DE2824750A1 - Verbundkoerper aus einem beta -aluminiumoxydsubstrat und einem glasueberzug darauf - Google Patents
Verbundkoerper aus einem beta -aluminiumoxydsubstrat und einem glasueberzug daraufInfo
- Publication number
- DE2824750A1 DE2824750A1 DE19782824750 DE2824750A DE2824750A1 DE 2824750 A1 DE2824750 A1 DE 2824750A1 DE 19782824750 DE19782824750 DE 19782824750 DE 2824750 A DE2824750 A DE 2824750A DE 2824750 A1 DE2824750 A1 DE 2824750A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- composite body
- glass
- substrate
- beta
- glass coating
- 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.)
- Withdrawn
Links
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims description 50
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims description 37
- 238000000576 coating method Methods 0.000 title claims description 34
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 title claims description 33
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 title claims description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 title 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 71
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims description 32
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims description 31
- 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 claims description 28
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims description 9
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims description 9
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 claims 1
- 229910000873 Beta-alumina solid electrolyte Inorganic materials 0.000 description 25
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 24
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 7
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 6
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 6
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 6
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 5
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 3
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 3
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 3
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 3
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 3
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 3
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000005394 sealing glass Substances 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N Alumina Chemical class [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 229910000287 alkaline earth metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- VXAUWWUXCIMFIM-UHFFFAOYSA-M aluminum;oxygen(2-);hydroxide Chemical compound [OH-].[O-2].[Al+3] VXAUWWUXCIMFIM-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 239000005351 kimble Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000007784 solid electrolyte Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
- C04B35/10—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on aluminium oxide
- C04B35/111—Fine ceramics
- C04B35/113—Fine ceramics based on beta-aluminium oxide
-
- 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
-
- 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
- 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
- H01M50/184—Sealing members characterised by their shape or structure
-
- 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
- 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
- H01M50/197—Sealing members characterised by the material having a layered structure
-
- 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
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/21—Circular sheet or circular blank
- Y10T428/215—Seal, gasket, or packing
-
- 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
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/24—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
- Y10T428/24273—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.] including aperture
- Y10T428/24322—Composite web or sheet
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
- Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
Description
GEIiERAL ELECTRIC COMPANY
1 River Roaa
Schenectaay, N.Y., U.S.A.
Schenectaay, N.Y., U.S.A.
Verbundkörper aus einem beta-Aluminiumoxydsubstrat
und einem Glasüberzug darauf
Die Erfindung betrifft allgemein einen Verbundkörper und mehr im besonderen einen Verbundkörper mit einem beta-Aluminiumoxydsubstrat
und einem spezifischen Glasüberzug darauf.
Solche Verbundkörper sind brauchbar als Dichtungsflansche für
feste Elektrolytrohre in Natrium/Schwefel-Zellen. Eine solche Natrium/Schwefel-Zelle mit einem Dichtungsflansch ist in
der US-PS 3 96O 596 beschrieben.
Die Bezeichnung "beta-Aluminiumoxyd", wie sie in der vorliegenden
Anmeldung verwendet wird, schliesst beta-Aluminiumoxyd, beta"-Aluminiumoxyd, Mischungen dieser Aluminiumoxyde
und verwandte Verbindungen ein.
809850/1004
In der US-PS 3 2fil 309 ist ein Verfahren zum Verbinden eines
polykristallinen Keramikteiles aus Aluminluinoxyd hoher Dichte
mit einem anderen polykristallinen Keramiktell aus Aiuffiinlumoxyd
hoher Dichte beschrieben;, bei dem auf die miteinander
zu verbindenden Oberflächen eine Suspension eines Dichtungsglaspuivers aufgebracht wird, das hauptsächlich aus AluminiuBioxyd
und einem Erdalkalioxyd in solchen Proportionen besteht, dass dessen Schmelztemperatur geringer Ist als der Schmelzpunkt
eines der zu verbindenden Teile, dass man die zu verbindenden Teile zusammenbringt und auf eine Temperatur erhitzt,
die ausreicht, das Dichtungsglaspulver zu verflüssigen,
die jedoch unterhalb des Schmelzpunktes der zu verbindenden Teile liegt.
