CN101684034B - 一种密封玻璃粉体、密封玻璃陶瓷粉体及应用 - Google Patents
一种密封玻璃粉体、密封玻璃陶瓷粉体及应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101684034B CN101684034B CN2008102233674A CN200810223367A CN101684034B CN 101684034 B CN101684034 B CN 101684034B CN 2008102233674 A CN2008102233674 A CN 2008102233674A CN 200810223367 A CN200810223367 A CN 200810223367A CN 101684034 B CN101684034 B CN 101684034B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- glass
- sealing
- powder
- sealing glass
- pottery
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Fuel Cell (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
Abstract
本发明提供了一种密封玻璃粉体，该粉体由玻璃制成，该玻璃包含20-40mol％的SiO2、10-30mol％的B2O3、10-40mol％的BaO、2-15mol％的MgO、0.1-5mol％的La2O3、2-10mol％的Y2O3、1-5mol％的ZrO、0-15mol％的SrO和0-30mol％的CaO。本发明还提供了通过这种玻璃粉体烧结形成密封玻璃的方法。此外，本发明再提供了一种玻璃陶瓷粉体以及通过该粉体烧结制成密封玻璃陶瓷的方法。此外，本发明还提供了该密封玻璃和该密封玻璃陶瓷的应用。本发明的玻璃粉体和玻璃陶瓷粉体采用的原料简单，制作工艺简单，成本低，并且它与被连接部件有良好的浸润性和相容性。此外，还具有热膨胀系数可调，热稳定性好的优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种密封玻璃粉体和由该粉体烧结形成的密封玻璃，还涉及一种密封玻璃陶瓷粉体和由该玻璃陶瓷粉体烧结形成的密封玻璃陶瓷，本发明还涉及用所述的密封玻璃粉体及密封玻璃陶瓷粉体实现封接的方法。
背景技术
燃料电池具有能量转换效率高、燃料选择范围广、操作方便、环境友好、经久耐用等优点，适用于电站乃至移动式电源的构建，是公认的绿色能源。固体氧化物燃料电池(SOFC)有板式和管式两种结构，板式SOFC具有功率密度高、制备工艺简单、制备成本低等优点，中温(600-800℃)板式SOFC是当前国内外SOFC研究的热点。板式SOFC的密封至今未得到良好的解决，密封材料无法满足SOFC长期稳定运行的要求。当前，密封成为板式SOFC发展的主要障碍之一。
现有技术中的密封方法主要有压密封和硬密封两种。压密封需要额外施加压力，增加了燃料电池建堆的难度，并且存在泄漏速率较高等缺点；硬密封还需要进一步解决密封材料的化学相容性、热稳定性、抗热应力等问题。本发明涉及的由玻璃粉体、玻璃陶瓷粉体制备而成的玻璃、玻璃陶瓷材料属于硬密封的范围。
玻璃粉体及玻璃陶瓷粉体具有成本低、容易封接、易于规模化生产等优点，是国内外广泛研究与采用的SOFC封接材料，已经进行了较为广泛的研究，如CN1469497A、CN1234617A、CN1414646A、CN1494176A、CN1649186A、CN1465647A、CN1469497、CN1746252A、CN1812159A、CN101075665A、US6475938、US6291092、US6541146、US5453331等公开了一系列由玻璃粉体及玻璃陶瓷粉体制备而成的玻璃、玻璃陶瓷密封材料。这些研究主要集中在玻璃及玻璃陶瓷密封材料在氧化及还原气氛下的化学稳定性，以及与SOFC其它部件材料间热膨胀系数的匹配性和在操作温度下的粘度等方面。以上专利所涉及的密封材料均未能完全解决热稳定性、相容性、热膨胀系数匹配性等问题，这些因素严重限制了密封材料的使用寿命(SOFC密封材料的使用寿命主要由两个指标控制：稳定运行时间和热循环次数)。在公开号为CN100376046C的中国专利申请中公开了
