CH708728A2 - Natriumbeständiges Fügeglas und dessen Anwendung. - Google Patents
Natriumbeständiges Fügeglas und dessen Anwendung. Download PDFInfo
- Publication number
- CH708728A2 CH708728A2 CH01580/14A CH15802014A CH708728A2 CH 708728 A2 CH708728 A2 CH 708728A2 CH 01580/14 A CH01580/14 A CH 01580/14A CH 15802014 A CH15802014 A CH 15802014A CH 708728 A2 CH708728 A2 CH 708728A2
- Authority
- CH
- Switzerland
- Prior art keywords
- joining
- glass
- joint
- component
- metal
- Prior art date
Links
- 238000005304 joining Methods 0.000 title claims abstract description 181
- 239000011521 glass Substances 0.000 title claims abstract description 115
- 239000011734 sodium Substances 0.000 title abstract description 46
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 title abstract description 39
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 title abstract description 38
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 42
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 42
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims abstract description 30
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 27
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 12
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 9
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims description 7
- 229910001510 metal chloride Inorganic materials 0.000 claims description 7
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000002228 NASICON Substances 0.000 claims description 5
- KEAYESYHFKHZAL-UHFFFAOYSA-N Sodium Chemical compound [Na] KEAYESYHFKHZAL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- BNOODXBBXFZASF-UHFFFAOYSA-N [Na].[S] Chemical compound [Na].[S] BNOODXBBXFZASF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 5
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 claims description 4
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 claims description 4
- 238000012983 electrochemical energy storage Methods 0.000 claims description 4
- 239000000383 hazardous chemical Substances 0.000 claims description 4
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 4
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 abstract description 8
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 239000012774 insulation material Substances 0.000 abstract 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 17
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 description 10
- 241000283070 Equus zebra Species 0.000 description 8
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 8
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 7
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 7
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 7
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 5
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 5
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 4
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 150000003388 sodium compounds Chemical class 0.000 description 4
- 229910000287 alkaline earth metal oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 3
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 3
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 3
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 3
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 3
- BTBUEUYNUDRHOZ-UHFFFAOYSA-N Borate Chemical compound [O-]B([O-])[O-] BTBUEUYNUDRHOZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000975 Carbon steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000990 Ni alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000005388 borosilicate glass Substances 0.000 description 2
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 2
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 229910000833 kovar Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 229910052574 oxide ceramic Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011224 oxide ceramic Substances 0.000 description 2
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 229910001415 sodium ion Inorganic materials 0.000 description 2
- -1 sodium tetrachloroaluminate Chemical compound 0.000 description 2
- 229910001538 sodium tetrachloroaluminate Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 description 2
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021578 Iron(III) chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001030 Iron–nickel alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001209 Low-carbon steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021586 Nickel(II) chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910006404 SnO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 229910001413 alkali metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005842 biochemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000005385 borate glass Substances 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 description 1
- 230000003301 hydrolyzing effect Effects 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 229910052809 inorganic oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K iron trichloride Chemical compound Cl[Fe](Cl)Cl RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000011244 liquid electrolyte Substances 0.000 description 1
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 238000010309 melting process Methods 0.000 description 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 239000000615 nonconductor Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005191 phase separation Methods 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 239000003566 sealing material Substances 0.000 description 1
- 238000005204 segregation Methods 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 159000000000 sodium salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C8/00—Enamels; Glazes; Fusion seal compositions being frit compositions having non-frit additions
- C03C8/24—Fusion seal compositions being frit compositions having non-frit additions, i.e. for use as seals between dissimilar materials, e.g. glass and metal; Glass solders
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C3/00—Glass compositions
- C03C3/04—Glass compositions containing silica
- C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
- C03C3/089—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron
- C03C3/091—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron containing aluminium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C3/00—Glass compositions
- C03C3/04—Glass compositions containing silica
- C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
- C03C3/089—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron
- C03C3/091—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron containing aluminium
- C03C3/093—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron containing aluminium containing zinc or zirconium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C8/00—Enamels; Glazes; Fusion seal compositions being frit compositions having non-frit additions
- C03C8/02—Frit compositions, i.e. in a powdered or comminuted form
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C8/00—Enamels; Glazes; Fusion seal compositions being frit compositions having non-frit additions
- C03C8/02—Frit compositions, i.e. in a powdered or comminuted form
- C03C8/04—Frit compositions, i.e. in a powdered or comminuted form containing zinc
-
- 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
- C04B37/005—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 glass or ceramic material
-
- 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
- C04B37/025—Joining burned ceramic articles with other burned ceramic articles or other articles by heating with metallic articles characterised by the interlayer used consisting of glass or ceramic material
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
- F16B11/00—Connecting constructional elements or machine parts by sticking or pressing them together, e.g. cold pressure welding
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C13/00—Pressure vessels; Containment vessels; Containment in general
- G21C13/02—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
- H01M10/3909—Sodium-sulfur cells
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02G—INSTALLATION OF ELECTRIC CABLES OR LINES, OR OF COMBINED OPTICAL AND ELECTRIC CABLES OR LINES
- H02G3/00—Installations of electric cables or lines or protective tubing therefor in or on buildings, equivalent structures or vehicles
- H02G3/22—Installations of cables or lines through walls, floors or ceilings, e.g. into buildings
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C2204/00—Glasses, glazes or enamels with special properties
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C2205/00—Compositions applicable for the manufacture of vitreous enamels or glazes
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C1/00—Reactor types
- G21C1/02—Fast fission reactors, i.e. reactors not using a moderator ; Metal cooled reactors; Fast breeders
-
- 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
- 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
-
- 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
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
-
- 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
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T29/00—Metal working
- Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
- Y10T29/49002—Electrical device making
- Y10T29/49108—Electric battery cell making
- Y10T29/4911—Electric battery cell making including sealing
-
- 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
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T403/00—Joints and connections
- Y10T403/47—Molded joint
- Y10T403/477—Fusion bond, e.g., weld, etc.
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Architecture (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
- Joining Of Glass To Other Materials (AREA)
Abstract
Natriumbeständiges Fügeglas (1) aus dem System SiO 2 - B2O 3 - Na 2 O - AI 2 O 3 zur Herstellung einer Fügeverbindung mit einer Keramik oder einem Metall, das im Wesentlichen frei ist von ZrO 2 , sowie Fügeverbindung von einer Keramik oder einem Metall mit weiteren Fügebauteilen (2, 3, 4) mit dem Fügeglas (1) sowie elektrische Durchführung beinhaltend das Fügeglas (1) als Isolationsmaterial.
Description
Beschreibung
[0001 ] Die Erfindung betrifft natriumbeständige Fügegläser, mit denen Fügeverbindungen mit Keramiken wie z.B. Aluminiumoxid (auch Al203, Aluminiumoxid-Keramik oder Al203-Keramik genannt) und/oder Metallen und/oder Kombinationen derer hergestellt werden können sowie deren Anwendungen. Natriumbeständige Fügegläser sind Fügematerialien, die insbesondere flüssigem Natrium oder dampfförmigem Natrium widerstehen können und auf diese Weise für die Herstellung von Fügeverbindungen geeignet sind, die z.B. flüssigem Natrium und/oder Natriumdampf und/oder anderen aggressiven Natriumverbindungen und/oder Natrium enthaltenden Medien ausgesetzt sind.
[0002] Solche natriumbeständigen Fügegläser sind beispielsweise für die Herstellung von Energiespeicher- und Energieerzeugungseinheiten von Interesse, in denen flüssiges Natrium und/oder Natriumverbindungen als Elektrolyt oder Kühlmedium eingesetzt werden. Beispiele solcher Energieerzeugungseinheiten sind Batterien, aber ebenfalls auch Kernreaktoren, insbesondere Brutreaktoren, in denen das Fügeglas in technischen Komponenten verwendet wird, die mit dem Natrium in Kontakt treten können. Solche technischen Komponenten sind insbesondere elektrische Durchführungseinrichtungen, mit welchen beispielsweise Sensoren und/oder Aktuatoren und/oder Elektromotoren mit elektrischem Strom versorgt werden. Ein weiteres Einsatzgebiet sind Einrichtungen zum Entsorgen von insbesondere toxischen Materialen, bei deren Verarbeitung Natriumverbindungen und/oder flüssiges und/oder dampfförmiges Natrium entstehen.