In der US-PS 3 960 59ö ist ein äellengehäuse und eine hermetisch
abgedichtete Natrium/Schwefel-Batterie beschrieben, die BiIt einem elektrisch isolierenden Keramikring aus z.B. alpha-Aluminlumoxyd
gebildet ist. Ein Innengehäuse aus einem festen Matriumionen-leitenden Material aus Hatrlum-beta-Aluminlumoxyd
mit einem offenen Ende hat einen Teil seiner Aussenwand benachbart dem offenen Ende abgedichtet mit einer Glasaiehtung
innerhalb und mit dem alpha-Aluminiumoxyd-Ring, jäin Paar
von Aussenmetallgehäusen mit entgegengesetzt offenen Enden
ist mittels entsprechender Glasdichtungen mit den gegenüberliegenden
Oberflächen des alpha-Aluminiumoxyd-Ringes abgedichtet
verbunden. Für die verbleibenden offenen Enden der äusseren Metallgehäuse sind entfernbare,metallische, abgeschlossene
Endstücke vorgesehen. Für jedes der obigen Glasdiehtungen
Ist Glas in Form einer Dichtungsscheibe vorgesehen, die zwischen den miteinander dicht zu verbindenden
Teilen angeordnet ist. Die mit der Glasdichtung dazwischen angeordneten Teile werden dann erhitzt, wobei die Glasdichtungen
diese Teile dicht miteinander verbinden. Nach der Beschreibung sind diese Glasdichtungen hergestellt aus
809850/1004
-H-
geeignetem Natrium- und Schwefel-beständigen Glas, wie Corning-Glas
Nr. 7052, General Electric Company-Glas Nr. 1013, Sovirel-Glas Nr. 7^7 oder Kimble-Glas Nr* N-5IA.
Die vorliegende Erfindung ist gerichtet auf einen Verbundkörper aus einem beta-Aluminiumoxydsubstrat und einem Natriumbeständigen Glasüberzug geringer Alkaliionenleitfähigkeit
darauf, wobei das Glas einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten nahe dem des beta-Aluminiumoxyds aufweist.
Gemäss einem Aspekt der Erfindung weist der Verbundkörper aus
einem beta-Aluminiumoxydsubstrat mindestens eine durchgehende Öffnung auf und der Natrium-beständige eine geringe Alkaliionenleitfähigkeit
aufweisende Glasüberzug darauf, der an der gesamten äusseren Oberfläche des Substrates haftet, hat
einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten von 7,3 bis 6,1 x 10"6 cm/cm/0C.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, die Glasdichtung zwischen dem Flansch und dem Rohr aus beta-Aluminiumoxyd in einer
Natrium/Schwefel-Zelle zu verbessern und dadurch die Lebensdauer der Zelle zu verlängern. Das metallische Natrium greift
die zwischen Flansch und Rohr liegende Glasdichtung an und dies kann zu einem Zerfall der Dichtung und zu einem nachfolgenden
Versagen der Zelle führen. Das Dichtungsglas reagiert auch in nachteiliger Weise mit dem beta-Aluminiumoxyd des
Rohres und trägt so zur Zerstörung der Glasdichtung bei. Ausserdem hat es sich als erwünscht erwiesen, die thermische
Ausdehnung des Glasdichtungsbereiches möglichst gering zu halten.
Vom Standpunkt der thermischen Belastung wäre beta-Aluminiumoxyd für den Flansch ideal. Dieser Flansch muss jedoch sowohl
809850/1004
mit dem Rohr aus beta-Aluminiumoxyd als auch mit den beiden
gegenüberstehenden äusseren Metallgehäusen dicht verbunden werden. Die Glasdichtung würde so einem potentiellen Angriff
durch das metallische Natrium ausgesetzt sein. Ein noch ernsteres Problem bei der Auswahl ist, dass beta-Aluminiumoxyd
im Gegensatz zu alpha-Aluminiumoxyd ionenleitend ist.
Um dieses Problem zu überwinden, könnte eine Glasdichtung aus einem nicht ionenleitenden Glas zwischen dem Flansch
aus beta-Aluminiumoxyd und den äusseren Metallgehäusen verwendet werden. Es gibt jedoch noch ein weiteres Problem, da
die ausgesetzten Bereiche des Kontaktes zwischen dem Metallgehäuse und dem Flansch aus beta-Aluminiumoxyd als kurzgeschlossene
Natrium/Luft-Zellen wirken würden unter Bildung von Na2O und NaOri am Übergang und dies würde schliesslich die
Dichtungen zerstören.