“一种中温密封玻璃及用于固体氧化物燃料电池密封的方法”一文，文中的玻璃中所含组分及各组分的摩尔百分含量为：SiO220％-40％、B2O35％-40％、BaO18.6％-41.6％、La2O30-11％、Y2O30-10％、ZrO0-30％，经实验证明此种组成的玻璃容易和SOFC中的连接极材料等发生反应，使得密封玻璃失去密封性。
近阶段，陶瓷增强玻璃复合材料成为SOFC密封材料的研究热点，此种材料能够大幅度的提高密封材料的机械性能，但需要解决玻璃相与陶瓷相相容性(物理相容、化学相容)的关键问题。《欧洲陶瓷》杂志2007年27期1817-1822页的文章《Glass composite seals for SOFC application》公开了NAS玻璃/MgO材料，《燃料电池快报》杂志2006年9期12-15页的文章《Joining properties of a composite glass-ceramic sealant》公开了BCS玻璃/ZrO2材料，《电源技术》杂志2007年170期395-400页的文章《Novel alkalineearth silicate sealing glass for SOFC Part II.Sealing and interfacialmicrostructure》公开了Sr—Ca—Ni—Y—B硅酸盐玻璃/NiO的材料。陶瓷增强玻璃密封材料的开发使SOFC密封材料取得了进一步的发展，但仍然存在热稳定的问题。在SOFC运行温度下，玻璃相与陶瓷相的反应引起这些材料的热膨胀系数等重要性质的恶化，从而导致密封的失效，不能适应SOFC的长期运行。究其原因，陶瓷增强玻璃密封材料的性能恶化是因为玻璃的组成不够合理，和陶瓷材料之间不相容。玻璃的性质是由玻璃的结构决定的，而玻璃的成分又决定了玻璃的结构，因而玻璃组成的组合、变化，甚至其中某一组分含量的微小变化都会导致玻璃性质的改变。因此需要对玻璃组成进行设计，以解决玻璃和陶瓷之间的化学相容性，使密封材料获得良好的热稳定性、化学稳定性，能够满足SOFC长期运行的要求。
发明内容
本发明的一目的是提供一种密封玻璃粉体。
本明的另一目的是提供一种密封玻璃陶瓷粉体。
本发明的再一目的是提供一种密封玻璃。
本发明的再一目的是提供一种密封玻璃陶瓷。
本发明的再一目的是提供一种密封玻璃，该密封玻璃用于金属、陶瓷、金属和陶瓷之间的密封。
本发明的再一目的是提供一种密封玻璃陶瓷，该密封玻璃陶瓷用于金属、陶瓷、金属和陶瓷之间的密封。
本发明的再一目的是提供一种用所述的密封玻璃粉体实现密封待封接物的方法。
本发明的再一目的是提供一种用所述的密封玻璃陶瓷粉体实现密封待封接物的方法。
本发明一方面提供了一种密封玻璃粉体，该粉体由玻璃制成，该玻璃包含20-40mol％的SiO2、10-30mol％的B2O3、10-40mol％的BaO、2-15mol％的MgO、0.1-5mol％的La2O3、2-10mol％的Y2O3、1-5mol％的ZrO2、0-15mol％的SrO和0-30mol％的CaO。现有技术中，玻璃可通过组成玻璃的氧化物或其碳酸盐等烧制而成。
本发明另一方面提供了一种密封玻璃陶瓷粉体，该粉体包含玻璃粉体和氧化物粉体，并且所述的氧化物粉体选自1)MgO、2)ZrO2和3)用Y2O3稳定的ZrO2中的一种或几种。
优选地，所述的玻璃陶瓷粉体包含60-90vol％的密封玻璃粉体和10-40vol％的氧化物粉体。
本发明再一方面提供了一种密封玻璃，所述的密封玻璃用于1)金属、2)陶瓷或3)金属和陶瓷之间的密封，其中所述的密封玻璃由所述的密封玻璃粉体制成。现有技术中，密封玻璃由所述的密封玻璃粉体烧结制成。
优选地，所述的密封玻璃用于固体氧化物燃料电池的1)连接极、2)电极、3)电解质或4)连接极和电解质之间的密封。
更优选地，所述密封玻璃的热膨胀系数为9.5-13.0*10-6K-1。
最优选地，所述密封玻璃在650-800℃的粘度为8-11分帕秒。