[0003] Auch die elektrochemische Speicher- und Energieerzeugungstechnik hat in den letzten Jahren deutlich an Interesse gewonnen. Sie kann hierbei im Bereich der Elektromobilität, zur dezentralen Stromversorgung, als Notstromsystem sowie, hauptsächlich aufgrund der gestiegenen Anteile an erneuerbaren Energien, zur Stabilisierung des Netzsystems verwendet werden.
[0004] Verschiedene Batterietechniken sind hierbei in der Diskussion, wobei die Li-Ionen-Batterien (LIB) die am stärksten diskutierten sind. Eine weitere Klasse der Batterien stellen die Hochtemperatur-Natrium-Batterien (engl. Sodium Beta Battery, SBB) dar. Ihre Vorteile gegenüber der LIB sind die höhere Energiedichte und hohe Energieeffizienz. Die SBB verwendet flüssiges Natrium als negative Elektrode bei erhöhten Temperaturen, üblicherweise von mehr als 250 °C. Es werden i.A. zwei Varianten unterschieden: Die eine ist die Natrium-Schwefel-Batterie (Na/S), die Schwefel als positive Elektrode verwendet. Die andere ist die Natrium-Metallchlorid Batterie, auch ZEBRA-Batterie genannt, die Metallchloride wie Nickel- oder Eisenchlorid als positive Elektrode und Natriumtetrachloraluminat (NaAICI4) als flüssigen Elektrolyt verwendet. Beiden Typen ist gemeinsam, dass sie eine Natriumionen leitende Membran aus ß- oder ß<">-AI203und ein Gehäuseteil aus a-AI203verwenden und dieses ggfls. zusätzlich mit einem metallischen Deckel verbunden sein kann. Der in dieser Beschreibung verwendete Oberbegriff Aluminiumoxid (engl. Alumina) oder synonym Aluminiumoxid-Keramik oder synonym Al203oder ebenfalls synonym Al203-Keramik beinhaltet insbesondere die Ausführungsformen a- und/oder ß- und/oder ß<">-Aluminiumoxid. Die Verwendung des Begriffs Aluminiumoxid bedeutet auch keine Beschränkung auf den Reinheitsgrad und somit den Gehalt von Al203in der Al203-Keramik und/oder dem betreffenden Bauteil.
[0005] In der elektrochemischen Zelle stellt die Fügeverbindung zwischen den Bauteilen aus Keramik, insbesondere Aluminiumoxid, oder einer weiteren Metallkomponente eine kritische Komponente dar, da sie Lebensdauer bestimmend ist. Treten Leckagen in diesem Bereich auf, kann das flüssige Natrium in Kontakt mit der Atmosphäre treten und zu brennen beginnen. Die Aufgabe des Fügeglases als Fügematerial ist hierbei, eine über die komplette Lebensdauer der Batterie reichende hermetisch dichte Fügung zu erzielen. Dies kann insbesondere durch eine gute Anpassung des thermischen Ausdehnungskoeffizienten aller beteiligten Materialien erreicht werden, die die Fügung tolerant gegenüber den Betriebszuständen macht, sowie einer sehr guten chemischen Beständigkeit des Glases gegenüber allen aktiven Komponenten, ohne diese in Ihrer Funktion zu beeinträchtigen.
[0006] Für die Batterien werden zwei grundsätzliche Typen von Fügegläsern unterschieden: Silikat basierte Gläser und Borat basierte Gläser. Die Borat basierten Gläser haben den Vorteil, dass sie gewöhnlich eine sehr gute Beständigkeit gegenüber dem geschmolzenen Natrium aufweisen, sie jedoch hinsichtlich ihrer chemischen Beständigkeit gegenüber dem Metallchlorid schlechtere Eigenschaften aufweisen. Zudem haben die häufig verwendeten Aluminoborate oftmals nur eine geringe Stabilität gegen Kristallisation, was sie aus Sicht der Prozessführung limitiert. Eine Sonderform ist z.B. in der US 8 334 053 B2 aufgeführt, die getrennte Gläser je nach Korrosionsbeständigkeit an Anode und Kathode einer SBB beschreibt. So wird ein hoch-Silizium haltiges Glas mit mehr als 40 Gew.% Si02und weniger als 25 Gew.% B203auf der Metallsalzseite eingesetzt und auf der Natriumseite ein Boratglas mit einem sehr niedrigen Siliziumgehalt von weniger als 20 Gew.% Si02und mehr als 35 Gew.% B203.
[0007] In der GB 2 207 545 A wird die Verwendung eines Borosilikatglases 8245 der Schott AG als Fügeglas einer Na/SBatterie beschrieben. Dieses Glas weist eine sehr gute chemische Stabilität gegenüber den Medien der Na/S-Batterie auf, ist aber aufgrund des geringen linearen thermischen Ausdehnungskoeffizienten a20-3oo °c von 5,2 · 10<“6>K<_1>nur bedingt mit Aluminiumoxid dauerhaft hermetisch zu Fügen.
[0008] In der US 4268313 A wird ein Borosilikatglas zur Verwendung in einer Na/S-Batterie beschrieben. Dieses beinhaltet jedoch in Summe mindestens 6 Gew.-% der Erdalkalimetalloxide CaO, SrO und BaO. Diese Komponenten sind für die Glasbildung hilfreich und können das Fliessverhalten verbessern, können aber durch lonentransfer mit dem Elektrolyten insbesondere einer SBB die Leistung der aktiven Komponenten vermindern.
2 [0009] Ein Fügeglas für einen Energiespeicher ist in US 8 034 457 B2 beschrieben, welches maximal 25 Gew.% B203enthält. Die Beschränkung des Gehalts an B203auf die genannte Obergrenze wird dadurch erklärt, dass das Fügeglas ansonsten zu stark durch adsorbiertes Wasser angegriffen würde.
[0010] Die US 8 043 986 B2 beinhaltet ein Fügeglas einer SBB mit mindestens 0,1 bis 10 Gew.% Zr02. Zirkonoxid wird in dieser Schrift zur Verbesserung der chemischen Beständigkeit eingesetzt. Es führt allerdings auch zu einer stärkeren Tendenz zur Phasentrennung und Kristallisation sowie aufgrund der hohen Rohstoffkosten zu einer Verminderung der Effizienz des Glasherstellungsprozesses.
[0011 ] Vor diesem Hintergrund ist es ein Ziel dieser Erfindung, ein Fügeglas bereit zu stellen, welches zur Herstellung von Fügeverbindungen geeignet ist, welche eine sehr gute Beständigkeit gegenüber Natrium aufweisen und das zum Fügen von Metallen und/oder Keramiken, insbesondere Aluminiumoxid und/oder NASICON, geeignet ist, und das insbesondere sowohl eine sehr gute Beständigkeit gegenüber geschmolzenen Metallsalzen als auch gegenüber Natriumschmelzen aufweist. Ebenso ist es eine Aufgabe der Erfindung, vorteilhafte Verwendungen anzugeben. Ebenso Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung einer Fügeverbindung von Keramiken, insbesondere Aluminiumoxid und/oder NASICON, mittels des Fügeglases, die Bereitstellung von elektrochemischen Energiespeicher- und/oder Energieerzeugungseinheiten beinhaltend das Fügeglas sowie die Bereitstellung von elektrischen Durchführungen beinhaltend das Fügeglas als elektrisch isolierendes Dichtungsmaterial, die allesamt von den Eigenschaften des Fügeglases profitieren und somit verbesserte Eigenschaften aufweisen.
[0012] Die Aufgabe wird gelöst durch das Fügeglas, die Fügeverbindung und die elektrochemischen Energiespeicherund/oder Energieerzeugungseinheit sowie die Durchführung und die Verwendung gemäss den Ansprüchen. Bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den von dem Hauptanspruch abhängigen Ansprüchen.
[0013] Im Folgenden erfolgen, sofern explizit keine andere Angabe vorgenommen wird, alle Angaben von Komponenten und/oder Inhaltsstoffen in Gew.-% auf Oxidbasis.
[0014] Ein erfindungsgemässes Fügeglas enthält 40% bis 50% Si02und mehr als 25% bis zu 30% B203. Durch diese Kombination wird insbesondere der thermische Ausdehnungskoeffizient eingestellt und gleichzeitig das Fliessverhalten kontrolliert. Das Fügeglas enthält weiterhin erfindungsgemäss 5% bis 15% Na20 und 17% bis 25% Al203. Über diese Komponenten kann insbesondere die gute chemische Beständigkeit des Fügeglases eingestellt werden.
[0015] Die erfindungsgemässen Fügegläser enthalten optional und in Summe weniger als 2% an Erdalkalimetalloxiden MO. MO steht für CaO, SrO und/oder BaO, die einzeln oder in jeder möglichen Kombination bis zu der genannten Grenzen des Gesamtgehalts in dem Fügeglas enthalten sein können. Erdalkalimetalloxide können das Fliessverhalten der Gläser positiv beeinflussen. Da sie durch Diffusion oder lonentransfer mit den Natriumionen des Elektrolyten die Leistung einer der aktiven Komponenten reduzieren können, wird ihr Gehalt erfindungsgemäss auf ein Minimum reduziert.
[0016] Weiterhin ist das erfindungsgemässe Fügeglas bis auf höchstens Verunreinigungen frei von Zr02. Verunreinigungen können durch Kontamination der zur Glaserzeugung eingesetzten Rohstoffe und/oder durch Kontamination und/oder Korrosion der eingesetzten Schmelzaggregate in das Glas eingetragen werden. Solche Verunreinigungen übersteigen in der Regel nicht einen Anteil von 0,2 Gew.-%, insbesondere 0,1 Gew.-%. Dies beinhaltet natürlich auch die vollkommene Freiheit von Zr02. Entgegen der Lehre des genannten Standes der Technik wurde festgestellt, dass die erfindungsgemässen Fügegläser eine sehr gute chemische Beständigkeit aufweisen, obwohl auf Zr02zur Verbesserung der chemischen Beständigkeit verzichtet wird. Ausserdem wurde festgestellt, dass Zr02als Kristallisationskeim wirken kann, welcher die Kristallisation während des Prozessierens fördert. Die Kristallisation (einschliesslich Teilkristallisation) des erfindungsgemässen Fügeglases ist unerwünscht, da die kristallinen Bereiche zu Schwierigkeiten beim Herstellen der Fügeverbindung führen und/oder sogar Undichtigkeiten der Fügeverbindung bewirken können. Daher ist das erfindungsgemässe Fügeglas besonders vorteilhaft ein amorphes Glas, insbesondere ohne kristallisierte Bereiche.
[0017] In Tests der Fügegläser hat sich gezeigt, dass entgegen dem genannten Stand der Technik eine hydrolytische Alterung bei erhöhten Gehalten an B203von mehr als 25% nicht festgestellt werden konnte. Stattdessen haben die Erfinder festgestellt, dass ein höherer Borgehalt von mehr als 25% bis 30% überraschenderweise die Beständigkeit gegenüber Natriumschmelzen sogar erhöht. Dank der genannten Komposition können die erfindungsgemässen Fügegläser vorteilhaft frei von Kristallisation und Entmischung aufgeschmolzen werden.
[0018] In einer bevorzugten Ausführungsform enthält ein erfindungsgemässes Fügeglas bis zu 5% ZnO und/oder bis zu 5% Ti02und/oder bis zu 5% Sn02und/oder bis zu 15% MgO. Diese optionalen zusätzlichen Komponenten können einzeln oder in jeder beliebigen Kombination in dem Fügeglas enthalten sein. ZnO, Ti02und/oder Sn02bewirken insbesondere eine Verbesserung der chemischen Beständigkeit im alkalischen Bereich. MgO kann optional enthalten sein und dessen Gehalt so ausgewählt werden, dass die thermische Ausdehnung des Fügeglases an den Fügepartner angepasst werden kann. Üblicherweise bewirkt ein höherer Gehalt von MgO eine Erhöhung des thermischen Ausdehnungskoeffizienten des Fügeglases. Vorteilhaft kann auch ein Gehalt von MgO von 0^:2% vorgesehen sein.
[0019] Besonders bevorzugt wird die Komposition des Fügeglases innerhalb der zuvor angegebenen Grenzen so gewählt, dass er lineare thermische Ausdehnungskoeffizient a2o-3ocrc des Fügeglases Werte zwischen von 5,5 · 1 CT<6>K<_1>bis zu 10,5 · 10<-6>K<_1>aufweist, bevorzugt von 5,5 · 10<-6>K<_1>bis zu 8,5 · 10<“6>K<-1>, ganz besonders bevorzugt von 6,0 · 10<-6>K<_1>bis
3 zu 8,0 · 10<6>K<1>. Auf diese Weise wird insbesondere eine Anpassung des Fügeglases an das thermische Ausdehnungsverhalten von Aluminiumoxid erreicht.
[0020] Bevorzugt kann ebenfalls sein, dass das Fügeglas zusätzlich bis zu 30 Vol.-% eines oxydischen Füllstoffs enthält, insbesondere eines anorganischen Oxids. Diese Füllstoffe können insbesondere zur Einstellung des thermischen Ausdehnungsverhaltens und/oder der Korrosionsbeständigkeit und/oder des Fliessverhaltens eingesetzt werden, wobei der Füllstoff bevorzugt in Form von Partikeln und/oder Fasern vorliegt. Beispiele für solche Füllstoffe sind MgO, Al203und/oder stabilisiertes Zr02. Diese können insbesondere eingesetzt werden, um das thermische Ausdehnungsverhalten an Metalle als Fügepartner anzupassen. Die Füllstoffe sind üblicherweise nicht in die Glasmatrix eingebunden, sondern liegen sozusagen isoliert in dieser vor.
[0021 ] Die Erfindung umfasst ebenfalls eine Fügeverbindung zwischen einem ersten Fügebauteil und einem zweiten Fügebauteil mittels eines zuvor beschriebenen Fügeglases. Als Fügebauteil wird jegliches Element verstanden, das mit dem Fügeglas verbunden wird. Das Fügeglas geht dabei insbesondere eine stoffschlüssige Verbindung mit dem jeweiligen Fügebauteil ein. Eine stoffschlüssige Verbindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Verbindungspartner, hier das jeweilige Fügebauteil mit dem Fügeglas, durch atomare oder molekulare Kräfte zusammengehalten werden. Es ergeben sich nicht lösbare Verbindungen, die sich nur durch Zerstörung des Verbindungsmittels, hier des Fügeglases, trennen lassen. Das Fügeglas ist besonders vorteilhaft in der Lage, eine hermetisch dichte Fügeverbindung zwischen den Fügebauteilen als Fügepartner bereit zu stellen.
[0022] Die Fügeverbindung der Fügebauteile wird durch das Fügeglas hergestellt und liegt dementsprechend an der Fügestelle des jeweiligen Fügebauteils vor, das mit dem Fügeglas verbunden ist. Die Fügestelle ist dementsprechend die Fläche auf der Oberfläche des jeweiligen Fügebauteil, die in Kontakt mit dem Fügeglas ist. Das Fügebauteil kann vollflächig, aber auch in beliebigen Bereichen mit dem Fügeglas und über dieses mit dem anderen Fügebauteil verbunden sein. Wie beschrieben ist das erfindungsgemässe Fügeglas für das Fügen von Keramiken und/oder Metallen vorgesehen. Dementsprechend sieht eine erfindungsgemässe Fügeverbindung vor, dass das erste Fügebauteil zumindest an der Fügestelle eine Keramik oder ein Metall umfasst. Das zweite Fügebauteil umfasst zumindest an der Fügestelle ebenfalls eine Keramik oder ein Metall. Kombinationen von Metall und Keramik sind selbstverständlich ebenso möglich und von der Erfindung umfasst. In Kombination bedeutet dies ebenfalls, dass das zweite Fügebauteil ein Hybridbauteil sein kann, das im Bereich der Fügeverbindung aus Metall und Keramik zusammengesetzt ist. Mit anderen Worten und verkürzt ausgedrückt können mit dem Fügeglas demnach insbesondere Fügeverbindungen von Metall zu Metall oder von Keramik zu Metall oder von Keramik zu Keramik oder von Metall oder Keramik zu einem Hybridbauteil aus Metall und Keramik hergestellt werden.
[0023] Wie beschrieben ist das das erfindungsgemässe Fügeglas insbesondere für das Fügen von Aluminiumoxid geeignet, so dass es eine erfindungsgemässe Fügeverbindung vorsieht, dass das erste Fügebauteil zumindest an der Fügestelle Aluminiumoxid umfasst, insbesondere aus Aluminiumoxid besteht. Das zweite Fügebauteil umfasst zumindest an der Fügestelle ein Metall und alternativ oder in Kombination Aluminiumoxid. In Kombination ergibt sich insbesondere ein Fügebauteil in Gestalt eines Hybridbauteils, das im Bereich der Fügeverbindung aus Metall und Aluminiumoxid zusammengesetzt ist.
[0024] Bevorzugt ist es, wenn das Aluminiumoxid des ersten Fügebauteils α-Aluminiumoxid oder ß-Aluminiumoxid oder ß<">-Aluminiumoxid umfasst, insbesondere wenn es aus diesen besteht. Besonders bevorzugt ist das Aluminiumoxid des zweiten Fügebauteils, wenn es zumindest an der Fügestelle aus Aluminiumoxid besteht oder dieses umfasst, ebenfalls α-Aluminiumoxid oder ß-Aluminiumoxid oder ß<">-Aluminiumoxid. Dies bedeutet aber nicht, dass die Ausführungsform des Aluminiumoxids des ersten Fügebauteils mit der Ausführungsform des Aluminiumoxids des zweiten Fügebauteils übereinstimmen muss, vielmehr kann es vorteilhaft sein, wenn die Ausführungsformen des Aluminiumoxids bei erstem und zweitem Fügebauteil unterschiedlich sind, z.B. wenn das erste Fügebauteil α-Aluminiumoxid umfasst und das zweite Fügebauteil ß-Aluminiumoxid oder ß<">-Aluminiumoxid. Diese Konfiguration wird insbesondere in SBB eingesetzt und ist für diese von Interesse.
[0025] Ebenso möglich und bevorzugt ist es, wenn die Keramik statt Aluminiumoxid aus der Klasse der NASICON-Keramiken (Natrium Superionenleiter, engl. Na super ion conducting), typischerweise vom Typ AxBy(P04)3mit einem Alkalimetallion A (z.B. Na) und einem multivalenten Metallion B (z.B. Fe, Cr, Ti), gewählt wird. Alle genannten Ausführungsformen sind auch mit diesen Keramiktypen möglich.
[0026] Ebenso möglich sind Fügebauteile in Gehäusen von Sensoren und/oder Aktuatoren, die aggressiven Medien, insbesondere flüssigem Natrium oder Natriumsalzen, ausgesetzt werden. Mögliche Einsatzgebiete dafür finden sich z.B. in der Synthese von flüssigem Natrium durch Elektrolyse von Salzschmelzen sowie im Bereich der Kühlung von Brutreaktoren mit flüssigem Natrium.
[0027] Wie beschrieben umfasst das zweite Fügebauteil zumindest an der Fügestelle ebenso bevorzugt ein Metall. Besonders bevorzugt weist dieses Metall einen linearen thermischen Ausdehnungskoeffizienten a20-3oo °c auf, der (im gleichen Temperaturbereich) grösser oder gleich dem linearen thermischen Ausdehnungskoeffizienten a20-3oo °c der Keramik, insbesondere des Aluminiumoxids ist.
4 [0028] Besonders bevorzugt beträgt der Wert des linearen Thermischen Ausdehnungskoeffizienten a2o-3oo °c dieses Metalls mehr als 8 · 10<-6>K<_1>. Beispiele für solche bevorzugten Metalle sind Edelstahle, kohlenstoffarme Stähle und/oder Nickellegierungen.
[0029] Die erfindungsgemässe Fügeverbindung erlaubt die Herstellung von elektrochemischen Energiespeicher- und/ oder Energieerzeugungseinheiten mit erhöhter Lebensdauer und/oder erhöhter Effizienz. Diese sind daher ebenso von der Erfindung umfasst. Beispiele von elektrochemischen Energiespeichern sind Akkumulatoren im Ladebetrieb, Beispiele von elektrochemischen Energieerzeugungseinheiten sind Batterien oder Akkumulatoren im Entladebetrieb. Ebenso möglich sind Reaktoren für chemische und/oder biochemische Reaktionen, bei denen der Energiezustand durch den jeweiligen Oxidations- und Reduktionszustand der Edukte und Produkte repräsentiert wird. Besonders bevorzugt ist eine erfindungsgemässe Energiespeicher- und/oder Energieerzeugungseinheit eine Natrium-Schwefel-Batterie oder Natrium-Metallchlorid-Batterie mit einer erfindungsgemässen Fügeverbindung.
[0030] Die erfindungsgemässe Fügeverbindung erlaubt ebenfalls die Herstellung von Durchführungselementen, insbesondere elektrischen Durchführungselementen.
[0031 ] Ein vorteilhaftes elektrisches Durchführungselement umfasst ein metallisches Trägerelement, das eine Durchführungsöffnung aufweist, und ein metallisches Funktionselement. Das Funktionselement wird von dem beschriebenen erfindungsgemässen Fügeglas in der Durchführungsöffnung elektrisch isoliert von dem Trägerelement gehalten. Dabei wird die die Durchgangsöffnung gleichzeitig von dem Fügeglas verschlossen, insbesondere hermetisch dicht verschlossen.
[0032] Das erfindungsgemässe Fügeglas wird ganz besonders bevorzugt für die Herstellung von Natrium-Schwefel-Batterien oder einer Natrium-Metallchlorid-Batterien eingesetzt, insbesondere zur hermetischen Abdichtung deren Gehäuse und/oder zum Verschliessen und/oder Verbinden der Membranbauteile in deren Elektrolytzellen. Die Verbindung kann auch mit geeigneten Trägerelementen usw. erfolgen.
[0033] Das erfindungsgemässe Durchführungselement wird besonders bevorzugt in Einrichtungen zum Entsorgen von Gefahrstoffen und/oder in Kernreaktoren eingesetzt, insbesondere in Brutreaktoren, dort insbesondere als elektrische Durchführung für den Sicherheitsbehälter und/oder als elektrische Durchführung für den Kühlkreislauf. Dieser kann den Primär- und/oder den Sekundärkreislauf umfassen, welche insbesondere bei Brutreaktoren mit flüssigem Natrium als Kühlmedium betrieben werden. Das Durchführungselement kann dabei mit dem flüssigen Natrium in Kontakt kommen und muss diesem dauerhaft widerstehen können. Mit dem Durchführungselement können beispielsweise Pumpen und/oder Sensoren im Kühlkreislauf mit elektrischem Strom versorgt werden und/oder Signale aus Sensoren ausgeleitet werden. Ebenso möglich ist der Einsatz des Durchführungselements im Sicherheitsbehälter (Containment) eines Reaktors. In diesem Fall kann es insbesondere im Störfall in Kontakt mit flüssigem Natrium und/oder Natriumdämpfen kommen und immer noch den Sicherheitsbehälter zuverlässig verschliessen. Ebenso von der Erfindung umfasst ist der Einsatz eines beschriebenen Durchführungselements in Einrichtungen zum Entsorgen von Gefahrstoffen, beispielsweise wenn diese verbrannt oder chemisch umgesetzt werden, wobei auch aggressive Natriumverbindungen und/oder flüssiges Natrium und/oder Natriumdampf entstehen kann.
[0034] Die Erfindung wird anhand der Figuren weiter erläutert. Alle Figuren sind rein schematisch, die Dimensionen der realen Gegenstände können von den Dimensionen und/oder den Proportionen der Figuren abweichen. Es zeigen
Fig. 1 a: den Schnitt durch ein erstes Fügebauteil, das bereichsweise mit Fügeglas versehen ist,
Fig. 1 b: den Schnitt durch ein anderes erstes Fügebauteil, das bereichsweise mit Fügeglas versehen ist,
Fig. 2a: den Schnitt durch eine Bauteilgruppe mit einer Fügeverbindung,
Fig. 2b: den Schnitt durch eine andere Bauteilgruppe mit einer Fügeverbindung,
Fig. 3: den Schnitt durch eine ZEBRA-Batterie,
Fig. 4: den Schnitt durch eine andere ZEBRA-Batterie.
Fig. 5a: den Schnitt durch ein Durchführungselement
Fig. 5b: die Aufsicht auf ein Durchführungselement gemäss Fig. 5a
Fig. 6: den Schnitt durch ein weiteres Durchführungselement
Fig. 7: den Schnitt durch den Sicherheitsbehälter eines Reaktorgebäudes
Fig. 8: den Schnitt durch den Reaktor und den Sicherheitsbehälter eines Reaktorgebäudes
[0035] Fig. 1 a stellt schematisch den Schnitt durch ein erstes Fügebauteil dar. Das Fügebauteil (2) stellt sozusagen das Substrat für das Fügeglas (1 ) dar, das sich bereichsweise auf der Oberfläche des Fügebauteils (2) befindet und
5 in diesen Bereichen eine stoffschlüssige Verbindung mit dem Fügebauteil (2) eingegangen ist. Die Stellen, an denen das Fügeglas (1) vorhanden ist, können die Fügestellen sein und werden im Weiteren als die Fügestellen definiert, an denen Fügeverbindungen mit anderen Fügebauteilen hergestellt werden. Das dargestellte Fügebauteil (2) mit Fügeglas
(1) kann insbesondere durch Kombination mit weiteren Fügebauteilen zur Herstellung von Fügeverbindungen dienen. In dem vorliegenden Beispiel besteht das Fügebauteil (2) aus ß-Aluminiumoxid oder ß<">-Aluminiumoxid oder NASICON. Wie beschrieben ist es ebenso möglich, dass das Aluminiumoxid (2) des Fügebauteils nur an den Fügestellen vorliegt, an denen die Verbindung mit dem Fügeglas (1 ) hergestellt wird, und die übrigen Bereiche des Fügebauteils aus anderen Materialien bestehen.
[0036] Fig. 1 b zeigt im Wesentlichen das gleiche Fügebauteil mit Fügeglas wir Fig. 1 a, nur dass in diesem Beispiel das Fügebauteil (3) aus a-Aluminiumoxid besteht oder dieses zumindest an den Fügestellen umfasst, an denen das Fügeglas
(1) vorhanden ist. Alle weiteren Ausführungen, die bzgl. Fig. 1 b gemacht wurden, sind auch auf Fig. 1 b anwendbar.
[0037] Fig. 2a zeigt den Schnitt durch eine Fügeverbindung, die durch eine durch das Fügeglas (1 ) verbundene Bauteilgruppe aus erstem Fügebauteil (2) und zweitem Fügebauteil (3) gebildet wird. Wie anhand der Fig. 2a zu erkennen ist, ist der dargestellte Gegenstand im Prinzip eine Kombination der Fig. 1 a und 1 b. Das Material des ersten Fügebauteils
(2) ist in dieser Figur wieder ß-Aluminiumoxid oder ß<">-Aluminiumoxid und das Material des zweiten Fügebauteils (3) ist α-Aluminiumoxid. Das Fügeglas (1 ) verbindet sich an den Fügestellen stoffschlüssig mit den Oberflächen der Fügebauteile (2, 3) und kann so eine hermetische und dauerhafte Verbindung zwischen den Fügebauteilen (2, 3) hersteilen.
[0038] Fig. 2b zeigt den Schnitt durch eine ähnliche Ausführungsform wie Fig. 2a, nur dass das erste Fügebauteil aus ß-Aluminiumoxid oder ß<">-Aluminiumoxid (2) und a-Aluminiumoxid (3) zusammengesetzt ist. Das zweite Fügebauteil (4) besteht in diesem Ausführungsbeispiel aus einem Metall. Es ist für den Fachmann leicht ersichtlich, dass aus den gezeigten Fügeverbindungen durch entsprechende Kombinationen eine Vielzahl von unterschiedlichen Gesamtbauteilen hergestellt werden können, die entsprechend den Anforderungen an ihre Verwendung angepasst sein können.
[0039] In Fig. 3 ist der Schnitt durch eine schematische ZEBRA-Batterie gezeigt. Die Batterie wird durch das topfförmige Gehäuse (4) und den Deckel (3) verschlossen. Gehäuse (4) und Deckel (3) sind durch das Fügeglas (1 ) miteinander verbunden. Der Deckel (3) repräsentiert sozusagen das erste und das Gehäuse (4) sozusagen das zweite Fügebauteil der zuvor beschriebenen Fügeverbindung. Das Gehäuse (4) besteht bei einer ZEBRA-Batterie üblicherweise aus Metall, z.B. aus einem Edelstahl, einer Nickellegierung oder einem kohlenstoffarmen Stahl, und der Deckel (3) aus Aluminiumoxid, insbesondere α-Aluminiumoxid. Das erfindungsgemässe Fügeglas (1 ) stellt zuverlässig und dauerhaft eine dichte Verbindung zwischen den beiden Fügebauteilen Deckel (3) und Gehäuse (4) her, so dass der Inhalt der ZEBRA-Batterie sicher in dem Gehäuse verschlossen ist.
[0040] Im Innern des Gehäuses befindet sich die hohlzylinderförmige semipermeable Membran (2), die üblicherweise aus ß-Aluminiumoxid oder ß<">-Aluminiumoxid gefertigt wird. Der Zwischenraum zwischen der Innenwand des Gehäuses (4) und der Aussenwand der Membran (2) ist von flüssigem Natrium (11 ) gefüllt, welches die Anode bildet. Durch den Kontakt mit dem leitenden Gehäuse (4) wirkt dieses ebenfalls als Anode. Der Innenraum der hohlzylinderförmigen Membran (2) ist z.B. mit Natriumtetrachloraluminat als Elektrolyt (10) gefüllt und wirkt als Kathode. Die semipermeable Membran (2) aus ß-Aluminiumoxid oder ß<">-Aluminiumoxid ist nur für Na-Ionen durchlässig. Sie ist durch das Fügeglas (1 ) mit dem Deckel
(3) verbunden. Die Membran (2) stellt hier sozusagen das erste Fügebauteil und der Deckel (3) das zweite Fügebauteil im zuvor beschriebenen allgemeinen Prinzip der Fügeverbindung dar. In dieser Fügeverbindung an dieser Stelle der ZEBRA-Batterie ist es wichtig, dass das Fügeglas (1) für den Elektrolyten (10) und das flüssige Natrium (11 ) undurchlässig ist, da ansonsten Elektrolyt (10) und/oder das flüssige Natrium (1 1 ) durch die jeweils andere Substanz vergiftet werden könnte, demzufolge die Batterie zerstört oder zumindest ihre Kapazität verringert werden könnte.
[0041 ] Der Deckel (3) selbst ist in diesem Beispiel ein elektrischer Isolator, so dass eine Elektrode (52) erforderlich ist, um die Batterie mit Anode und Kathode an einen Stromkreis anschliessen zu können. Im vorliegenden Beispiel gemäss Fig. 3 durchdringt der Metallstab (52) durch die Hülse (51 ) den Deckel (3). An dieser Stelle ist es ebenfalls denkbar, den Metallstab (52) oder allgemein die Elektrode in einer Glas-Metalldurchführung mit dem erfindungsgemässen Fügeglas durch den Deckel (2) zu führen.
[0042] Fig. 4 zeigt eine alternative Ausführungsform der ZEBRA-Batterie nach Fig. 3. Weil das Fügeglas (1 ) an der Verbindung von Gehäuse (4) und Deckel (41) eine elektrisch isolierende Fügeverbindung zwischen den beiden Fügebauteilen schafft wäre es auch möglich, den Deckel (4.1 ) wie in der Fig. 4 gezeigt aus einem Metall oder zumindest einem elektrisch leitfähigem Material zu fertigen und geometrisch so auszuführen, dass er nicht mit dem Elektrolyten (10) in Kontakt kommt, so dass auf die durchgeführte Elektrode (52) verzichtet werden kann und der Deckel dann selbst als Kathode wirkt. Das Fügeglas verbindet dann insbesondere die drei Fügebauteile Gehäuse (4), Deckel (3) und Membran (2) an einer Stelle, hier in Form eines Rings.
[0043] Fig. 5a zeigt schematisch den Schnitt durch ein Durchführungselement (20). Dieses beinhaltet das Trägerelement (30), hier in Form eines metallischen Zylinders. Dieses repräsentiert üblicherweise den Aussenleiter. In den beschriebenen Anwendungsfällen besteht dieser üblicherweise aus Stahl. Vorteilhaft können insbesondere Kohlenstoffstähle, austenitische und/oder ferritische Edelstahle. Für entsprechende Anwendungen ist auch der Einsatz von Kovar möglich. Ebenso möglich es aber, dass das Trägerelement (30) aus einer Keramik hergestellt wird. In dem Trägerelement (30) befindet sich eine Durchgangsöffnung, welche die Oberseite des Trägerelements (30) mit dessen Rückseite verbindet. In der Durch-
6 gangsöffnung angeordnet ist das Funktionselement (31 ), hier in Form eines stabförmigen elektrischen Leiters, der üblicherweise den Innenleiter repräsentiert. Dieser kann aus vielfältigen Materialien bestehen, üblicherweise aus Kovar und/ oder Stahl und/oder Kupfer und/oder Legierungen, wie beispielsweise NiFe- und/oder CrNi-Legierungen. Das Fügeglas (1) fixiert das Funktionselement (31 ) elektrisch isoliert vom Trägerelement (30) in der Durchgangsöffnung und verschliesst diese. Das erfindungsgemässe Fügeglas (1 ) hat den Vorteil, dass ein hermetisch dichter Verschluss erreicht werden kann. Durchführungselemente (20) werden üblicherweise durch Verschmelzen des Fügeglases (1 ) mit dem Trägerelement (30) und dem Funktionselement (31 ) hergestellt.
[0044] Fig. 5b stellt die Aufsicht auf das Durchführungselement (20) gemäss Fig. 5a dar. In dem dargestellten Fall ist das Funktionselement (31 ) konzentrisch in der kreisförmigen Durchgangsöffnung angeordnet. Diese Geometrie ist insbesondere für sogenannte Druckeinglasungen geeignet, bei denen der thermische Ausdehnungskoeffizient des Trägerelements (30) grösser als derjenige des Fügeglases (1 ) ist. Beim Abkühlen nach dem Verschmelzen schrumpft das Trägerelement (30) sozusagen auf das Fügeglas (1 ) und übt eine Druckspannung auf dieses aus, wodurch die mechanischen Auszugskräfte erhöht werden, die zum Auspressen des Fügeglases (1 ) aus der Durchgangsöffnung benötigt werden.
[0045] Das Durchführungselement (20) der Fig. 5a und 5b repräsentiert ein Durchführungselement aus der Gattung der Grossdurchführungen.
[0046] Fig. 6 zeigt den Schnitt durch ein weiteres Durchführungselement (20) mit einer Vielzahl von Durchführungsöffnungen in einem Trägerelement (30). Dieses so genannte planare Element weist Abmessungen auf, die vielmehr breit als hoch sind. Die Durchführungsöffnungen können in einer Matrix angeordnet sein. Die Matrix selbst ist variabel, was bedeutet, dass die Stelle der Durchführungsöffnungen je nach gewünschter Anwendung ausgewählt sein kann. Diese Ausführungsform kann z.B. verwendet werden, um für multiple elektrische und/oder elektronische Bauteile elektrischen Strom bereitzustellen, z.B. um sie anzutreiben und/oder um Signale, die durch diese Bauteile erzeugt werden, durch das Trägerelement (30) zu leiten. Das Trägerelement (30) kann das Gehäuse einer betreffenden Vorrichtung abdichten oder auch nicht. Das Trägerelement (30) kann insbesondere aus einem Metall und/oder einer Legierung oder einem Keramikmaterial hergestellt sein.
[0047] In Fig. 7 ist der Sicherheitsbehälter (Containment) (80) einer Energieerzeugungsvorrichtung gezeigt, beispielsweise eines Reaktors, insbesondere eines Kernreaktors, oder einer Einrichtung zum Beseitigen von gefährlichen Materialien. Diese müssen in der Kapselung sicher eingekapselt sein, auch in Notfall-und Störungssituationen. Ein Durchführungselement (20) gemäss der vorliegenden Offenbarung wird vorteilhafter Weise verwendet, um Kontakt zum Reaktor und/oder zu Vorrichtungen innerhalb des Sicherheitsbehälters bereitzustellen. Solche Vorrichtungen sind z.B. Vorrichtungen zum Überwachen der Betriebsbedingungen des Reaktors und/oder zum Steuern des Reaktors oder sonstiger Vorrichtungen.
[0048] In Fig. 8 ist eine Energieerzeugungsvorrichtung (81) wie beispielsweise ein Reaktor gezeigt. Die schematische Darstellung des Reaktors (81 ) beinhaltet dessen Kühlkreislauf, im Fall eines Brutreaktors insbesondere dessen Primärund/oder Sekundärkreislauf, der mit flüssigem Natrium als Kühlmittel betrieben wird. Über das Durchführungselement (20) können Steuerungs- und/oder Sensor- und/oder Betätigungsgeräte wie Elektromotoren insbesondere in Pumpen mit elektrischem Strom versorgt werden. Ebenso kann der Sicherheitsbehälter wie im Zusammenhang mit Fig. 8 beschrieben mit einem Durchführungselement (10) versehen sein.
[0049] Erfindungsgemässe Fügegläser (1 ) wurden in konventionellen Glasschmelzverfahren erzeugt. Die Details des Glasschmelzens sind dem Fachmann bekannt und werden an dieser Stelle nicht wiederholt.
[0050] Die folgende Tabelle 1 fasst Zusammensetzungen und physikalische Eigenschaften von vier beispielhaften erfindungsgemässen Fügegläsern (1 ) Nr. 1 bis Nr. 4 zusammen.
7 [0051]
Zusammensetzung: Nr. 1 Nr. 2 Nr. 3 Nr. 4
Si0249 44 40 42
26 26 30 26
Na20 8 10 6 15
AI2C>3 17 20 24 17
Eigenschaften:
Tg ra 546 488 548 533
Dichte [g/cm<3>] 2,35 2,26 2,43 2,40 d20-300"C [10<"θ>K<1>] 5,80 6,61 5,62 8,34
Tabelle 1: Beispiele erfmdungsgemäßer Fügegläser, Angaben Gew.% auf Oxidbasis.
[0052] Die Tabelle 2 gibt die Zusammensetzung und physikalischen Eigenschaften von Fügegläsern an, die ausserhalb des erfindungsgemässen Glaszusammensetzungsbereichs liegen, und als Vergleichsbeispiele im Folgenden als VG 1 und VG 2 bezeichnet werden.
[0053] Die Gläser der Vergleichsbeispiele weisen höhere Gehalte an Si02und geringere Gehalte an B203und Al203auf als die erfindungsgemässen Fügegläser.
[0054]
Zusammensetzung: VG 1 VG 2
Si0269,8 68,0
B2O315,6 13,0
Na20 7,2 12,0
AI2O35,4 5,0
ZnO 2,0 1 ,0
BaO - 1 ,0
Eigenschaften:
Tg [°C] 505 565
Dichte [g/cm<3>] 2,31 2,44 a20-3oo-c [10-<e>K<'1>] 5,2 6,7
Tabelle 2: Vergleichsbeispiele von Fügegläsern, Angaben Gew.% auf Oxidbasis.
[0055] Die Beständigkeit der erfindungsgemässen Fügegläser aus Tabelle 1 wurde im Vergleich zu den Gläsern VG 1 und VG der Vergleichsbeispiele in Tabelle 2 bestimmt. Hierzu wird ein Glaswürfel aus dem betreffenden Glas mit der Kantenlänge in ein Bad aus geschmolzenem Natrium bei 300 °C für einen definierten Zeitraum von 100 h gelegt und das Probenaussehen sowie der Massenverlust bestimmt. Alle erfindungsgemässen Fügegläser aus Tabelle 1 erwiesen sich als beständiger als die Vergleichsbeispiele aus Tabelle 2 oder wiesen eine grössere thermische Dehnung auf, was sie zum Herstellen von Fügeverbindungen mit Metallen geeigneter macht.
[0056] Der Vorteil der erfindungsgemässen Fügegläser ggü. dem Stand der Technik liegt in deren Anwendbarkeit für die Herstellung von Fügeberbindungen mit Keramiken und/oder Metallen sowie deren verbesserte chemische Beständigkeit.
8
Claims (15)
- Patentansprüche 1. Fügeglas (1) zur Herstellung einer Fügeverbindung mit zumindest einer Keramik oder einem Metall, das bis auf höchstens Verunreinigungen frei ist von Zr02, enthaltend (in Gew.-% auf Oxidbasis) Si0240-50 B203>25-30 Na20 5-15 Al20317-25 Σ MO 0-<2, wobei MO steht für, einzeln oder in jeder Kombination, CaO und/oder SrO und/oder BaO.
- 2. Fügeglas (1) nach Anspruch 1 , enthaltend einzeln oder in jeder Kombination, ZnO 0-5 Ti020-5 Sn020-5 MgO 0-15.
- 3. Fügeglas (1) nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche, welches einen linearen thermischen Ausdehnungskoeffizienten a20-3oo °c im Temperaturbereich von 20 bis 300 °C von 5,5 · 10<-6>K<_1>bis zu 10,5 · 10<“6>K<_1>aufweist, bevorzugt von 5,5 · 10<-6>K<_1>bis zu 8,5 · 10<-6>K<-1>, besonders bevorzugt von 6,0 · 10<-6>K<_1>bis zu 8,0 · 10<-6>K<-1>.
- 4. Fügeglas (1) nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche, welches zusätzlich bis zu 30 Vol.-% eines oxydischen Füllstoffs enthält, insbesondere zur Einstellung des thermischen Ausdehnungsverhaltens und/oder der Korrosionsbeständigkeit und/oder des Fliessverhaltens, wobei der Füllstoff bevorzugt in Form von Partikeln und/oder Fasern vorliegt.
- 5. Fügeverbindung zwischen einem ersten Fügebauteil (2) und einem zweiten Fügebauteil (3, 4, 41) mittels eines Fügeglases (1) nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Fügeglas (1) die Fügestelle des ersten Fügebauteils (2) mit der Fügestelle des zweiten Fügebauteils (3, 4, 41) verbindet.
- 6. Fügeverbindung nach Anspruch 5, wobei das erste Fügebauteil (2) zumindest an seiner Fügestelle eine Keramik und das zweite Fügebauteil (3, 4, 41) zumindest an seiner Fügestelle ein Metall und/oder eine Keramik umfasst.
- 7. Fügeverbindung nach mindestens einem der Ansprüche 5 bis 6, wobei die Keramik an der Fügestelle des ersten Fügebauteils (2) und/oder des zweiten Fügebauteils (3, 4, 41) ausgewählt ist aus der Gruppe Aluminiumoxid und/oder α-Aluminiumoxid und/oder ß-Aluminiumoxid und/oder ß<">-Aluminiumoxid und/oder NASICON.
- 8. Fügeverbindung nach mindestens einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei das Metall des zweiten Fügebauteils (41) einen linearen thermischen Ausdehnungskoeffizienten a20-3oo °c aufweist, der im gleichen Temperaturbereich grösser oder gleich dem linearen thermischen Ausdehnungskoeffizienten a20-3oo °c der Keramik ist.
- 9. Fügeverbindung nach Anspruch 5, wobei das erste Fügebauteil (2) zumindest an seiner Fügestelle ein Metall und das zweite Fügebauteil (3) zumindest an seiner Fügestelle ein Metall umfasst.
- 10. Fügeverbindung nach mindestens einem der Ansprüche 5 bis 9, wobei für das Metall (41) des zweiten Fügebauteils gilt 8 · 10<-6>K<1>.
- 11. Elektrochemische Energiespeicher- und/oder Energieerzeugungseinheit, bevorzugt Natrium-Schwefel-Batterie oder Natrium-Metallchlorid-Batterie, beinhaltet zumindest eine Fügeverbindung nach mindestens einem der Ansprüche 5 bis 10.
- 12. Durchführungselement (20), bevorzugt elektrisches Durchführungselement, beinhaltend zumindest eine Fügeverbindung nach mindestens einem der Ansprüche 5 bis 10.
- 13. Elektrisches Durchführungselement (20) mit einem metallischen Trägerelement (30), das eine Durchführungsöffnung aufweist, und einem metallischen Funktionselement (31), welches von dem Fügeglas (1) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4 in der Durchführungsöffnung elektrisch isolierend von dem Trägerelement (30) und die Durchgangsöffnung verschliessend gehalten wird.
- 14. Verwendung eines Fügeglases (1) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4 zur Herstellung einer NatriumSchwefel-Batterie oder einer Natrium-Metallchlorid-Batterie, insbesondere zur hermetischen Abdichtung deren Gehäuse (4) und/oder zum Verschliessen der Membranbauteile (2).
- 15. Verwendung eines Durchführungselements (20) nach mindestens einem der Ansprüche 12 bis 13 in Einrichtungen zum Entsorgen von Gefahrstoffen und/oder in Kernreaktoren, insbesondere Brutreaktoren, insbesondere als elektrische Durchführung für den Sicherheitsbehälter und/oder als elektrische Durchführung für den Kühlkreislauf. 9
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102013224111.9A DE102013224111B4 (de) | 2013-11-26 | 2013-11-26 | Natriumbeständiges Fügeglas und dessen Verwendung, Fügeverbindung, Energiespeichereinrichtung und/oder Energieerzeugungseinrichtung |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CH708728A2 true CH708728A2 (de) | 2015-05-29 |
| CH708728B1 CH708728B1 (de) | 2019-05-31 |
Family
ID=52248386
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CH01580/14A CH708728B1 (de) | 2013-11-26 | 2014-10-15 | Natriumbeständiges Fügeglas und dessen Anwendung. |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US9708212B2 (de) |
| JP (2) | JP6104226B2 (de) |
| KR (2) | KR20150060529A (de) |
| CN (2) | CN109180003B (de) |
| CH (1) | CH708728B1 (de) |
| DE (1) | DE102013224111B4 (de) |
| FR (1) | FR3013703B1 (de) |
| GB (1) | GB2522305B (de) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3650415B1 (de) * | 2018-11-07 | 2024-02-07 | Schott Ag | Fügeverbindung umfassend ein kristalliesiertes glas, deren verwendung sowie kristallisierbares sowie zumindest teilweise kristallissiertes glas und dessen verwendung |
| CN109748574B (zh) * | 2019-03-06 | 2021-08-31 | 娄底市安地亚斯电子陶瓷有限公司 | 一种陶瓷连接材料及其应用 |
Family Cites Families (30)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5347796B2 (de) | 1973-01-17 | 1978-12-23 | ||
| US4268313A (en) * | 1980-04-21 | 1981-05-19 | General Electric Company | Sodium resistant sealing glasses |
| US4349635A (en) | 1981-10-26 | 1982-09-14 | Motorola, Inc. | Lower temperature glass and hermetic seal means and method |
| US4396720A (en) * | 1982-07-06 | 1983-08-02 | Corning Glass Works | Transparent glass-ceramics containing mullite |
| GB2207545A (en) * | 1987-07-28 | 1989-02-01 | Lilliwyte Sa | Glass seal for sodium-sulphur cells |
| JPH01226719A (ja) * | 1988-03-07 | 1989-09-11 | Kanzaki Paper Mfg Co Ltd | 抄紙用炭酸カルシウムの製造方法 |
| JPH0297435A (ja) * | 1988-10-03 | 1990-04-10 | Tdk Corp | 高温用ガラス封子型サーミスタ素子 |
| US5175067A (en) | 1989-07-12 | 1992-12-29 | Medtronic, Inc. | Feed through |
| JP2619061B2 (ja) | 1989-07-21 | 1997-06-11 | 東京電力株式会社 | ナトリウム一硫黄電池形成用接合ガラスおよびそれを用いた有底円筒状固体電解質と絶縁体リングの接合方法 |
| US5194337A (en) | 1990-05-18 | 1993-03-16 | Ngk Insulators, Ltd. | Glass joint body and method of manufacturing the same |
| JP2527844B2 (ja) | 1990-11-22 | 1996-08-28 | 日本碍子株式会社 | ガラス接合体およびその製造法 |
| JP2545153B2 (ja) | 1990-05-18 | 1996-10-16 | 日本碍子株式会社 | ガラス接合体およびその製造法 |
| US5196277A (en) | 1990-10-25 | 1993-03-23 | Ngk Insulators, Ltd. | Sodium-sulfur cell and method of joining solid electrolyte tube and insulative ring |
| JP3205851B2 (ja) * | 1994-03-18 | 2001-09-04 | 株式会社日立製作所 | ナトリウム−硫黄電池及びその製法 |
| US5962160A (en) * | 1995-07-17 | 1999-10-05 | Hitachi, Ltd. | Sodium-sulfur battery, and a battery system using same |
| JPH09326261A (ja) * | 1996-06-06 | 1997-12-16 | Hitachi Ltd | 高温型二次電池用ガラス材料及びガラス接合体 |
| JPH11246235A (ja) * | 1998-03-06 | 1999-09-14 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ガラス接合材料及びナトリウム−硫黄電池 |
| DE10122327A1 (de) * | 2001-05-08 | 2002-11-28 | Forschungszentrum Juelich Gmbh | Glaslot als Fügematerial für den Hochtemperatureinsatz sowie Herstellung und Verwendung |
| US7214441B2 (en) * | 2005-02-03 | 2007-05-08 | Corning Incorporated | Low alkali sealing frits, and seals and devices utilizing such frits |
| JP5344363B2 (ja) | 2007-07-20 | 2013-11-20 | 日本電気硝子株式会社 | 封着用ガラス組成物 |
| US8043986B2 (en) * | 2008-11-13 | 2011-10-25 | General Electric Company | Sealing glass composition, method and article |
| US8034457B2 (en) * | 2008-11-13 | 2011-10-11 | Jian Wu | Seal structure and associated method |
| CN101462828A (zh) * | 2009-01-05 | 2009-06-24 | 中国科学院上海硅酸盐研究所 | 钠硫电池用封接材料及其制备方法 |
| US8334053B2 (en) * | 2009-01-09 | 2012-12-18 | General Electric Company | Seal structure and associated method |
| CA2774104A1 (en) * | 2009-10-06 | 2011-04-14 | Topsoe Fuel Cell A/S | Sealing glass for solid oxide electrolysis cell (soec) stacks |
| DE102010035251B4 (de) | 2010-02-15 | 2013-09-26 | Schott Ag | Hochtemperatur-Glaslot und dessen Verwendung |
| WO2011105519A1 (ja) | 2010-02-24 | 2011-09-01 | 日本山村硝子株式会社 | ガラス組成物及び封着材 |
| CN102070301A (zh) * | 2010-11-26 | 2011-05-25 | 西安华泰有色金属实业有限责任公司 | 一次锂电池用耐蚀封接玻璃材料及其制备方法 |
| JP5904536B2 (ja) * | 2012-03-28 | 2016-04-13 | 株式会社ノリタケカンパニーリミテド | 高温で気密性を保つセラミックス−金属のガラスシール構造体 |
| CN103708728B (zh) * | 2013-11-26 | 2015-10-28 | 清华大学 | 一种用于高温气冷堆电气贯穿件的玻璃-金属密封材料及其制备方法 |
-
2013
- 2013-11-26 DE DE102013224111.9A patent/DE102013224111B4/de active Active
-
2014
- 2014-10-15 CH CH01580/14A patent/CH708728B1/de unknown
- 2014-10-29 US US14/526,672 patent/US9708212B2/en active Active
- 2014-11-07 KR KR1020140154362A patent/KR20150060529A/ko not_active Application Discontinuation
- 2014-11-14 GB GB1420295.6A patent/GB2522305B/en active Active
- 2014-11-20 FR FR1461228A patent/FR3013703B1/fr active Active
- 2014-11-25 CN CN201811085417.7A patent/CN109180003B/zh active Active
- 2014-11-25 CN CN201410688273.XA patent/CN104671663B/zh active Active
- 2014-11-26 JP JP2014238442A patent/JP6104226B2/ja active Active
-
2016
- 2016-02-29 KR KR1020160024503A patent/KR20160030496A/ko not_active Application Discontinuation
- 2016-12-26 JP JP2016250868A patent/JP6305505B2/ja active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20150060529A (ko) | 2015-06-03 |
| JP6104226B2 (ja) | 2017-03-29 |
| DE102013224111A1 (de) | 2015-06-11 |
| JP2015110512A (ja) | 2015-06-18 |
| KR20160030496A (ko) | 2016-03-18 |
| CN109180003A (zh) | 2019-01-11 |
| CH708728B1 (de) | 2019-05-31 |
| JP6305505B2 (ja) | 2018-04-04 |
| CN104671663B (zh) | 2018-10-23 |
| CN109180003B (zh) | 2021-12-10 |
| GB201420295D0 (en) | 2014-12-31 |
| CN104671663A (zh) | 2015-06-03 |
| FR3013703A1 (fr) | 2015-05-29 |
| US20150146840A1 (en) | 2015-05-28 |
| US9708212B2 (en) | 2017-07-18 |
| GB2522305A (en) | 2015-07-22 |
| FR3013703B1 (fr) | 2019-06-14 |
| JP2017141145A (ja) | 2017-08-17 |
| DE102013224111B4 (de) | 2017-01-12 |
| GB2522305B (en) | 2017-04-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE102015207285B4 (de) | Glasiges oder zumindest teilweise kristallisiertes Einschmelzmaterial, Fügeverbindung, Sperrschicht, und Schichtsystem mit dem Einschmelzmaterial und dessen Integration in Bauteilen | |
| EP2675767B1 (de) | Durchführung | |
| DE102012206266B3 (de) | Barium- und strontiumfreies glasiges oder glaskeramisches Fügematerial und dessen Verwendung | |
| DE102014100684B4 (de) | lonenleitende Glaskeramik mit granatartiger Kristallstruktur, Verfahren zur Herstellung und Verwendung einer solchen Glaskeramik | |
| DE102013006463B4 (de) | Durchführung | |
| DE3343159A1 (de) | Ionisch leitendes glas | |
| DE102012207424B3 (de) | Lithiumionenleitende Glaskeramik, Verfahren zur Herstellung einer Lithiumionenleitenden Glaskeramik, Ionenleiter und Verwendung des Ionenleiters | |
| DE102012207405B3 (de) | Glaskeramisches Fügematerial und dessen Verwendung | |
| EP2816018B1 (de) | Glasiges oder zumindest teilkristallines Fügematerial und dessen Verwendung | |
| DE69023071T2 (de) | Elektrische Vorrichtung mit Glasdichtungen enthaltenden Durchführungen. | |
| DE2353378C2 (de) | Natriumborat-Natriumhalogenid-Glas und seine Verwendung | |
| DE69204502T2 (de) | Glasversiegelungswerkstoffe für Natrium-Schwefel-Batterien und damit hergestellte Batterien. | |
| DE69028579T2 (de) | Glas-Metalldichtungen und ihre Anwendung | |
| DE19805142A1 (de) | Hochtemperatur-Brennstoffzelle und Hochtemperatur-Brennstoffzellenstapel | |
| CH708728A2 (de) | Natriumbeständiges Fügeglas und dessen Anwendung. | |
| WO2015197597A2 (de) | Dünnfilmbatterie mit geringem fluidgehalt und erhöhter lebensdauer | |
| DE102011080352B4 (de) | Hochtemperatur-Glaslot und dessen Verwendung | |
| CH647358A5 (de) | Elektrochemische zelle mit einer metall-glas-metall-dichtung. | |
| DE102013009001A1 (de) | Kristallisierende, cristobalitfreie und elektrisch gut isolierende Glaslote mit hohen thermischen Ausdehnungskoeffizienten zum Fügen von Metallen und/oder Keramiken | |
| DE10301404B4 (de) | Brennstoffzelle, Brennstoffzellenstapel sowie dessen Herstellungsverfahren | |
| DE1771081A1 (de) | Akkumulator |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PCAR | Change of the address of the representative |
Free format text: NEW ADDRESS: GARTENSTRASSE 28 A, 5400 BADEN (CH) |