Es wurde in der vorliegenden Erfindung festgestellt, dass ein Verbundkörper, z.B. ein Dichtungsflansch, aus einem beta-Aluminiumoxydsubstrat
hergestellt werden kann. Dieses Substrat weist einen Natrium-beständigen, eine geringe Alkaliionenleitfähigkeit
aufweisenden Glasüberzug auf, der an der äusseren Oberfläche des Substrates haftet. Dieser Glasüberzug hat einen
thermischen Ausdehnungskoeffizienten von 7j3 bis 6,1
χ 1O~ cm/cm/°C. Durch den Verbundkörper erstreckt sich mindestens eine öffnung. Es ist ein Bereich von einer bis zu
einer Vielzahl von öffnungen, die sich durch den Verbundkörper erstrecken, brauchbar. Der Glasüberzug bedeckt und haftet
an der Substratwand jeder öffnung, da diese Wand Teil der
äusseren Oberfläche des Substrates ist.
Es wurde festgestellt, dass der Glasüberzug für das beta-Aluminiumoxydsubstrat
deserfindungsgemässen Verbundkörpers aus Gläsern mit folgenden Zusammensetzungsbereichen ausgewählt
werden kann:
809850/1004
Komponente | cvj |
SiO | 3 |
B2O | °3 |
Al2 | |
BaO | |
CaO | |
MgO | 0 |
Na2 | |
κ2ο | 5 |
P2O |
Gew.-%
0 - | 35 |
10 - | 60 |
10 - | 30 |
10 - | 40 |
2 - | 15 |
0 - | 10 |
4 - | 14 |
0 - | 2 |
0 - | 20 |
Die obigen Glaszusammensetzungen sind dem Buch "Technical
Glasses" von M.B. VoIf, Seiten 399-400, veröffentlicht
durch Sir Isaac Pitman and Sons, Ltd., London, England, I96I, entnommen. Die obigen Glaszusammensetzungen zeigen
Natrium-Beständigkeit und geringe Alkaliionenleitfähigkeit, die für den Glasüberzug des erfindungsgemässen Verbundkörpers
erforderlich sind. Das dritte Erfordernis ist der thermische Ausdehnungskoeffizient, der für den Glasüberzug nahe
dem des beta-Aluminiumoxyds liegen soll. Ein solcher geeigneter
thermischer Ausdehnungskoeffizient liegt im Bereich von 7,3 bis 6,1 χ ίο" cm/cm/0C.
Aus den obigen Glaszusammensetzungsbereichen können verschiedene spezifische Glaszusammensetzungen ausgewählt werden,
deren thermischerAusfehnungskoeffizient im Bereich von
7,3 bis 6,1 χ 10~ cra/cm/°C liegt. Die für diesen Bereich der thermischen Ausdehnung erforderliche Glaszusammensetzung
wird erre-xhnet^wie in dem Artikel "The Influence of Chemical
809850/1004
Properties of Glasses" von F.P. Hall in dem "Journal of
the American Ceramic Society", Band 13, Seiten 1&2-199 (I93O) beschrieben.
Drei weitere spezifische Glaszusammensetzungen für die überzüge
des erfindungsgemässen Verbundkörpers sind die folgenden:
(1) 10 Gew.-% SiO2, 27 Gew.-% Al2O3, 10 Gew.-» CaO, 41,5 Gew.-%
B2O3, 6 Gew.-% Na 0, 0,5 Gew.-;& K3O und 5 Gew.-* BaO,
(2) 50 Gew.-^ SiO2, 10 Gew. -% B2O3, 10 Gew.-*' Al3O und
30 Gew.-% BaO und
(3) 17 Gew.-# SiO2, 43 Gew.-% B2O5, 10 Gew.-Ji Al3O3,
28 Gew.-% BaO und 2 Gew.-% Na3O.
Die erste Glas zusammensetzung ist auf Seite 399 des oben genannten Buches "Technical Glasses" angegeben. Die zweite
Glas zusammensetzung ist das General Electric Company-Glas Nr. 1013 und die dritte Glaszusammensetzung ist die bevorzugte
Zusammensetzung für den Glasüberzug des erfindungsgemässen
Verbundkörpers·
Es wurde auch festgestellt, aass ein Glasüberzug für das beta-Aluminiumoxydsubstrat
des erfindungsgemässen Verbundkörpers aus Gläsern mit den folgenden Zusammensetzungsbereichen ausgewählt
werden kann:
Komponente | Gew. | —J» |
Al2O3 | 42 - | 55 |
MgO | 0 - | 10 |
CaO | 30 - | 50 |
BaO | 0 - | 20 |
809850/1004
Bis wurde festgestellt, dass der erfindungsgemässe Verbundkörper
vorteilhaft ist als Dichtungsflansch für ein beta-Aluminiumoxydrohr
in einer Natrium/Schwefel-Zelle. Die erwünschte Eigenschaft des Flansches der Anpassung an die
thermische Ausdehnung des Rohres beseitigt das Problem der thermischen Belastung der Dichtung zwischen Rohr und Flansch.
Der Glasüberzug, der Natrium-beständig ist und eine geringe Alkaliionenleitfähigkeit hat, macht die Verwendung eines
Flansches aus einem beta-Aluminiumoxydsubstrat möglich und
beseitigt den Angriff durch das metallische Natrium. Der Glasüberzug ergibt eine Dichtung zwischen Rohr und Flansch
und zwischen dem Flansch und den äusseren Metallgehäusen.
Der Verbundkörper mit .einer einzigen durchgehenden öffnung
kann zusammen mit einem einzigen offenendigen Rohr aus festem ionenleitenden Material, wie Natrium-beta-Aluminiumoxyd
verwendet werden, und bildet dabei den Flansch für das Rohr. Ein Teil der Aussenwand des Rohres benachbart seinem
offenen Ende ist innerhalb und zur Wand der durch den Verbundkörper hindurchgehenden öffnung abgedichtet. Dabei liefert
der Glasüberzug auf der Wand der öffnung durch den Verbundkörper die Glasdichtung. In ähnlicher Weise kann der
Verbundkörper mit einer Vielzahl von durchgehenden Öffnungen zusammen mit einer Vielzahl von offenendigen Rohren aus
festem ionenleitenden Material,wie Natrium-beta-Aluminiumoxyd,
zur Bildung des Flansches für die Rohre eingesetzt werden. Dabei wird ein Teil der Aussenwand jedes Rohres
benachbart seinem offenen Ende innerhalb und mit einer 'der Wandöffnungen des Verbundkörpers abgedichtet verbunden.
Der erfindungsgemässe Verbundkörper wird aus einer Scheibe aus beta-Aluminiumoxyd, wie Natrium-beta-Aluminiumoxyd, hergestellt,
welche das Subs-^trat des Körpers bildet. Durch
809850/1004
diese Scheibe wird ein Loch gebohrt, wobei das Substrat mit einer einzigen durchgehenden Öffnung versehen wird. Ein
Natrium-beständiger, eine geringe Alkaliionenleitfähigkeit aufweisender Glasüberzug mit einem thermischen Ausdehnungskoeffizienten
von 7,3 bis 6,1 χ 1O~ cm/cm/0C wird aus einer
Glasdichtungsmischung hergestellt, z.B. in Form einer Aufschlämmung,
bei der die Oxydpulver mit einer Flüssigkeit vermischt werden, wie einer Mischung aus Alkohol und einem
geeigneten Binder. Die Aufschlämmung wird dann auf die gesamte äussere Oberfläche des Substrates einschliesslich der
Wand der durchgehenden Öffnung aufgebracht. Das mit der Aufschlämmung überzogene Substrat wird dann auf eine Temperatur
im Bereich von δΟΟ bis 15000C in einer Luftatmosphäre erhitzt,
wobei der Überzug am Substrat haftet. Dabei erhält man den erfindungsgemässen Verbundkörper.