本发明再一方面提供了一种密封玻璃陶瓷，所述的密封玻璃陶瓷用于1)金属、2)陶瓷或3)金属和陶瓷之间的密封，其中所述的密封玻璃陶瓷由所述的密封玻璃陶瓷粉体制成。现有技术中，密封玻璃陶瓷可通过组成密封玻璃陶瓷的粉体烧结而成。
优选地，所述的密封玻璃陶瓷用于固体氧化物燃料电池的1)连接极、2)电极、3)电解质或4)连接极和电解质之间的密封。
更优选地，所述密封玻璃陶瓷的热膨胀系数在9.5-13.0*10-6K-1之间。
最优选地，所述密封玻璃陶瓷在650-800℃的粘度为8-11分帕秒。
本发明再一方面提供了一种用所述的密封玻璃粉体实现密封待封接物的方法，所述的待封接物为1)金属、2)陶瓷或3)金属和陶瓷。
优选地，该方法包括以下步骤：
a.首先在80-100℃下，将所述的密封玻璃粉体、塑化剂和分散剂混合，形成混合浆体，并将混合浆体注入模具，冷却脱模，得到玻璃素坯，优选地，所述的塑化剂为石蜡，所述的分散剂为油酸或硬脂酸；
b.将步骤a得到的玻璃素坯在100-150℃，保温15-45min，得到硬化的玻璃素坯；
c.将硬化的玻璃素坯置于待封接物之间，以3-7℃/min的速度加热到700-800℃，保温2-5h，再以3-7℃/min的速度降温到680-630℃，实现待封接物之间的密封。
本发明再一方面提供了一种用所述的密封玻璃陶瓷粉体实现密封待封接物的方法，所述的待封接物为1)金属、2)陶瓷或3)金属和陶瓷。
优选地，该方法包括以下步骤：
a.在80-100℃下，将所述的密封玻璃陶瓷粉体、塑化剂和分散剂混合，形成混合浆体，并将混合浆体注入模具，冷却脱模，得到玻璃陶瓷素坯，优选地，所述的塑化剂为石蜡，所述的分散剂为油酸或硬脂酸；
b.将步骤a得到的玻璃陶瓷素坯在100-150℃，保温45-75min，得到硬化的玻璃陶瓷素坯；
c.将硬化的玻璃陶瓷素坯置于待封接物之间，以3-7℃/min的速度加热到800-1000℃，保温3-8h，再以3-7℃/min的速度降温到850-750℃，实现待封接物密封。
密封玻璃的性质是由密封玻璃的结构决定的，而玻璃的成分又决定了玻璃的结构，因而玻璃组成的组合、变化，甚至其中某一组分含量的微小变化都会导致玻璃性质的改变。此前，SOFC密封玻璃的开发主要集中于硅(铝)酸盐玻璃，此类玻璃易于析晶或容易和与之相接触的其他物相反应，稳定性较差，也就失去了密封作用。本发明中的密封玻璃粉体，在现有密封玻璃的基础上增加了MgO作为玻璃网络修饰物，不再添加ZnO和TiO2，并优化其含量，它的性质更加稳定。之所以性质更加稳定，是因为它的玻璃网络由[SiO4]和[BO4]四面体共同组成，此种玻璃网络的稳定性优异；与此同时，玻璃网络修饰物之间的多碱混合效应也提高了其稳定性，因而此种玻璃不容易析出晶体，也不容易与被密封对象之间反应。另外，本发明中的密封玻璃组成中还含有Mg、Y、Zr等元素，这些元素能够有效的抑制玻璃与所述氧化物粉体之间的反应，并且本发明中的密封玻璃中La元素能够促进玻璃热膨胀系数的稳定。本发明中密封玻璃的热膨胀系数为9.5-13.0*10-6K-1。本发明所涉及的此种密封玻璃的网络结构十分稳定，析晶活化能很高，在使用条件下其性质非常稳定，热处理数千小时不会析晶，热膨胀系数恒定，并且与被密封的陶瓷材料和金属之间具有良好的相容性。并且此类玻璃能够良好的浸润SOFC被封接部件，如电解质和连接极等。
本发明中的密封玻璃陶瓷中含有玻璃相和陶瓷相共同组成的双网络结构，因而其除了具有上述密封玻璃的特点外，机械性能亦有大幅度的提高，抵抗热应力的能力也有大幅度的增强。同时，陶瓷相组分的可调性使之实现了：(a)热膨胀系数可调，以保证热膨胀系数的匹配；(b)粘度可调，确保密封材料具有合适的封接温度和使用温度，本发明中密封玻璃和密封玻璃陶瓷在650-800℃的黏度为8-11分帕秒。
本发明中的密封玻璃含有多种不同配方，部分配方的组成及热膨胀系数见表1。
表1.部分密封玻璃的配方及其热膨胀系数
本发明中的玻璃陶瓷粉体由上述玻璃粉体(60vol％-90vol％)和MgO、ZrO2、用Y2O3稳定的ZrO2(英文缩写：YSZ)中的一种或几种复合而成。本发明中的部分密封玻璃陶瓷配方的组成及热膨胀系数见表2。
表2.密封玻璃陶瓷的配方及其热膨胀系数
玻璃3和玻璃6分别表示表1.中序号为3和6的玻璃。
本发明的有益效果为本发明中的密封玻璃具有极好的热稳定性，该玻璃在650℃、700℃、800℃处理1000-3000小时后，无析晶现象，热膨胀系数稳定；该玻璃与被连接对象有着良好的相容性，在使用温度下无明显的反应；该玻璃的热膨胀系数与SOFC被封接部件匹配性良好。本发明中由玻璃陶瓷粉体制备而成的密封玻璃陶瓷同样具有以上优点。
本发明中玻璃粉体和玻璃陶瓷粉体用于固体氧化物燃料电池密封时，它和SOFC连接极(SS430)、电解质具有良好的浸润性和相容性。
本发明中玻璃粉体和玻璃陶瓷粉体制备而成的密封玻璃和密封玻璃陶瓷具有热膨胀系数可调(9.5-13.0×10-6K-1)，能适应SOFC不同封接部位的需求。
本发明中玻璃和玻璃陶瓷粉体制备而成的密封玻璃和玻璃陶瓷具有热稳定性好(1000-3000小时)的特点。
本发明中玻璃和玻璃陶瓷粉体制备而成的密封玻璃和玻璃陶瓷具有使用寿命长(1000-3000小时)、能实现数百次热循环(200-500次)的特点。
本发明中由玻璃和玻璃陶瓷粉体实现封接时，采用的成型工艺为改进热压铸法，与普通热压铸法相比，减少了排蜡过程，增加了硬化过程。
本发明制备固体氧化物燃料电池使用的密封材料所采用的原料简单，制作工艺简单，成本低，适合于电池堆使用。
附图说明
以下，结合附图来详细说明本发明的实施例，其中：
图1为本发明实施例1密封玻璃、实施例2和实施例3密封玻璃陶瓷的使用寿命-泄漏速率图。
图2为本发明实施例1密封玻璃、实施例2和实施例3密封玻璃陶瓷的循环次数-泄漏速率图。
具体实施方式
实施例1
(1)以25mol％SiO2、22mol％B2O3、20mol％BaO、20mol％CaO、6mol％MgO、0.5mol％La2O3、5mol％Y2O3、1.5mol％ZrO2的配比称取各组分，混合均匀，置于铂金坩锅中。
(2)把装有原料的坩锅置于马弗炉中，在1300℃保温4小时，降温至800℃取出水淬，制成玻璃材料，再将玻璃材料粉碎成玻璃碎块，把玻璃碎块球磨成粉体形式，粉体的粒径为50-60μm，烘干。
(3)加热石蜡7.5g至100℃，加入92g玻璃粉体，搅拌混合，加入0.5g油酸，混合均匀形成蜡浆。
(4)将蜡浆注入模具、冷却、脱模，得到玻璃素坯。
(5)将步骤(4)得到的玻璃素坯在130℃保温0.5h，使之硬化。
(6)把硬化的玻璃素坯置于燃料电池连接极(不锈钢SS430)和电池片(陶瓷)之间，以5℃/min加热至750℃保温3h，以5℃/min降温到此种密封玻璃材料的使用温度650℃，完成连接极和电池片之间封接，此时的玻璃素坯形成了密封玻璃。
(7)密封玻璃使用寿命测试，在使用温度下保温3000h，泄漏速率见图1，从图中可以看出在整个测试过程中，泄漏速率一直低于0.001sccm/cm，远远小于临界值0.09sccm/cm，说明此种密封玻璃在操作温度下的使用寿命可超过3000小时
(8)热循环性能测试，热循环机制为
泄漏速率-循环次数关系图见图2，从图中可以看出此种密封玻璃在经过了500次热循环之后，仍然具有良好的密封性能，即，泄漏速率远远小于临界值0.09sccm/cm。
实施例2
(1)以25mol％SiO2、22mol％B2O3、20mol％BaO、10mol％SrO、10mol％CaO、6mol％MgO、0.5mol％La2O3、5mol％Y2O3、1.5mol％ZrO2的配比称取各组分，混合均匀，置于铂金坩锅中。
(2)把装有原料的坩锅置于马弗炉中，在1300℃保温3小时，降温至800℃取出水淬，制成玻璃材料，再将玻璃材料粉碎成玻璃碎块，把玻璃碎块球磨成玻璃粉，玻璃粉体的粒径为90-100μm，烘干。
(3)以80vol％玻璃粉体，10vol％MgO，10vol％用Y2O3稳定的ZrO2的配比称取各组分，混合均匀，得到玻璃陶瓷粉体。
(4)加热石蜡15.0g至100℃，加入83.0g玻璃陶瓷粉体，搅拌混合，加入1.0g油酸、1.0g硬脂酸，混合均匀形成蜡浆。
(5)将蜡浆注入模具、冷却、脱模，得到具有玻璃陶瓷素坯。
(6)将步骤(5)得到的玻璃陶瓷素坯在100℃保温45，使之硬化。
(7)把硬化的玻璃陶瓷素坯置于燃料电池连接极(不锈钢SS430)之间，以3℃/min加热至800℃保温3h，以3℃/min降温到此种密封玻璃陶瓷的使用温度750℃，完成连接极之间封接。
(8)密封玻璃陶瓷使用寿命的测试，在使用温度下保温2200h，泄漏速率见图1，从图中可以看出在整个测试过程中，泄漏速率一直低于0.001sccm/cm，远远小于临界值0.09sccm/cm，说明此种密封材料在操作温度下的使用寿命可超过2200小时。
(9)热循环性能测试，热循环机制为
泄漏速率-循环次数关系图见图2，从图中可以看出此种密封材料在经过了250次热循环之后，仍然具有良好的密封性能，即，泄漏速率远远小于临界值0.09sccm/cm。
实施例3
(1)以23mol％SiO2、24mol％B2O3、25mol％BaO、15mol％CaO、5mol％MgO、1mol％La2O3、5mol％Y2O3、2mol％ZrO2的配比称取各组分，混合均匀，置于铂金坩锅中。
(2)把装有原料的坩锅置于马弗炉中，在1300℃保温5小时，降温至800℃取出水淬，制成玻璃材料，再将玻璃材料粉碎成玻璃碎块，把玻璃碎块球磨成玻璃粉体，烘干。
(3)以80vol％玻璃粉体，5vol％MgO，5vol％ZrO2，10vol％用Y2O3稳定的ZrO2的配比称取各组分，混合均匀，得到玻璃陶瓷粉体。
(4)加热石蜡10g至80℃，加入88.5g玻璃陶瓷粉体，搅拌混合，加入0.5g油酸、1.0g硬脂酸，混合均匀形成蜡浆。
(5)将蜡浆注入模具、冷却、脱模，得到玻璃陶瓷素坯。
(6)将步骤(5)得到的玻璃陶瓷素坯在130℃保温1h，使之硬化。
(7)把密封材料素坯置于燃料电池连接极(不锈钢SS430)和电池片(陶瓷)之间，以5℃/min加热至900℃保温5h，以5℃/min降温到此种密封玻璃陶瓷的使用温度(750℃)，完成连接极和电池片之间封接。
(8)密封玻璃陶瓷使用寿命测试，在使用温度下保温1000h，泄漏速率见图1，从图中可以看出在整个测试过程中，泄漏速率一直低于0.00075sccm/cm，远远小于临界值0.09sccm/cm，说明此种密封材料在操作温度下的使用寿命可超过1000小时。
(9)热循环性能测试，热循环机制为泄漏速率-循环次数关系图见图2，从图中可以看出此种密封材料在经过了200次热循环之后，仍然具有良好的密封性能，即，泄漏速率远远小于临界值0.09sccm/cm。
实施例4
(1)以40mol％SiO2、10mol％B2O3、10mol％BaO、5mol％CaO、15mol％MgO、5mol％La2O3、5mol％Y2O3、5mol％ZrO2和5mol％SrO2的配比称取各组分，混合均匀，置于铂金坩锅中。
(2)把装有原料的坩锅置于马弗炉中，在1300℃保温4小时，降温至800℃取出水淬，制成玻璃材料，再将玻璃材料粉碎成玻璃碎块，把玻璃碎块球磨成玻璃粉，玻璃粉体的粒径为50-60μm，烘干。
(3)加热石蜡7.5g至100℃，加入92g玻璃粉体，搅拌混合，加入0.5g油酸，混合均匀形成混合浆体。
(4)将混合浆体注入模具、冷却、脱模，得到玻璃素坯。
(5)将步骤(4)得到的玻璃素坯在100℃保温0.5h，使之硬化。
(6)把硬化的玻璃素坯置于固体氧化物燃料电池的电池片(陶瓷)之间，以3℃/min加热至700℃保温2h，以3℃/min降温到此种密封材料的使用温度630℃，完成电池片之间封接，此时的玻璃素坯形成了密封玻璃。
实施例5
本实施例与实施例4的步骤(1)和(2)相同，其余步骤如下：
(3)以90vol％玻璃粉体，10vol％MgO的配比称取各组分，混合均匀，形成玻璃陶瓷粉体。
(4)加热石蜡10g至100℃，加入88.5g的玻璃陶瓷粉体，搅拌混合，加入0.5g油酸、1.0g硬脂酸，混合均匀形成蜡浆。
(5)将蜡浆注入模具、冷却、脱模，得到玻璃陶瓷素坯。
(6)将步骤(5)得到的玻璃陶瓷素坯在150℃保温75min，使之硬化，得到硬化的玻璃陶瓷素坯。
(7)把硬化的玻璃陶瓷素坯置于固体氧化物燃料电池的电池片(陶瓷)之间，以7℃/min加热至1000℃保温8h，以7℃/min降温到此种密封材料的使用温度850℃，完成电池片之间封接，此时的玻璃陶瓷素坯形成了密封玻璃陶瓷。
实施例6
本实施例与实施例1的步骤(1)和(2)相同，其余步骤如下：
(3)加热石蜡7.5g至80℃，加入92g玻璃粉体，搅拌混合，加入0.5g油酸，混合均匀形成蜡浆。
(4)将蜡浆注入模具、冷却、脱模，得到玻璃素坯。
(5)将步骤(4)得到的玻璃素坯在150℃保温45min，使之硬化。
(6)把硬化的玻璃素坯置于燃料电池连接极(不锈钢SS430)和电池片(陶瓷)之间，以7℃/min加热至800℃保温5h，以7℃/min降温到此种密封材料的使用温度680℃，完成连接极和电池片之间封接，此时的玻璃素坯形成了密封玻璃。
Claims (16)
1.一种密封玻璃粉体，该粉体由玻璃制成，该玻璃包含20-40mol％的SiO2、10-30mol％的B2O3、10-40mol％的BaO、2-15mol％的MgO、0.1-5mol％的La2O3、2-10mol％的Y2O3、1-5mol％的ZrO2、0-15mol％的SrO和0-30mol％的CaO。
2.一种密封玻璃陶瓷粉体，该粉体包含60-90vol％的权利要求1所述的密封玻璃粉体和10-40vol％的氧化物粉体，所述的氧化物粉体选自1)MgO、2)ZrO2和3)用Y2O3稳定的ZrO2中的一种或几种。
3.一种密封玻璃，所述的密封玻璃用于1)金属、2)陶瓷或3)金属和陶瓷之间的密封，其特征在于，所述的密封玻璃由权利要求1所述的密封玻璃粉体制成。
4.根据权利要求3所述的密封玻璃，其特征在于，所述的密封玻璃用于固体氧化物燃料电池的1)连接极、2)电极、3)电解质或4)连接极和电解质之间的密封。
5.根据权利要求3或4所述的密封玻璃，其特征在于，所述密封玻璃的热膨胀系数为9.5-13.0*10-6K-1。
6.根据权利要求3或4所述的密封玻璃，其特征在于，所述密封玻璃在650-800℃的粘度为8-11分帕秒。
7.一种密封玻璃陶瓷，所述的密封玻璃陶瓷用于1)金属、2)陶瓷或3)金属和陶瓷之间的密封，其特征在于，所述的密封玻璃陶瓷由权利要求2所述的密封玻璃陶瓷粉体制成。
8.根据权利要求7所述的密封玻璃陶瓷，其特征在于，所述的密封玻璃陶瓷用于固体氧化物燃料电池的1)连接极、2)电极、3)电解质或4)连接极和电解质之间的密封。
9.根据权利要求7或8所述的密封玻璃陶瓷，其特征在于，所述密封玻璃陶瓷的热膨胀系数为9.5-13.0*10-6K-1。
10.根据权利要求7或8所述的密封玻璃陶瓷，其特征在于，所述密封玻璃陶瓷在650-800℃的粘度为8-11分帕秒。
11.一种用权利要求1所述的密封玻璃粉体实现密封待封接物的方法，所述的待封接物为1)金属、2)陶瓷或3)金属和陶瓷。
12.根据权利要求11所述的方法，该方法包括以下步骤：
a.首先在80-100℃下，将所述的密封玻璃粉体、塑化剂和分散剂混合，形成混合浆体，并将混合浆体注入模具，冷却脱模，得到玻璃素坯；
b.将步骤a得到的玻璃素坯在100-150℃，保温15-45min，得到硬化的玻璃素坯；
c.将硬化的玻璃素坯置于待封接物之间，以3-7℃/min的速度加热到700-800℃，保温2-5h，再以3-7℃/min的速度降温到680-630℃，实现待封接物之间的密封。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，在步骤a)中，所述的塑化剂为石蜡，所述的分散剂为油酸或硬脂酸。
14.一种用权利要求2所述的密封玻璃陶瓷粉体实现密封待封接物的方法，所述的待封接物为1)金属、2)陶瓷或3)金属和陶瓷。
15.根据权利要求14所述的方法，该方法包括以下步骤：
a.在80-100℃下，将所述的密封玻璃陶瓷粉体、塑化剂和分散剂混合，形成混合浆体，并将混合浆体注入模具，冷却脱模，得到玻璃陶瓷素坯；
b.将步骤a得到的玻璃陶瓷素坯在100-150℃，保温45-75min，得到硬化的玻璃陶瓷素坯；
c.将硬化的玻璃陶瓷素坯置于待封接物之间，以3-7℃/min的速度加热到800-1000℃，保温3-8h，再以3-7℃/min的速度降温到850-750℃，实现待封接物之间的密封。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，在步骤a)中，所述的塑化剂为石蜡，所述的分散剂为油酸或硬脂酸。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2008102233674A CN101684034B (zh) | 2008-09-26 | 2008-09-26 | 一种密封玻璃粉体、密封玻璃陶瓷粉体及应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2008102233674A CN101684034B (zh) | 2008-09-26 | 2008-09-26 | 一种密封玻璃粉体、密封玻璃陶瓷粉体及应用 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101684034A CN101684034A (zh) | 2010-03-31 |
| CN101684034B true CN101684034B (zh) | 2011-07-27 |
Family
ID=42047458
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2008102233674A Active CN101684034B (zh) | 2008-09-26 | 2008-09-26 | 一种密封玻璃粉体、密封玻璃陶瓷粉体及应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101684034B (zh) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101857457A (zh) * | 2010-05-19 | 2010-10-13 | 中国电子科技集团公司第四十三研究所 | 一种陶瓷复合基板与金属结合的过渡层及其制备方法 |
| CN102503136B (zh) * | 2011-11-14 | 2013-10-30 | 中国科学院上海硅酸盐研究所 | 中低温固体氧化物燃料电池用封接材料及其制备方法 |
| CN102386345B (zh) * | 2011-11-14 | 2013-10-23 | 中国科学院上海硅酸盐研究所 | 中低温固体氧化物燃料电池用密封垫及其制备方法和应用 |
| CN102701591A (zh) * | 2012-06-07 | 2012-10-03 | 上海大学 | 用于光电器件封装的激光封装的玻璃粉密封料 |
| CN114436533B (zh) * | 2020-11-04 | 2022-12-13 | 中国科学院上海硅酸盐研究所 | 一种固体氧化物燃料电池用复合密封材料及其制备方法和应用 |
| CN116813202B (zh) * | 2023-06-16 | 2024-03-19 | 潮州三环（集团）股份有限公司 | 一种微晶玻璃材料及其制备方法与应用 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6475938B1 (en) * | 1997-04-14 | 2002-11-05 | Norsk Hydro Asa | Method of forming a glass ceramic material |
| CN1469497A (zh) * | 2002-10-25 | 2004-01-21 | 一种固体氧化物燃料电池用高温封接材料和封接方法 | |
| CN1812159A (zh) * | 2005-01-28 | 2006-08-02 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种中温密封玻璃及用于固体氧化物燃料电池密封的方法 |
| CN101148322A (zh) * | 2007-06-29 | 2008-03-26 | 清华大学 | 固体氧化物燃料电池用微晶玻璃封接材料及其封接方法 |
-
2008
- 2008-09-26 CN CN2008102233674A patent/CN101684034B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6475938B1 (en) * | 1997-04-14 | 2002-11-05 | Norsk Hydro Asa | Method of forming a glass ceramic material |
| CN1469497A (zh) * | 2002-10-25 | 2004-01-21 | 一种固体氧化物燃料电池用高温封接材料和封接方法 | |
| CN1812159A (zh) * | 2005-01-28 | 2006-08-02 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种中温密封玻璃及用于固体氧化物燃料电池密封的方法 |
| CN101148322A (zh) * | 2007-06-29 | 2008-03-26 | 清华大学 | 固体氧化物燃料电池用微晶玻璃封接材料及其封接方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101684034A (zh) | 2010-03-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101684034B (zh) | 一种密封玻璃粉体、密封玻璃陶瓷粉体及应用 | |
| CN101148322B (zh) | 固体氧化物燃料电池用微晶玻璃封接材料及其封接方法 | |
| EP3392226A1 (en) | Magnesium aluminum spinel brick preparation method and magnesium aluminum spinel brick prepared using same | |
| CN103570372B (zh) | 中低温固体氧化物燃料电池用玻璃-陶瓷密封材料及制备方法 | |
| CN101072676A (zh) | 玻璃和玻璃－陶瓷密封剂组合物 | |
| CN106277794B (zh) | 玻璃-玻璃复合密封材料及其制备方法和应用 | |
| Luo et al. | Improving sealing properties of CaO-SrO-Al2O3-SiO2 glass and glass-ceramics for solid oxide fuel cells: Effect of La2O3 addition | |
| CN101506117A (zh) | 用于固体氧化物燃料电池的玻璃陶瓷密封物 | |
| CN102976721A (zh) | 一种低温烧成的陶瓷釉面砖及其制备方法 | |
| CN102336523B (zh) | 高导热稀土/AlN/微晶玻璃复合材料及其制备方法 | |
| CN100438183C (zh) | 平板式固体氧化物燃料电池的中高温封接方法 | |
| CN100536195C (zh) | 一种500～800℃中温固体氧化物燃料电池密封材料及制备方法 | |
| CN104176936A (zh) | 玻璃质或至少部分结晶的接合材料及其用途 | |
| CN108558215A (zh) | 一种高强度低热膨胀系数微晶玻璃及其制备方法 | |
| CN106083082A (zh) | 一种莫来石‑刚玉复合匣钵的制备方法 | |
| CN106083084A (zh) | 一种镁橄榄石‑刚玉复合匣钵的制备方法 | |
| CN102503149B (zh) | 一种太阳能电池正极银浆用低铅玻璃粉及其制备方法 | |
| CN111908797A (zh) | 一种低热膨胀堇青石基微晶玻璃材料及其制备方法 | |
| CN108585517A (zh) | 一种镁铝硅系低热膨胀系数微晶玻璃材料及其制备方法 | |
| CN114349349B (zh) | 一种中高温sofc封接微晶玻璃及封接材料、制备方法和使用方法 | |
| CN101475312B (zh) | 一种铜封玻璃粉及其制备和应用 | |
| CN101456748B (zh) | 软磁铁氧体烧结窑用推板及其制造方法 | |
| CN102674805A (zh) | 一种高性能特殊陶瓷材料及陶瓷器皿 | |
| CN100376046C (zh) | 一种中温密封玻璃及用于固体氧化物燃料电池密封的方法 | |
| CN105801119A (zh) | 一种微波介电ltcc材料及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |