasagem pode resultar na própria brasagem se tornando ativa de modo eletroquímico e isso pode levar a uma diminuição na integridade da brasagem. Assim, em algumas realizações preferenciais, a composição de brasagem deve ser livre de qualquer ferro.
[040] Ouro e prata são metais preciosos dúcteis que podem também reduzir a temperatura líquida e, assim, diminuir a temperatura de brasagem. No entanto, sua presença pode, às vezes, ser problemática no caso de células eletroquímicas de haleto de metal de sódio. Esses metais tendem a formar vários intermetálicos com sódio na temperatura de operação das células e isso pode promover corrosão quando a célula estiver em operação. Portanto, é frequentemente preferencial que o outro e a prata, se presentes, estejam, cada um, em um nível não maior que cerca de 10% em peso. Em algumas realizações específicas, a composição de brasagem deve ser livre de cada um desses metais.
[041] Conforme mencionado previamente, outras realizações desta invenção são direcionadas a uma célula eletroquímica que compreende um primeiro componente e um segundo componente unidos um ao outro por uma composição de liga de brasagem. A célula pode ser uma célula de sódioenxofre ou uma célula de haleto de sódio-metal, por exemplo. A composição de
Petição 870160050284, de 09/09/2016, pág. 27/36
15/22 liga de brasagem é conforme descrito acima e compreende níquel, pelo menos um elemento refratário, cromo e pelo menos um metal ativo. As quantidades respectivas dos constituintes da liga são descritas acima. Em algumas realizações, a composição de liga de brasagem consiste essencialmente em níquel, o(s) metal(s) refratário(s), cromo e pelo menos um elemento metálico ativo. Em outras realizações, a composição de liga de brasagem consiste adicional e essencialmente em pelo menos um dentre paládio ou cobalto. (Aqueles versados na técnica compreendem que quantidades de traços de vários elementos, por exemplo, em níveis de impureza, podem ser introduzidas em uma liga a partir de várias fontes, durante a preparação e o uso. Essas quantidades de traços podem, geralmente, ser consideradas como insignificantes).
[042] Conforme descrito acima também, o primeiro componente da célula eletroquímica compreende frequentemente um metal ou uma liga metálica e o segundo componente compreende frequentemente uma cerâmica. O componente de metal pode ser um anel formado de uma variedade de materiais, tal como níquel, nióbio, molibdênio, ligas ferrosas de níquel-cobalto (por exemplo, ligas KovarTM) e similares. O componente de cerâmica pode ser um colar que inclui um material eletricamente isolantes, tal como alumina. Uma ilustração específica de tal célula, que contém articulações metal com cerâmica, é fornecida na Figura 1.
[043] A Figura 1 é um diagrama esquemático que representa uma realização exemplificativa de uma célula de bateria de haleto de sódiometal 10. A célula 10 tem um tubo separador condutor de íon 20 colocado em uma caixa de célula 30. O tubo separador 20 é geralmente feito de β-alumina ou β’’-alumina. O tubo 20 define uma câmara anódica 40 entre a caixa de célula 30 e o tubo 20 e uma câmara catódica 50, dentro do tubo 30. A câmara anódica 40 é geralmente preenchida com um material anódico 45, por exemplo,
Petição 870160050284, de 09/09/2016, pág. 28/36
16/22 sódio. A câmara catódica 50 contém um material de cátodo 55 (por exemplo, cloreto de sódio e níquel) e um eletrólito fundido, geralmente cloroaluminato de sódio (NaAlCU).
[044] Um colar de cerâmica eletricamente isolante 60, que pode ser feito de alfa-alumina, se situa na extremidade de topo 70 do tubo 20. Um conjunto de coletor de corrente cátodo 80 é colocado na câmara de cátodo 50, com uma estrutura de tampa 90 na região de topo da célula. O colar de cerâmica 60 é encaixado na extremidade de topo 70 do tubo separador 20 e é vedado por uma vedação vítrea 100. Em uma realização, o colar 60 inclui uma porção superior 62 e uma porção interna inferior 64 que é confinada em uma parede interna do tubo 20, conforme ilustrado na Figura 1.
[045] A fim de vedar a célula 10 na extremidade de topo (isto é, sua região superior), um anel de metal 110 é colocado às vezes. O anel de metal 110 tem duas porções; um anel de metal externo 120 e um anel de metal interno 130, que são unidos, respectivamente, com a porção superior 62 e a porção inferior 64 do colar de cerâmica 60, por meio das vedações por brasagem ativas 140 e 150. A vedação por brasagem ativa 140, a vedação 150 ou ambas podem ser formadas com uso de uma composição de liga de brasagem adequada descrita acima. O colar 60 e o anel de metal 110 podem ser temporariamente mantidos unidos com um conjunto (por exemplo, um fixador) ou por outras tecnologias, até que a vedação seja concluída.
[046] O anel de metal externo 120 e o anel de metal interno 130 são geralmente fechados por soldagem para vedar célula, após a união com o colar de cerâmica 60 for concluída. O anel de metal externo 120 pode ser soldado à caixa de célula 30; e o anel de metal interno 130 pode ser soldado ao conjunto de coletor de corrente 80.
[047] O formato e o tamanho dos vários componentes discutidos acima com referência à Figura 1 são somente ilustrativos para a compreensão
Petição 870160050284, de 09/09/2016, pág. 29/36
17/22 da estrutura da célula e não são destinados a limitar o escopo da invenção. A posição exata das vedações e dos componentes unidos pode variar em algum grau. Ademais, cada um dos termos “colar” e “anel” é destinado a compreender partes de metal ou cerâmica de formato circular ou poligonal e, em geral, todos os formatos que são compatíveis com um projeto de célula particular. Uma descrição adicional de células eletroquímicas desse tipo é fornecida no Pedido de Aplicação pendente 13/600.333 (R. Adharapurapu et al), depositado em 31 de agosto de 2012, sendo que todo o conteúdo é incorporado ao presente documento a titulo de referência.
[048] As ligas de brasagem e a vedação por brasagem ativa formadas a partir das mesmas geralmente têm boa estabilidade e resistência química dentro de determinados parâmetros em uma temperatura determinada. É desejável (e, em alguns casos, crítico) que a vedação de brasagem retenha sua integridade e suas propriedades durante várias etapas de processamento durante a fabricação e o uso da célula, por exemplo, durante um processo de vedação vítrea para uma articulação de cerâmica com cerâmica e durante a operação da célula. Em algumas instâncias, o desempenho ótimo da célula é geralmente obtido em uma temperatura maior que cerca de 300 °C. Em uma realização, a temperatura de operação pode estar em uma faixa de cerca de 270 °C a cerca de 450 °C. Em uma realização, o processo de vedação vítrea é executado em uma temperatura de pelo menos cerca de 1.000 °C. Em algumas outras realizações, o processo de vedação vítrea é executado em uma faixa de cerca de 1.000 °C a cerca de 1.200 °C e em algumas situações, em temperaturas ainda mais altas. Ademais, a força de ligação e a hermeticidade da vedação pode depender de vários parâmetros, tal como a composição da liga de brasagem, a espessura da camada de reação fina, a composição da cerâmica e as propriedades de superfície da cerâmica.
Petição 870160050284, de 09/09/2016, pág. 30/36
18/22 [049] Outras realizações da invenção são direcionadas a um dispositivo de armazenamento de energia que inclui uma pluralidade das células eletroquímicas conforme revelado em realizações anteriores. As células são, direta ou indiretamente, em comunicação térmica e/ou elétrica uma com a outra. Aqueles de habilidade comum na técnica são familiares com os princípios gerais de tais dispositivos. Por exemplo, a Patente U.S. 8.110.301 é ilustrativa e incorporada a título de referência ao presente documento. No entanto, há muitas outras referências que descrevem de modo geral vários tipos de dispositivos de armazenamento de energia e sua construção.
[050] Algumas realizações fornecem um método para unir um primeiro componente a um segundo componente com uso de uma composição de liga de brasagem. O método inclui as etapas de introdução da liga de brasagem entre o primeiro componente e o segundo componente para formar uma estrutura de brasagem. (A liga pode ser depositada em uma ou ambas as superfícies de encaixe, por exemplo, conforme descrito também acima). A estrutura de brasagem pode, então, ser aquecida para formar uma vedação por brasagem ativa entre o primeiro componente e o segundo componente. Em uma realização, o primeiro componente inclui uma cerâmica; e o segundo componente inclui um metal. (A composição de liga de brasagem é conforme descrito previamente).
[051] Na preparação geral da liga de brasagem, uma mistura de pó de liga desejada pode ser obtida ao combinar (por exemplo, misturar e/ou moer) pós de metal comerciais dos constituintes em suas quantidades respectivas. Em algumas realizações, a liga de brasagem pode ser empregada como uma folha, uma lâmina, uma fita, uma preconformação ou um fio ou pode ser formulada em uma pasta que contém água e/ou fluidos orgânicos. Em algumas realizações, os metais ou ligas metálicas precursores podem ser fundidos para formar fusões homogêneas antes de serem formados e
Petição 870160050284, de 09/09/2016, pág. 31/36
19/22 conformados em partículas. Em alguns casos, o material fundido pode ser diretamente conformado em folhas, preconformações ou fios. A formação dos materiais em partículas, inicialmente, pode compreender pulverizar a fusão de liga em um vácuo ou gás inerte, para obter um pó pré-liga da liga de brasagem. Em outros casos, os péletes dos materiais podem ser moídos em um formato e um tamanho de partícula desejáveis.
[052] Em uma realização, uma camada da liga de brasagem é disposta em pelo menos uma superfície do primeiro componente ou do segundo componente a serem unidos por brasagem. A camada da liga de brasagem, em uma realização específica, é colocada em uma superfície do componente de cerâmica. A espessura da camada da liga pode estar em uma faixa entre cerca de 5 mícrons e cerca de 300 mícrons. Em algumas realizações específicas, a espessura da camada está na faixa de cerca de 10 mícrons a cerca de 100 mícrons. A camada pode ser depositada ou aplicada em uma ou ambas as superfícies a serem unidas por qualquer tecnologia adequada, por exemplo, por um processo de impressão ou outro processo de dispersão. Em algumas instâncias, a folha, o fio ou a preconformação podem ser adequadamente posicionados para ligar as superfícies a serem unidas. Em algumas realizações, uma pasta ou dispersão do metal ativo pode ser aplicada inicialmente a uma superfície de um componente de cerâmica que é unido. Por exemplo, uma camada de pasta de titânio pode ser aplicada dessa maneira, funcionando como um tipo de camada principal, conforme descrito em Pedido PCT WO 99/65642, incorporado ao presente documento a título de referência.
[053] Em algumas realizações específicas, uma lâmina ou folha da liga de brasagem pode ser desejável. A espessura das lâminas ou das folhas pode variar geralmente entre cerca de 20 mícrons e cerca de 200 mícrons. As ligas podem ser laminadas em lâminas ou folhas por uma tecnologia adequada, por exemplo, fiação por fusão. Em uma realização, a liga
Petição 870160050284, de 09/09/2016, pág. 32/36
20/22 pode ser repuxada por fusão em uma lâmina ou uma folha, junto com resfriamento brusco rápido durante a fiação.
[054] Em uma realização típica, o método inclui adicionalmente a etapa de aquecer a estrutura de brasagem na temperatura de brasagem. Quando a estrutura de brasagem é aquecida na temperatura de brasagem, a liga de brasagem funde e flui sobre as superfícies. O aquecimento pode ser empreendido em uma atmosfera controlada, tal como argônio altamente ultra puro, hidrogênio e argônio, hélio altamente ultra puro; ou em um vácuo. Para alcançar bom fluxo e molhamento da liga de brasagem, a estrutura de brasagem é mantida na temperatura de brasagem por poucos minutos após a fusão da liga de brasagem e esse período pode ser referido como o “tempo de brasagem”. Durante o processo de brasagem, uma carga também pode ser aplicada nas amostras.
[055] A temperatura de brasagem e o tempo de brasagem pode influenciar a qualidade da vedação por brasagem ativa. A temperatura de brasagem é geralmente menor que as temperaturas de fusão dos componentes a serem unidos e maiores que a temperatura líquida da liga de brasagem. Em uma realização, a temperatura de brasagem está na faixa de cerca de 900 °C a cerca de 1.500 °C, por período de cerca de 1 minuto a cerca de 30 minutos. Em uma realização específica não limitante, o aquecimento é executado na temperatura de brasagem de cerca de 1.000 °C a cerca de 1.300 °C, por cerca de 5 minutos a cerca de 15 minutos.
[056] Durante a brasagem, a liga se funde e o elemento metálico ativo (ou elementos) presente na fusão reage com a cerâmica e forma uma camada de reação fina na interface da superfície cerâmica e a liga de brasagem, conforme descrito previamente. A espessura da camada de reação pode estar na faixa de cerca de 0,1 mícron a cerca de 2 mícrons, dependendo da quantidade do elemento metálico ativo disponível para reagir com a
Petição 870160050284, de 09/09/2016, pág. 33/36
21/22 cerâmica e dependendo das propriedades de superfície do componente de cerâmica. Em uma sequência típica, a estrutura de brasagem é, então, subsequentemente resfriada a temperatura ambiente; resultando na vedação por brasagem ativa entre os dois componentes. Em algumas instâncias, o resfriamento rápido da estrutura de brasagem é permitido.
[057] Em algumas realizações, uma camada adicional que contém o elemento metálico ativo pode ser primeiramente aplicada ao componente de cerâmica. A camada adicional pode ter uma quantidade alta do elemento metálico ativo, por exemplo, mais de cerca de 70% em peso. Exemplos adequados podem incluir nanopartículas do elemento metálico ativo ou um hidreto do elemento metálico ativo, por exemplo, hidreto de titânio.
[058] Algumas das realizações da presente invenção fornecem de modo vantajoso ligas de brasagem, que são estáveis de modo composicional e estáveis quimicamente no ambiente corrosivo em relação a ligas de brasagem conhecidas e têm a capacidade de formar uma vedação por brasagem ativa para uma articulação de cerâmica com metal. Essas ligas de brasagem têm alta resistência à corrosão de sódio e resistência à corrosão de haleto para muitos usos finais. A formação de vedações de cerâmica com metal para células de temperatura alta (conforme discutido acima) por brasagem ativa simplifica o processo de conjunto de célula geral e aprimora a confiabilidade e desempenho da célula. A presente invenção fornece vantagens para alavancar um processo relativamente barato, simples e rápido para vedar a célula ou bateria comparado aos métodos atualmente disponíveis.
Exemplos [059] O exemplo fornecido no presente documento é meramente ilustrativo e não deve ser interpretado como sendo qualquer tipo de limitação ao escopo da invenção reivindicada. A não ser que seja especificado o contrário, todos os ingredientes podem estar comercialmente disponíveis de
Petição 870160050284, de 09/09/2016, pág. 34/36
22/22 fornecedores de substâncias químicas comuns tal como Alfa Aesar, Inc. (Ward Hill, Massachusetts), Sigma Aldrich (St. Louis, Missouri), Spectrum Chemical Mfg. Corp. (Gardena, Califórnia) e similares.
[060] Uma composição de liga de brasagem de níquel, cromo, nióbio e titânio foi preparada, cuja composição nominal é Ni-27.2Cr-14.1Nb-4Ti (% em peso). Na preparação da liga, os elementos individuais foram pesados de acordo com as proporções desejadas e então fundidos a arco para fornecer um lingote do material. Para garantir a homogeneidade da composição, o lingote foi triplamente fundido. A temperatura líquida da amostra foi determinada ser 1.203 °C, com uso de uma Varredura Diferencial de Calorimetria (DSC).
[061] O lingote foi formado em aproximadamente uma lâmina de espessura de 75 mícrons e resfriado. A lâmina de amostra foi colocada entre as superfícies de um componente de alfa alumina e um componente de níquel a serem unidos. O conjunto foi aquecido então a cerca de 1.250 °C por cerca de 10 minutos e então resfriado a temperatura ambiente, para formar uma articulação.
[062] A Figura 2 é uma imagem SEM em corte em transversal dos componentes brasados. A imagem representa a interface entre a liga de brasagem 200 e o componente de alumina 202, na região da articulação. Uma camada de reação 204 foi observada na interface, indicando reação entre a liga de brasagem e a cerâmica e formação de uma vedação por brasagem ativa.
[063] A presente invenção foi descrita em termos de algumas realizações específicas. As mesmas são destinas para ilustração somente e não devem ser interpretadas como sendo limitante de qualquer maneira. Assim, deve-se compreender que as modificações podem ser feitas às mesmas estão dentro do escopo da invenção e das reivindicações anexadas. Além disso, todas as patentes, pedidos de patentes, artigos e textos que são mencionados acima são incorporados ao presente documento a título de referência.
Petição 870160050284, de 09/09/2016, pág. 35/36
1/3

Claims (23)

  1. Reivindicações
    1. COMPOSIÇÃO DE LIGA DE BRASAGEM, caracterizada por compreender:
    a) níquel;
    b) de 5% a 40% de pelo menos um metal refratário selecionado a partir de nióbio, tântalo ou molibdênio;
    c) de 2% a 32% de cromo; e
    d) de 0,5% a 10% (total) de pelo menos um elemento metálico ativo, com base no peso total da composição.
  2. 2. COMPOSIÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o metal refratário é nióbio.
  3. 3. COMPOSIÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o metal refratário é tântalo ou uma combinação de tântalo e nióbio.
  4. 4. COMPOSIÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o nível de cromo está na faixa de 10% a 30%.
  5. 5. COMPOSIÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o elemento metálico ativo é selecionado a partir do grupo que consiste em titânio, zircônio, háfnio e vanádio.
  6. 6. COMPOSIÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o elemento metálico ativo é titânio.
  7. 7. COMPOSIÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o elemento metálico ativo é zircônio.
  8. 8. COMPOSIÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o elemento metálico ativo é háfnio.
  9. 9. COMPOSIÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que compreende pelo menos 30% de níquel.
    Petição 870160050284, de 09/09/2016, pág. 11/36
    2/3
  10. 10. COMPOSIÇÃO, de acordo com a reivindicação 9, caracterizada pelo fato de que compreende de 45% a 70% níquel.
  11. 11. COMPOSIÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por compreender adicionalmente pelo menos um dentre cobalto e paládio.
  12. 12. COMPOSIÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que compreende de 0,5% a 20% de cobalto.
  13. 13. COMPOSIÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que compreende de 0,5% a 10% de paládio.
  14. 14. COMPOSIÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que tem uma temperatura líquida de menos de 1.250 °C.
  15. 15. COMPOSIÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de ser livre de ferro.
  16. 16. COMPOSIÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que compreende adicionalmente alumínio, em um nível menor que 5% em peso.
  17. 17. CÉLULA ELETROQUÍMICA (10), caracterizada por compreender um primeiro componente e um segundo componente unidos um ao outro por uma composição de liga de brasagem que compreende:
    a) níquel;
    b) de 5% a 40% de pelo menos um metal refratário selecionado a partir de nióbio, tântalo ou molibdênio.
    c) de 2% a 32% de cromo; e
    d) de 0,5% a 10% (total) de pelo menos um elemento metálico ativo, com base no peso total da composição.
  18. 18. CÉLULA ELETROQUÍMICA (10), de acordo com a
    Petição 870160050284, de 09/09/2016, pág. 12/36
    3/3 reivindicação 17, caracterizada pelo fato de que a composição de liga de brasagem fornece uma vedação por brasagem ativa que une o primeiro componente ao segundo componente.
  19. 19. CÉLULA (10), de acordo com a reivindicação 18, caracterizada pelo fato de que o primeiro componente compreende um metal e o segundo componente compreende uma cerâmica.
  20. 20. CÉLULA (10), de acordo com a reivindicação 19, caracterizada pelo fato de que o primeiro componente compreende níquel.
  21. 21. CÉLULA (10), de acordo com a reivindicação 19, caracterizada pelo fato de que o segundo componente compreende alumina.
  22. 22. DISPOSITIVO DE ARMAZENAMENTO DE ENERGIA, caracterizado por compreender uma pluralidade de células eletroquímicas (10), conforme definido na reivindicação 17.
  23. 23. MÉTODO PARA UNIR COMPONENTES, caracterizado por compreender a etapa de introdução de uma composição de liga de brasagem entre um primeiro componente e um segundo componente a serem unidos para formar uma estrutura de brasagem, em que a composição de liga de brasagem compreende
    a) níquel;
    b) de 5% a 40% de pelo menos um metal refratário selecionado a partir de nióbio, tântalo ou molibdênio;
    c) de 2% a 32% de cromo; e
    d) de 0,5% a 10% (total) de pelo menos um elemento metálico ativo, com base no peso total da composição; e então aquecer a estrutura de brasagem para formar uma vedação por brasagem ativa (articulação) entre o primeiro componente e o segundo componente.
    Petição 870160050284, de 09/09/2016, pág. 13/36
    1/2
BR102013022970-9A 2012-05-25 2013-09-09 Composição de liga de brasagem, célula eletroquímica, dispositivo de armazenamento de energia e método para unir componentes. BR102013022970A2 (pt)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201261651817P 2012-05-25 2012-05-25
US13/628,548 US20130315659A1 (en) 2012-05-25 2012-09-27 Metallic compositions useful for brazing, and related processes and devices
US13/628,548 2012-09-27

Publications (1)

Publication Number Publication Date
BR102013022970A2 true BR102013022970A2 (pt) 2018-03-20

Family

ID=49621719

Family Applications (3)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BR102013012938-0A BR102013012938B1 (pt) 2012-05-25 2013-05-24 Composição de liga de brasagem e célula eletroquímica
BR102013012941A BR102013012941B8 (pt) 2012-05-25 2013-05-24 composição de liga de solda forte e célula eletroquímica
BR102013022970-9A BR102013022970A2 (pt) 2012-05-25 2013-09-09 Composição de liga de brasagem, célula eletroquímica, dispositivo de armazenamento de energia e método para unir componentes.

Family Applications Before (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BR102013012938-0A BR102013012938B1 (pt) 2012-05-25 2013-05-24 Composição de liga de brasagem e célula eletroquímica
BR102013012941A BR102013012941B8 (pt) 2012-05-25 2013-05-24 composição de liga de solda forte e célula eletroquímica

Country Status (6)

Country Link
US (5) US10105795B2 (pt)
EP (2) EP2666581B1 (pt)
JP (2) JP6266232B2 (pt)
KR (2) KR102162549B1 (pt)
CN (2) CN103418932A (pt)
BR (3) BR102013012938B1 (pt)

Families Citing this family (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5310714B2 (ja) * 2010-12-28 2013-10-09 ダイキン工業株式会社 金属管の接合構造及び熱交換器
JP5997529B2 (ja) * 2012-07-24 2016-09-28 理想科学工業株式会社 給紙装置
US11721841B2 (en) 2012-10-18 2023-08-08 Ambri Inc. Electrochemical energy storage devices
US11387497B2 (en) 2012-10-18 2022-07-12 Ambri Inc. Electrochemical energy storage devices
US10541451B2 (en) 2012-10-18 2020-01-21 Ambri Inc. Electrochemical energy storage devices
US11211641B2 (en) * 2012-10-18 2021-12-28 Ambri Inc. Electrochemical energy storage devices
US20140356681A1 (en) * 2013-05-31 2014-12-04 General Electric Company Brazing structure, and related processes and devices
US9806380B2 (en) 2013-05-31 2017-10-31 General Electric Company High temperature electrochemical cell structures, and methods for making
CN109935747B (zh) * 2013-10-16 2022-06-07 安保瑞公司 用于高温反应性材料装置的密封件
JP6480806B2 (ja) * 2014-05-23 2019-03-13 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ セラミックと金属を接合するための方法およびその封止構造
US9548518B2 (en) * 2014-12-16 2017-01-17 General Electric Company Methods for joining ceramic and metallic structures
US10471531B2 (en) * 2014-12-31 2019-11-12 Component Re-Engineering Company, Inc. High temperature resistant silicon joint for the joining of ceramics
WO2016141354A2 (en) 2015-03-05 2016-09-09 Ambri Inc. Ceramic materials and seals for high temperature reactive material devices
US20170043424A1 (en) * 2015-08-10 2017-02-16 General Electric Company Process for joining metallic and ceramic structures
CN105458551B (zh) * 2015-12-28 2018-01-30 哈尔滨工业大学 一种钎焊陶瓷与金属的含钽高温钎料辅助钎焊的方法
CN105479037B (zh) * 2016-01-07 2018-04-13 厦门大学 一种镍基无硼钎料及其制备方法
EP3225351B1 (en) 2016-03-30 2020-05-06 General Electric Company Brazing compositions for ductile braze structures, and related processes and devices
EP3225352B1 (en) 2016-03-30 2020-08-19 General Electric Company Eutectic brazing compositions, and related processes and devices
CN105946481A (zh) * 2016-06-20 2016-09-21 云南航天工业有限公司 一种抽拉式快速连接通道
US11929466B2 (en) 2016-09-07 2024-03-12 Ambri Inc. Electrochemical energy storage devices
US20180076465A1 (en) * 2016-09-12 2018-03-15 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Tubular form biomedical device batteries with electroless sealing
US10734668B2 (en) 2016-09-12 2020-08-04 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Tubular form biomedical device batteries
US10583302B2 (en) 2016-09-23 2020-03-10 Greatbatch Ltd. Gold wetting on ceramic surfaces upon coating with titanium hydride
WO2018187777A1 (en) 2017-04-07 2018-10-11 Ambri Inc. Molten salt battery with solid metal cathode
JP6860410B2 (ja) * 2017-04-25 2021-04-14 山陽特殊製鋼株式会社 微量のＶを含有するＮｉ−Ｃｒ基合金ろう材
US20190039141A1 (en) * 2017-08-07 2019-02-07 General Electric Company Pre-sintered preform and process
KR102004218B1 (ko) * 2018-03-08 2019-07-26 부산대학교 산학협력단 나트륨 이차전지용 Cu계 삽입금속 조성물 및 이를 이용한 세라믹-금속 간의 접합방법
WO2020044594A1 (ja) * 2018-08-28 2020-03-05 三菱マテリアル株式会社 銅／セラミックス接合体、絶縁回路基板、及び、銅／セラミックス接合体の製造方法、及び、絶縁回路基板の製造方法
CN109053208A (zh) * 2018-09-03 2018-12-21 威海圆环先进陶瓷股份有限公司 一种活性金属化钎焊氮化硅陶瓷覆铜基板的制备工艺

Family Cites Families (73)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2240064A (en) 1940-09-06 1941-04-29 Driver Co Wilbur B Alloy for metal to glass seals
US2992918A (en) 1953-11-12 1961-07-18 Kanthal Ab Electrical resistors and materials therefor
US2856281A (en) 1954-10-05 1958-10-14 Solar Aircraft Co High temperature brazing alloys
JPS4019730Y1 (pt) 1964-03-18 1965-07-09
DE2326433C2 (de) 1973-05-24 1975-01-30 Vereinigte Deutsche Metallwerke Ag, 6000 Frankfurt Kupfer-Nickel-SchwelBzusatzwerkstoff für das Schutzgasschweißen
GB1538110A (en) * 1976-10-14 1979-01-10 Bones R Electric cells
JPS5893586A (ja) 1981-11-27 1983-06-03 Hitachi Ltd 耐熱合金の接合法
US4490437A (en) 1982-09-20 1984-12-25 Gte Products Corporation Ductile nickel based brazing alloy foil
EP0104623B1 (en) 1982-09-24 1987-12-16 GTE Products Corporation Ductile brazing alloy containing reactive metals and precious metals
US4486386A (en) 1982-09-24 1984-12-04 Gte Products Corporation Reactive metal-palladium-gold brazing alloys
US4497772A (en) 1982-09-24 1985-02-05 Gte Products Corporation Reactive metal-palladium-copper-nickel brazing alloys
US4603090A (en) 1984-04-05 1986-07-29 Gte Products Corporation Ductile titanium-indium-copper brazing alloy
US4621761A (en) 1984-12-04 1986-11-11 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Process for forming unusually strong joints between metals and ceramics by brazing at temperatures that do no exceed 750 degree C.
US4639388A (en) 1985-02-12 1987-01-27 Chromalloy American Corporation Ceramic-metal composites
JPS6216896A (ja) 1985-07-17 1987-01-26 Tanaka Kikinzoku Kogyo Kk セラミツクス用ろう材
US4740429A (en) 1985-07-22 1988-04-26 Ngk Insulators, Ltd. Metal-ceramic joined articles
JPS62212095A (ja) 1986-03-13 1987-09-18 Tanaka Kikinzoku Kogyo Kk ろう材
JPS62275596A (ja) 1986-05-21 1987-11-30 Tanaka Kikinzoku Kogyo Kk ろう材
DE3712271A1 (de) 1987-04-10 1988-10-27 Vacuumschmelze Gmbh Nickelbasis-lot fuer hochtemperatur-loetverbindungen
JPS63317284A (ja) 1987-06-18 1988-12-26 Tanaka Kikinzoku Kogyo Kk 金ろう合金
US5392982A (en) 1988-11-29 1995-02-28 Li; Chou H. Ceramic bonding method
JPH0347901A (ja) 1989-07-14 1991-02-28 Showa Denko Kk 接着用材料
US5013612A (en) 1989-11-13 1991-05-07 Ford Motor Company Braze material for joining ceramic to metal and ceramic to ceramic surfaces and joined ceramic to metal and ceramic to ceramic article
JP3004379B2 (ja) 1991-04-09 2000-01-31 三菱重工業株式会社 セラミックスと金属の接合方法
US5183636A (en) * 1991-07-01 1993-02-02 Wall Colmonoy Corporation Braze filler metal with enhanced corrosion resistance
US5186380A (en) 1991-08-15 1993-02-16 Handy & Harman Titanium hydride coated brazing product
JPH05285689A (ja) 1992-04-06 1993-11-02 Hitachi Cable Ltd クラッドろう材
US5600530A (en) 1992-08-04 1997-02-04 The Morgan Crucible Company Plc Electrostatic chuck
JPH0691389A (ja) 1992-08-05 1994-04-05 Tanaka Kikinzoku Kogyo Kk パラジウムろう合金
JP2820613B2 (ja) 1994-03-29 1998-11-05 新日本製鐵株式会社 酸化雰囲気中で接合可能な耐熱材料用液相拡散接合合金箔
JPH10502129A (ja) 1994-06-24 1998-02-24 テレダイン インダストリーズ インコーポレイテッド ニッケルベース合金及び方法
JP3336485B2 (ja) * 1994-10-26 2002-10-21 日本特殊陶業株式会社 タペット
JP3866320B2 (ja) 1995-02-09 2007-01-10 日本碍子株式会社 接合体、および接合体の製造方法
US6523605B2 (en) 1996-05-02 2003-02-25 The Furukawa Electric Co., Ltd. Heat exchanger made of an aluminum alloy
JP3243184B2 (ja) 1996-07-12 2002-01-07 新日本製鐵株式会社 酸化雰囲気中で接合可能な液相拡散接合用合金箔
JPH10193210A (ja) 1997-01-09 1998-07-28 Mitsubishi Materials Corp 切刃片がすぐれたろう付け接合強度を有する超硬合金製切削工具
US6149051A (en) 1997-08-07 2000-11-21 Alliedsignal Inc. Braze titanium
WO1999065642A1 (en) * 1998-06-15 1999-12-23 Bi-Patent Holding S.A. Brazing composition and seal for electrochemical cell
JP2000018537A (ja) * 1998-07-01 2000-01-18 Kubota Corp 竪型溶融炉
JP3383288B2 (ja) 1998-09-28 2003-03-04 住友特殊金属株式会社 ステンレス鋼用ろう合金、そのろう合金によってろう接されたろう接構造物およびステンレス鋼用ろう材
US6131797A (en) 1998-11-16 2000-10-17 Alliedsignal Inc. Method for joining ceramic to metal
JP2001321961A (ja) 2000-05-10 2001-11-20 Nippon Steel Corp 引張強度特性に優れた液相拡散接合継手とその接合方法
US6528123B1 (en) 2000-06-28 2003-03-04 Sandia Corporation Coating system to permit direct brazing of ceramics
US6719892B2 (en) 2001-05-04 2004-04-13 United Technologies Corporation Selective removal of brazing compound from joined assemblies
EP1504477A1 (en) * 2002-05-07 2005-02-09 The Regents Of The University Of California Electrochemical cell stack assembly
US7436058B2 (en) 2002-05-09 2008-10-14 Intel Corporation Reactive solder material
JP4394477B2 (ja) * 2003-03-27 2010-01-06 Ｄｏｗａホールディングス株式会社 金属−セラミックス接合基板の製造方法
DE10335947A1 (de) * 2003-08-04 2005-03-17 Vacuumschmelze Gmbh & Co. Kg Hartlotlegierung auf Kupferbasis sowie Verfahren zum Hartlöten
US20050067061A1 (en) 2003-09-26 2005-03-31 General Electric Company Nickel-based braze alloy compositions and related processes and articles
US9166214B2 (en) 2004-07-15 2015-10-20 General Electric Company Seal ring and associated method
CN100434218C (zh) 2004-09-30 2008-11-19 太原理工大学 表面合金化陶瓷的应用方法
RU2278011C1 (ru) 2004-11-16 2006-06-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") Припой на основе никеля
RU2389110C2 (ru) 2004-11-30 2010-05-10 Члены Правления Университета Калифорнии Структура уплотненного узла соединения для электрохимического устройства
DE102005048213A1 (de) 2005-09-29 2007-04-05 Elringklinger Ag Dichtungsanordnung für einen Brennstoffzellenstapel und Verfahren zum Herstellen eines Brennstoffzellenstapels
US8703044B2 (en) 2006-01-03 2014-04-22 General Electric Company Machine components and methods of fabricating and repairing
DE102006016001B4 (de) 2006-03-30 2009-09-03 Elringklinger Ag Brennstoffzellenstapel
US7815848B2 (en) 2006-05-08 2010-10-19 Huntington Alloys Corporation Corrosion resistant alloy and components made therefrom
US7445294B2 (en) 2006-08-11 2008-11-04 Hall David R Attack tool
SE531988C2 (sv) 2006-11-17 2009-09-22 Alfa Laval Corp Ab Lodmaterial samt förfarande för lödning med detta material
SE530724C2 (sv) 2006-11-17 2008-08-26 Alfa Laval Corp Ab Lodmaterial, förfarande för att löda med detta lodmaterial, lött föremål framställt med förfarandet samt lodpasata innefattande lodmaterialet
US8110301B2 (en) 2006-12-19 2012-02-07 General Electric Company Energy storage device and cell configuration therefor
CN100577344C (zh) 2006-12-29 2010-01-06 哈尔滨工业大学 一种活性中温铜基钎料及其制备方法
US20090041611A1 (en) * 2007-08-07 2009-02-12 General Electric Company Braze alloy composition with enhanced oxidation resistance and methods of using the same
CN101172880A (zh) 2007-09-21 2008-05-07 江苏科技大学 一种钎焊Si3N4陶瓷的钛基高温非晶钎料及制备方法
JP2009260023A (ja) 2008-04-16 2009-11-05 Seiko Instruments Inc 電気化学セル、その製造方法及びシール部材
JP2009283313A (ja) 2008-05-22 2009-12-03 Toshiba Corp 真空バルブ用接合材料
CN101327551B (zh) * 2008-06-05 2010-06-30 华中科技大学 一种钎焊材料及其制备方法以及用其进行钎焊的方法
FR2936176B1 (fr) 2008-09-22 2011-06-03 Commissariat Energie Atomique Procede d'assemblage moyennement refractaire de pieces en materiaux a base de sic par brasage non reactif, compositions de brasure, et joint et assemblage obtenus par ce procede
CH700774A1 (de) 2009-03-31 2010-10-15 Alstom Technology Ltd Doppellotelement, Verfahren zu dessen Herstellung und Verwendungen desselben.
US8629592B2 (en) 2009-06-25 2014-01-14 General Electric Company Hermetic sealing assembly and electrical device including the same
CN101745753B (zh) 2009-12-18 2012-01-18 西北有色金属研究院 一种无银铜基钎焊料及其生产工艺
US8852786B2 (en) * 2010-12-22 2014-10-07 General Electric Company Ceramic-metal sealing structure, and associated method
US20130224561A1 (en) 2012-02-29 2013-08-29 General Electric Company Braze compositions, and related articles and methods

Also Published As

Publication number Publication date
EP2666581B1 (en) 2020-09-09
EP2666581A1 (en) 2013-11-27
BR102013012938B1 (pt) 2019-04-30
JP2014012295A (ja) 2014-01-23
KR102162549B1 (ko) 2020-10-08
BR102013012938A2 (pt) 2016-03-29
KR20130132293A (ko) 2013-12-04
KR20130132292A (ko) 2013-12-04
BR102013012941A2 (pt) 2016-03-29
BR102013012938A8 (pt) 2016-06-07
EP2666582B1 (en) 2019-07-03
JP6266233B2 (ja) 2018-01-24
JP6266232B2 (ja) 2018-01-24
JP2014000604A (ja) 2014-01-09
BR102013012941B1 (pt) 2019-04-30
US10105795B2 (en) 2018-10-23
US20160354869A1 (en) 2016-12-08
CN103418931A (zh) 2013-12-04
US20130316226A1 (en) 2013-11-28
US20130316222A1 (en) 2013-11-28
BR102013012941B8 (pt) 2019-05-14
CN103418932A (zh) 2013-12-04
US20190001445A1 (en) 2019-01-03
BR102013012941A8 (pt) 2016-04-26
US20130315659A1 (en) 2013-11-28
EP2666582A1 (en) 2013-11-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
BR102013022970A2 (pt) Composição de liga de brasagem, célula eletroquímica, dispositivo de armazenamento de energia e método para unir componentes.
RU2403136C2 (ru) Паяная система с согласованными коэффициентами термического расширения
JP4486820B2 (ja) セラミックおよび金属部材の接合方法
US20130224561A1 (en) Braze compositions, and related articles and methods
CN101288928B (zh) 陶瓷颗粒增强复合钎料及其应用
WO1999065642A1 (en) Brazing composition and seal for electrochemical cell
Raju et al. Joining of metal-ceramic using reactive air brazing for oxygen transport membrane applications
US8757471B2 (en) Active braze techniques on beta-alumina
EP3225351B1 (en) Brazing compositions for ductile braze structures, and related processes and devices
US20140356681A1 (en) Brazing structure, and related processes and devices
US20140069988A1 (en) Methods of using active braze techniques for making high temperature rechargeable batteries
CN107262956B (zh) 共熔钎焊组合物和相关方法及装置
KR20140041355A (ko) 납땜에 유용한 금속 조성물 및 관련 방법 및 장치
US20140295237A1 (en) Electrochemical cells useful for energy storage devices

Legal Events

Date Code Title Description
B03A Publication of a patent application or of a certificate of addition of invention [chapter 3.1 patent gazette]
B06F Objections, documents and/or translations needed after an examination request according [chapter 6.6 patent gazette]
B07A Application suspended after technical examination (opinion) [chapter 7.1 patent gazette]
B09B Patent application refused [chapter 9.2 patent gazette]
B09B Patent application refused [chapter 9.2 patent gazette]

Free format text: MANTIDO O INDEFERIMENTO UMA VEZ QUE NAO FOI APRESENTADO RECURSO DENTRO DO PRAZO LEGAL