Ein solcher erfindungsgemässer Verbundkörper kann aber auch
dadurch hergestellt werden, dass man eine Scheibe aus beta-Aluminiumoxyd,
wie Natrium-beta-Aluminiumoxyd, durch Bohren
mit einer Vielzahl von durchgehenden Löchern versieht und auf dieses Substrat dann eine Glasüberzugsmischung aufbringt,
die aus einer wie oben beschrieben erhaltenen Aufschlämmung besteht. Auch das weitere Verfahren ist gleich dem oben beschriebenen.
Innerhalb und mit der Wand der Öffnung im Verbundkörper kann ein Rohr aus beta-Aluminiumoxyd verbunden werden, inaem man
einen Teil der Aussenwand des Rohres benachbart seinem offenen Ende innerhalb der Öffnung des Verbundkörpers anordnet.
Der Glasüberzug kann dann erneut auf eine Temperatur im Bereich von 800 bis 1500°C in einer Luftatmosphäre erhitzt werden,
um das Glas zu erweichen und das Rohr dicht mit dem
809850/1004
- ίο -
Verbundkörper zu verbinden. Das gleiche Verfahren kann bei einem Verbundkörper angewendet werden, der eine Vielzahl
von durchgehenden Öffnungen aufweist.
Es ist aber auch möglich, das Rohr aus beta-Aluminiumoxyd
in der öffnung des Verbundkörpers anzuordnen, nachdem die Glasüberzugsmischung als die oben beschriebene Aufschlämmung
auf das Substrat aus beta-Aluminiumoxyd aufgebracht worden ist. Das Ganze wird dann auf eine Temperatur im Bereich von
800 bis 15000C in einer Luftatmosphäre erhitzt, um auf der
gesamten äusseren Oberfläche des beta-Aluminiumoxydsubstrates den Glasüberzug zu erzeugen und einen Teil des beta-Aluminiumoxydrohres
innerhalb der öffnung des Verbundkörpers mit der Wand dieser Öffnung dicht zu verbinden. Auch dieses abgewandelte
Verfahren kann mit einer Vielzahl von beta-Aluminiumoxydrohren
bei einem Verbundkörper mit einer Vielzahl von durchgehenden öffnungen angewendet werden.
Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Im einzelnen zeigen:
Figur 1 eine Draufsicht, teilweise im Schnitt, eines erfindungsgemässen
Verbundkörpers,
Figur 2 einen Querschnitt des in Figur 1 gezeigten Verbundkörpers entlang der Linie 2-2,
Figur 3 eine Draufsicht auf eine andere Ausführungsform des
erfindungsgemässen Verbundkörpers und
Figur 4 einen Querschnitt der anderen Ausführungsform des Verbundkörpers
der Figur 3 entlang der Linie h-h.
809850/1004
- Ii -
In Figur 1 ist ein Verbundkörper 10 gezeigt. Dieser Verbundkörper hat die Form eines Ringes, der ein Substrat 11 aus
beta-Aluminiumoxyd, wie Natrium-beta-Aluminiumoxyd umfasst.
Der Verbundkörper 10 weist eine durchgehende öffnung 12 auf. Ein Natrium-beständiger, eine geringe Alkaliionenleitfähigkeit
aufweisender Glasüberzug 13 bedeckt die gesamte äussere Oberfläche des Substrates 11 und haftet daran. Dieser Glasüberzug
hat einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten von 7,3
bis 6,1 χ 10 cm/cm/ C, was nahe dem thermischen Ausdehnungskoeffizienten
des beta-Aluminiumoxydes liegt.
In Figur 2 ist eine Querschnittsansicht des Verbundkörpers der Figur 1 längs der Linie 2-2 gezeigt. Das beta-Aluminiumoxydsubstrat
11 ist auf seiner äusseren Oberfläche vollständig durch den Glasüberzugl3 bedeckt, der an dem Substrat haftet.
Die öffnung 12 erstreckt sich durch den ganzen Verbundkörper 10.
In Figur 3 ist eine andere Ausführungsform des Verbundkörpers
als Verbundkörper 15 mit einer Vielzahl von durchgehenden öffnungen
16 gezeigt. Auch dieser Verbundkörper 15 weist ein beta-Aluminiumoxydsubstrat 17, wie ein solches aus Natriumbeta-Aluminiumoxyd
auf. Eine Vielzahl von öffnungen 16 erstreckt sich durch den Verbundkörper 15. Ein Natrium-beständiger,
eine geringe Alkaliionenleitfähigkeit aufweisender Glasüberzug 18 bedeckt und haftet an der gesamten äusseren
Oberfläche des Substrates 17· Der Glasüberzug hat einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten im Bereich von 7,3 bis
6,1 χ 10"6 cm/cm/°C.
In Figur 4 ist eine Querschnittsansicht des Verbundkörpers 15 der Figur 3 entlang>der Linie 4-4 gezeigt.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Beispielen näher erläutert.
809850/10(H
Durch Bohren eines Loches durch eine Scheibe aus Natrium-beta-Aluminiumoxyd
wurde ein beta-Aluminiumoxydsubstrat mit einer einzigen durchgehenden öffnung hergestellt. Auf die gesamte
äussere Oberfläche des Substrates einschliesslieh der Wand
der Öffnung wurde eine Glasüberzugsmischung in Form einer Aufschlämmung aufgebracht, in der die Oxydpulver der Mischung
mit Alkohol und einem geeigneten Binder vermischt waren. Die Glasüberzugsmischung umfasste 17 Gew. -% SiOp, ^3 Gew. -% B2O-Z,
10 Gew.-% Al2O-, 2Ö Gew.-% BaO und 2 Gew.-% Na3O. Das mit
der Glasüberzugsmischung überzogene Substrat wurde auf eine
Temperatur von Ö5O°C in einer Luftatmosphäre erhitzt und ergab
einen Verbundkö—rper gemäss der vorliegenden Erfindung.
Durch Bohren einer Vielzahl von Löchern durch eine Scheibe aus iJatrium-beta-Aluminiumoxyd wurde ein beta-Aluminiumoxydsubstrat
mit einer Vielzahl von durchgehenden öffnungen geschaffen. Auf die gesamte äussere Oberfläche des Substrates
einschliesslich der Öffnungswandungen wurde eine Glasüberzugsmischung in Form einer Aufschlämmung aufgebracht, in der
die Oxydpulver der Mischung mit Alkohol und einem geeigneten Binder vermischt waren. Die Glasuberzugsmischung umfasste
17 Gew.-% SiO2, 43 Gew.-? B3O3, 10 Gew.-% Al2O3, 28 Gew.-%
BaO und 2 Gew.-% Na20. Das mit der Glasüberzugsmischung überzogene
Substrat wurde auf eine Temperatur von 85O0C in einer
Luftatmosphäre erhitzt und man erhielt einen Verbundkö-rper
gemäss der vorliegenden Erfindung.
809850/1004
Claims (4)
- Patentansprüche,' 11 Verbundkörper, gekennzeichnet durch ein Natrium-beta-Aluminiumsubstrat, durch das mindestens eine Öffnung verläuft und das einen Natrium-beständigen Glasüberzug mit einer geringen Alkaliionenleitfähigkeit aufweist, der an aer gesamten äusseren Oberfläche des Substrates haftet, wobei der Glasüberzug einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten von 733 bis 6,1 χ 10~ cm/cm/°C aufweist.
- 2. Verbundkörper nach Anspruch 1, dadurch g e -kennzeichnet , dass das Glas des Überzuges aus folgenden Bestandteilen in Gew.-% besteht:17 SiO2,10 A12°33 2ö Ba0 und
- 3. Verbundkörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , dass das Substrat die Form eines Ringes mit einer einzigen durchgehenden öffnung aufweist.
- 4. Verbundkörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , dass das Substrat eine Vielzahl von durchgehenden öffnungen aufweist.809850/1004
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US05/804,941 US4132820A (en) | 1977-06-09 | 1977-06-09 | Composite body with beta-alumina substrate and glass-coating thereon |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2824750A1 true DE2824750A1 (de) | 1978-12-14 |
Family
ID=25190275
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19782824750 Withdrawn DE2824750A1 (de) | 1977-06-09 | 1978-06-06 | Verbundkoerper aus einem beta -aluminiumoxydsubstrat und einem glasueberzug darauf |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4132820A (de) |
JP (1) | JPS5418035A (de) |
DE (1) | DE2824750A1 (de) |
FR (1) | FR2394181A1 (de) |
GB (1) | GB1551805A (de) |
IT (1) | IT1096523B (de) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0046357A1 (de) * | 1980-08-19 | 1982-02-24 | Chloride Silent Power Limited | Fester, beta-Aluminiumoxid-Keramik enthaltender Elektrolyt, seine Herstellung sowie Natrium-Schwefelzellen und andere Energieumwandlungsanlagen, die solche Elektrolyten benützen |
DE3736843A1 (de) * | 1987-10-30 | 1989-05-11 | Asea Brown Boveri | Verfahren zum verbinden von metallischen und keramischen werkstoffen |
DE3926977A1 (de) * | 1989-08-16 | 1991-02-21 | Licentia Gmbh | Hochenergiesekundaerbatterie |
DE4309069A1 (de) * | 1993-03-20 | 1994-09-22 | Licentia Gmbh | Verfahren zum vakuumdichten Verbinden der Stirnflächen zweier Keramikteile |
Families Citing this family (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4341849A (en) * | 1978-10-24 | 1982-07-27 | General Electric Company | Sodium resistant sealing glasses and sodium-sulfur cells sealed with said glasses |
GB2035995B (en) * | 1978-10-24 | 1983-01-06 | Gen Electric | Sodium-resistant glass |
ZA802231B (en) * | 1979-04-19 | 1981-09-30 | Chloride Silent Power Ltd | Glass for sealing beta-alumina in electro-chemical cells or other energy conversion devices, glasses for use in seals and cells or other energy conversion devices with such selas |
US4268313A (en) * | 1980-04-21 | 1981-05-19 | General Electric Company | Sodium resistant sealing glasses |
DE3033130A1 (de) * | 1980-09-03 | 1982-04-01 | Brown, Boveri & Cie Ag, 6800 Mannheim | Elektrochemische speicherzelle |
US4554197A (en) * | 1984-06-18 | 1985-11-19 | Corning Glass Works | Fiber reinforced glass/glass-ceramic mirror blanks |
FI80487C (fi) * | 1986-05-12 | 1990-06-11 | Ahlstroem Valmet | Turbulensgenerator i en pappersmaskins inloppslaoda. |
JP2647648B2 (ja) * | 1986-07-03 | 1997-08-27 | 東レ株式会社 | 水なし平版印刷版の処理方法 |
GB8723408D0 (en) * | 1987-10-06 | 1987-11-11 | Lilliwyte Sa | Electrolyte separator |
US5015530A (en) * | 1988-01-21 | 1991-05-14 | The Unites States Of America As Represetned By The United States Department Of Energy | High expansion, lithium corrosion resistant sealing glasses |
US8043986B2 (en) * | 2008-11-13 | 2011-10-25 | General Electric Company | Sealing glass composition, method and article |
US8652689B2 (en) * | 2010-02-24 | 2014-02-18 | General Electric Company | Energy storage device and system |
US20110206984A1 (en) * | 2010-02-25 | 2011-08-25 | General Electric Company | Presealed anode tube |
US8647767B2 (en) * | 2010-03-23 | 2014-02-11 | General Electric Company | Sodium-metal-halide energy storage device with sodium level control mechanism |
US9893383B2 (en) | 2014-03-13 | 2018-02-13 | Eaglepicher Technologies, Llc | Alkali metal halide cells |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3281309A (en) * | 1961-12-12 | 1966-10-25 | Gen Electric | Ceramic bonding |
US3826629A (en) * | 1970-10-07 | 1974-07-30 | Olin Corp | Products formed of glass or ceramicmetal composites |
US3960596A (en) * | 1974-03-04 | 1976-06-01 | General Electric Company | Battery casing and hermetically sealed sodium-sulfur battery |
-
1977
- 1977-06-09 US US05/804,941 patent/US4132820A/en not_active Expired - Lifetime
-
1978
- 1978-03-31 GB GB12857/78A patent/GB1551805A/en not_active Expired
- 1978-06-06 DE DE19782824750 patent/DE2824750A1/de not_active Withdrawn
- 1978-06-07 FR FR787817043A patent/FR2394181A1/fr not_active Withdrawn
- 1978-06-08 IT IT24331/78A patent/IT1096523B/it active
- 1978-06-08 JP JP6837078A patent/JPS5418035A/ja active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0046357A1 (de) * | 1980-08-19 | 1982-02-24 | Chloride Silent Power Limited | Fester, beta-Aluminiumoxid-Keramik enthaltender Elektrolyt, seine Herstellung sowie Natrium-Schwefelzellen und andere Energieumwandlungsanlagen, die solche Elektrolyten benützen |
DE3736843A1 (de) * | 1987-10-30 | 1989-05-11 | Asea Brown Boveri | Verfahren zum verbinden von metallischen und keramischen werkstoffen |
DE3926977A1 (de) * | 1989-08-16 | 1991-02-21 | Licentia Gmbh | Hochenergiesekundaerbatterie |
DE3926977C2 (de) * | 1989-08-16 | 1993-02-18 | Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt, De | |
DE4309069A1 (de) * | 1993-03-20 | 1994-09-22 | Licentia Gmbh | Verfahren zum vakuumdichten Verbinden der Stirnflächen zweier Keramikteile |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB1551805A (en) | 1979-08-30 |
FR2394181A1 (fr) | 1979-01-05 |
US4132820A (en) | 1979-01-02 |
IT1096523B (it) | 1985-08-26 |
IT7824331A0 (it) | 1978-06-08 |
JPS5418035A (en) | 1979-02-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2824750A1 (de) | Verbundkoerper aus einem beta -aluminiumoxydsubstrat und einem glasueberzug darauf | |
EP0907215B1 (de) | Abdichten einer Hochtemperatur-Brennstoffzelle oder eines Hochtemperatur-Brennstoffzellenstapels | |
DE102012206266B3 (de) | Barium- und strontiumfreies glasiges oder glaskeramisches Fügematerial und dessen Verwendung | |
DE2453665C3 (de) | Fur Körper aus Keramik, Glas oder Metall geeignetes pulverformiges Dichtungsmaterial, bestehend aus der Mischung zweier Pulverkomponenten | |
DE102015207285B4 (de) | Glasiges oder zumindest teilweise kristallisiertes Einschmelzmaterial, Fügeverbindung, Sperrschicht, und Schichtsystem mit dem Einschmelzmaterial und dessen Integration in Bauteilen | |
DE2933006A1 (de) | Kapazitiver druckfuehler und verfahren zu seiner herstellung | |
DE2919441C2 (de) | ||
DE2353378C2 (de) | Natriumborat-Natriumhalogenid-Glas und seine Verwendung | |
EP3877346A1 (de) | Fügeverbindung umfassend ein isolierendes bauteil, insbesondere mit einem zumindest teilweise kristallisierten glas, deren verwendung sowie ein kristallisierbares sowie zumindest teilweise kristallisiertes glas und dessen verwendung | |
DE10025324A1 (de) | Bleifreie Glasur und Zündkerze | |
DE2728776A1 (de) | Anorganische feuerfeste klebemasse | |
DE2023710A1 (de) | Glasurmischungen und Verfahren zu ihrer Herstellung | |
DE2942538C2 (de) | ||
CH649411A5 (de) | Elektrische durchfuehrungsanordnung. | |
DE19805142A1 (de) | Hochtemperatur-Brennstoffzelle und Hochtemperatur-Brennstoffzellenstapel | |
DE2331249A1 (de) | Dichtmasse und dichtverfahren | |
DE3429151A1 (de) | Isoliereinrichtung | |
DE3736843A1 (de) | Verfahren zum verbinden von metallischen und keramischen werkstoffen | |
DE2325100B2 (de) | Elektrisch isolierendes Erzeugnis aus Porzellan | |
DE3926977C2 (de) | ||
DE10016414A1 (de) | Glas und Glaspulvermischung sowie deren Verwendung zur Herstellung einer Glaskeramik | |
DE3033130A1 (de) | Elektrochemische speicherzelle | |
EP0303932B1 (de) | Fluorfreie Superopakemailfritten | |
DE19545590C2 (de) | Ko-gesinterte Cermet-Schicht auf einem Keramikkörper und ein Verfahren zu ihrer Herstellung | |
DE102013224111B4 (de) | Natriumbeständiges Fügeglas und dessen Verwendung, Fügeverbindung, Energiespeichereinrichtung und/oder Energieerzeugungseinrichtung |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |