EA023966B1 - Способ спекания - Google Patents

Способ спекания Download PDF

Info

Publication number
EA023966B1
EA023966B1 EA201390037A EA201390037A EA023966B1 EA 023966 B1 EA023966 B1 EA 023966B1 EA 201390037 A EA201390037 A EA 201390037A EA 201390037 A EA201390037 A EA 201390037A EA 023966 B1 EA023966 B1 EA 023966B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
temperature
state
sintered
spacer
sintering
Prior art date
Application number
EA201390037A
Other languages
English (en)
Other versions
EA201390037A1 (ru
EA023966B9 (ru
Inventor
Зорен Линдерот
Original Assignee
Текникель Юниверсити Оф Денмарк
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Текникель Юниверсити Оф Денмарк filed Critical Текникель Юниверсити Оф Денмарк
Publication of EA201390037A1 publication Critical patent/EA201390037A1/ru
Publication of EA023966B1 publication Critical patent/EA023966B1/ru
Publication of EA023966B9 publication Critical patent/EA023966B9/ru

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B13/00—Conditioning or physical treatment of the material to be shaped
    • B29B13/02—Conditioning or physical treatment of the material to be shaped by heating
    • B29B13/022—Melting the material to be shaped
    • 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
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/64—Burning or sintering processes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/8605—Porous electrodes
    • H01M4/8621—Porous electrodes containing only metallic or ceramic material, e.g. made by sintering or sputtering
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/88—Processes of manufacture
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/88—Processes of manufacture
    • H01M4/8803—Supports for the deposition of the catalytic active composition
    • H01M4/8814—Temporary supports, e.g. decal
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/88—Processes of manufacture
    • H01M4/8878—Treatment steps after deposition of the catalytic active composition or after shaping of the electrode being free-standing body
    • H01M4/8882—Heat treatment, e.g. drying, baking
    • H01M4/8885—Sintering or firing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/88—Processes of manufacture
    • H01M4/8878—Treatment steps after deposition of the catalytic active composition or after shaping of the electrode being free-standing body
    • H01M4/8882—Heat treatment, e.g. drying, baking
    • H01M4/8885—Sintering or firing
    • H01M4/8889—Cosintering or cofiring of a catalytic active layer with another type of layer
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
    • H01M8/12—Fuel cells with solid electrolytes operating at high temperature, e.g. with stabilised ZrO2 electrolyte
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
    • H01M8/12—Fuel cells with solid electrolytes operating at high temperature, e.g. with stabilised ZrO2 electrolyte
    • H01M8/124—Fuel cells with solid electrolytes operating at high temperature, e.g. with stabilised ZrO2 electrolyte characterised by the process of manufacturing or by the material of the electrolyte
    • H01M8/1246—Fuel cells with solid electrolytes operating at high temperature, e.g. with stabilised ZrO2 electrolyte characterised by the process of manufacturing or by the material of the electrolyte the electrolyte consisting of oxides
    • H01M8/1253—Fuel cells with solid electrolytes operating at high temperature, e.g. with stabilised ZrO2 electrolyte characterised by the process of manufacturing or by the material of the electrolyte the electrolyte consisting of oxides the electrolyte containing zirconium oxide
    • 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
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)
  • Inert Electrodes (AREA)
  • Furnace Charging Or Discharging (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

Данное изобретение предлагает способ спекания, включающий в следующем порядке стадии размещения заготовки в сыром состоянии или предспеченном состоянии на основе; размещения груза как минимум на одной распорке, находящейся на основе, так что груз располагается выше указанной заготовки в сыром состоянии или предспеченном состоянии, не находясь в контакте с ней; тепловой обработки заготовки в сыром состоянии или предспеченном состоянии при температуре, превышающей температуру разложения органических компонентов, содержащихся в заготовке в сыром виде, и находящейся ниже температуры размягчения или температуры разложения распорки; тепловой обработки заготовки в сыром состоянии или предспеченном состоянии при температуре, превышающей температуру размягчения или температуру разложения распорки и находящейся ниже температуры спекания, так что груз вступает в контакт с заготовкой, и спекания заготовки в сыром состоянии или в предспеченном состоянии.

Description

Данное изобретение предлагает усовершенствованный способ спекания заготовки в сыром или предспеченном состоянии.
Предпосылка
Как правило, твердооксидные элементы (ТОЭ) обычно включают элементы, предназначенные для различных применений, таких как твердооксидные топливные элементы (ТОТЭ), твердооксидные электролитические ячейки (ТОЭЯ) или мембраны. В связи с их общей базовой структурой один и тот же элемент может быть использован, например, как для применения в ТОТЭ, так и для применения в ТОЭЯ. Поскольку в ТОТЭ топливо подается для питания элемента и превращается в электрическую энергию, а в ТОЭЯ электрическая энергия применяется для получения топлива, эти элементы обозначаются как реверсивные элементы.
Твердооксидные топливные элементы (ТОТЭ) хорошо известны и имеют и встречаются с различным устройством. Типичные конфигурации включают электролитический слой, зажатый между двумя электродами. Во время работы обычно при температуре от около 500 до около 1100°С один электрод находится в контакте с кислородом или воздухом, в то время как другой электрод находится в контакте с топливным газом.
Наиболее общие способы изготовления предполагают в первую очередь изготовления единичных элементов. Как правило, создается основа, на которой формируется анодный слой в сыром, т.е. в не спеченном состоянии, за которым следует формирование слоя электролита и слоя второго электрода в его сыром виде. Сформированную таким образом заготовку элемента сушат и затем спекают при температуре до 1600°С, в некоторых случаях в атмосфере восстановителя.
Стадия спекания сырой заготовки, однако, неблагоприятно связана с несколькими проблемами. В связи с тем, что различные слои имеют различные коэффициенты теплового расширения, плоская поверхность слоев имеет тенденцию к изгибанию во время спекания, что вызывает контактные проблемы, если эти элементы применяются в батарее элементов. Деформированные элементы не могут быть использованы и являются бракованными, что делает массовое производство очень дорогостоящим и материалозатратным и тем самым не практичным для современных требований промышленности.
В ЕР-А-2104165 было предложено применение симметричного расположения слоев, при котором два электродных слоя, между которыми находится слой электролита, формируются из одного и того же материала. В связи с таким расположением термическое напряжение во время спекания будет уменьшать деформацию заготовки в связи с тем, что внешние слои будут расширяться и сжиматься в одно и то же число раз. Однако такой тип элементов очень ограничен специфическими материалами, поскольку материалы для анода и катода в их сыром состоянии должны иметь тот же самый коэффициент теплового расширения.
В связи с этим желательно улучшить способ изготовления твердооксидных элементов, для того чтобы избежать излишней траты материала и сделать способ более эффективным по стоимости.
Предмет изобретения
Предметом данного изобретения является создание улучшенного способа изготовления твердооксидных элементов, при котором твердооксидные элементы могут быть изготовлены более эффективно, с меньшим расходом материала и с меньшим количеством не пригодных для применения элементов, которые имеют дефекты, полученные во время процесса производства.
Краткий обзор изобретения
В данном изобретении предложен способ спекания, указанный способ включает в следующем порядке стадии:
размещения заготовки в сыром состоянии или предспеченном состоянии на основе;
размещения груза как минимум на одной распорке, находящейся на основе, так что груз располагается выше указанной заготовки в сыром состоянии или предспеченном состоянии, не находясь в контакте с ней;
тепловой обработки заготовки в сыром состоянии или предспеченном состоянии при температуре, превышающей температуру разложения органических компонентов, содержащихся в сырой заготовке, и находящейся ниже температуры размягчения или температуры разложения распорки;
тепловой обработки заготовки в сыром состоянии или предспеченном состоянии при температуре, превышающей температуру размягчения или температуру разложения распорки и находящейся ниже температуры спекания, так что груз вступает в контакт с заготовкой, и спекания заготовки в сыром состоянии или предспеченном состоянии.
Предпочтительные варианты изобретения приведены в зависимых пунктах формулы изобретения и в приведенном далее подробном описании изобретения.
Краткое описание фигур
Фиг. 1 иллюстрирует способ данного изобретения до стадии тепловой обработки заготовки в сыром состоянии или предспеченном состоянии при температуре, превышающей температуру разложения органических компонентов, содержащихся в заготовке в сыром состоянии, и находящейся ниже температуры размягчения или температуры разложения распорки. Сырая заготовка 2 и распорка 4 находятся на основе 1, и нагрузка 3 расположена на распорке.
- 1 023966
Фиг. 2 иллюстрирует способ данного изобретения после спекания. Спеченная заготовка 5 теперь зажата между опорой 1 и нагрузкой 3.
Подробное описание изобретения
Данное изобретение обеспечивает способ спекания, указанный способ включает в следующем порядке стадии:
размещения заготовки в сыром состоянии или предспеченном состоянии на основе;
размещения груза как минимум на одной распорке, находящейся на основе, так что груз располагается выше указанной заготовки в сыром состоянии или предспеченном состоянии, не находясь в контакте с ней;
тепловой обработки заготовки в сыром состоянии или предспеченном состоянии при температуре, превышающей температуру разложения органических компонентов, содержащихся в сырой заготовке, и находящейся ниже температуры размягчения или температуры разложения распорки;
тепловой обработки заготовки в сыром состоянии или предспеченном состоянии при температуре, превышающей температуру размягчения или температуру разложения распорки и находящейся ниже температуры спекания, так что груз вступает в контакт с заготовкой, и спекания заготовки в сыром состоянии или предспеченном состоянии. Преимущество состоит в том, что с помощью способа данного изобретения спекание сырой заготовки улучшают до одностадийной процедуры, т.е. обычного проведения, и может быть так приспособлено без дополнительных стадий способа или дополнительных подготовок, необходимых для сырой заготовки в обычно применяемых способах.
В связи с тем, что груз обеспечен как минимум одной распоркой на основе, так что груз расположен выше этой заготовки в сыром состоянии или предспеченном состоянии, не вступая в контакт с заготовкой, сырая заготовка не должна втыкаться в груз до спекания. В том случае, когда груз приведен в прямой контакт с сырой заготовкой, части сырой заготовки могут втыкаться в груз, так как сырая заготовка проявляет небольшую липкость, то после удаления груза после спекания, часть материала заготовки имеет тенденцию оставаться на грузе. Его очень трудно удалить, а сама заготовка имеет тенденцию к легкой поломке.
В предпочтительном варианте изобретения груз не должен контактировать с сырой заготовкой как целым. Однако небольшая часть твердой заготовки может быть вначале в контакте с грузом, например, потому что сырая заготовка не является полностью плоской, а содержит поднятия или рубчик, или потому что сырая заготовка является слегка изогнутой. Это не приносит вреда, поскольку контактная поверхность является достаточно малой.
Кроме того, предпочтительно, когда груз не находится в контакте с сырой заготовкой первоначально, заготовка может двигаться свободно во время повышения температуры, не подвергаясь воздействию груза. На любые движения сырой заготовки, связанные с выпариванием органики и/или растворителя из заготовки, не оказывается влияние и достигается очень однородно спеченная заготовка. Более того, устраняется любой нажим или напряжение, вызванное грузом во время нагревания, что приводит к меньшему образованию трещин в полученной спеченной заготовке. Начальное состояние иллюстрируется фиг.
1. Сырая заготовка 2 и как минимум одна распорка 4 находятся на основе 1, и груз 3 расположен на распорке. На фиг. 1 показаны две распорки 4, однако при желании можно использовать только одну распорку или более двух распорок. Груз 3 не находится в контакте с начальной сырой заготовкой.
Предпочтительно обработку заготовки в сыром виде или предспеченном состоянии проводят при температуре, превышающей температуру разложения органических компонентов, содержащихся в сырой заготовке, и находящейся ниже температуры разложения распорки, проводят при температуре от 200 до 600°С, более предпочтительно от 300 до 500°С и еще более предпочтительно при температуре от 350 до 450°С.
Далее предпочтительно, чтобы обработку заготовки в сыром виде или предспеченном состоянии проводили при температуре, превышающей температуру размягчения или температуру разложения распорки и находящейся ниже температуры спекания, проводили при температуре от 400 до 900°С, более предпочтительно при температуре от 450 до 850°С и еще более предпочтительно при температуре от 500 до 800°С.
Спекание предпочтительно проводят при температуре, превышающей температуру размягчения или температуру разложения распорки. В связи с тем, что распорка размягчилась или разложилась, груз в существенной мере вступает в контакт с сырой заготовкой. Более специфично груз будет находиться в контакте по всей площади сырой заготовки, обеспечивая тем самым очень однородную спеченную заготовку.
Температура спекания достаточно высока, чтобы обеспечить спекание сырой заготовки и зависит от применяемого материала. Предпочтительно температура спекания составляет от 950 до 1500°С, более предпочтительно от 1000 до 1400°С и еще более предпочтительно от 1100 до 1350°С.
На фиг. 2 показан результат, полученный при применении способа данного изобретения после спекания. Спеченная заготовка 5 зажата между основой 1 и грузом 3. В специфическом варианте изобретения распорка 4 разложилась. Груз 3 контактирует со спеченной заготовкой по всей поверхности и обес- 2 023966 печивает очень однородную спеченную заготовку. Предпочтительно согласно способу данного изобретения, чтобы груз не прилипал к спеченной заготовке и мог быть легко удален после охлаждения, не вызывая трещин.
Как минимум одну распорку предпочтительно выбирают из углеродных материалов, металлов, металлических сплавов, металлических композитов, полимерных материалов и их смесей. Более предпочтительны углеродные материалы, такие как графит, и полимерные материалы. Выбор материалов зависит от атмосферных условий во время спекания, т.е. от того, осуществляется ли спекание при восстанавливающих условиях или в инертной атмосфере, и может быть соответствующим образом сделан в зависимости от потребности.
Также предпочтительно, чтобы как минимум одна распорка была изготовлена в виде кольца, витка, бруска или пружины. Предпочтительными для углеродных материалов являются блоки, бруски или кольца. Углеродные кольца или бруски сгорают во время нагревания и полностью испаряются, что создает возможность для вхождения в контакт с грузом во время нагревания. В том случае, когда применяются металлы или металлические сплавы, может также применяться распорка в виде пружины, которая смягчается при нагревании и создает возможность для груза войти в контакт с сырой заготовкой под действием силы тяжести по всей площади.
Материал для основы, как правило, не ограничивается специфическими материалами. Однако в связи с требованиями к выдерживанию повышенной температуры, к весу и к сопротивляемости различным условиям спекания, таким как восстановительная атмосфера, предпочтительной является керамическая основа. Более предпочтительно керамическую основу выбирают из окиси алюминия, двуокиси циркония или окиси алюминия, покрытой двуокисью циркония.
В способе данного изобретения груз предпочтительно представляет собой плоскую пластину. Более предпочтительно груз изготавливают из керамического материала. Груз можно применять, размещая сверху керамическую пластину, до применения термической обработки. Форма пластины обеспечивает однородное распределение веса по всей площади и приводит к плоской и однородной спеченной заготовке.
Предпочтительные материалы для груза выбирают из окиси алюминия, двуокиси циркония или окиси алюминия, покрытой двуокисью циркония.
Далее предпочтительно, чтобы основа и груз формировались из одного и того же материала. Это гарантирует идентичные коэффициенты теплового расширения и позволяет очень однородное расширение материалов во время нагревания или охлаждения материалов, минимизируя таким образом напряжение или нагрузку основы и груза, оказываемые на сырую или спеченную заготовку.
Тепловую обработку заготовки в сыром состоянии или предспеченном состоянии при температуре выше температуры разложения органических компонентов, содержащихся в сырой заготовке и ниже температуры разложения распорки предпочтительно проводят в течение от 0,5 до 5 ч, более предпочтительно от 1 до 3 ч и еще более предпочтительно от 1,5 до 2 ч. Реальное время зависит от материалов и количества использованного растворителя и может тонко регулироваться подбором требований к выбранным материалам.
В способе данного изобретения далее предпочтительно, чтобы тепловая обработка заготовки в сыром состоянии или предспеченном состоянии при температуре выше температуры разложения распорки и ниже температуры спекания проводилась в течение от 0,5 до 5 ч, более предпочтительно от 1 до 3 ч и еще более предпочтительно от 1,5 до 2 ч.
Стадию спекания предпочтительно проводят в течение от 0,5 до 5 ч, более предпочтительно от 1 до 3 ч и еще более предпочтительно от 1,5 до 2 ч.
В другом варианте способа данного изобретения способ включает размещение заготовки, содержащей как минимум два слоя в сыром состоянии или предспеченном состоянии на основе. Более предпочтительно заготовка содержит три слоя. Слои, образующие слоистый материал, могут быть расположены один поверх другого, например, ламинированием под давлением, нанесением аэрозоля, печатанием (набивкой) или нанесением ленты.
Способ может применяться в том случае, когда необходима стадия спекания сырой заготовки. Способ наиболее пригоден для изготовления твердооксидных элементов и мембран.
Теперь можно проиллюстрировать способ с помощью следующих примеров. Однако изобретение ни в коем случае не ограничивается специфическими вариантами примеров.
Примеры
Пример 1.
Не спеченная, т.е. сырая заготовка, состоящая из окиси алюминия, покрытой двуокисью циркония, помещают сверху керамической пластины. Высота заготовки составляет 500 мкм и заготовка имеет форму квадрата 24x24 см2.
Небольшие графитовые блоки толщиной 1 мм помещают на основу без контакта с сырой заготовкой. Вторую керамическую пластину, которая идентична керамической пластине, использованной в качестве основы, помещают сверху графитовых блоков. Этот комплект помещают в печь и повышают температуру до 500°С со скоростью увеличения температуры 100°С/ч. Затем температуру повышают до
- 3 023966
1300°С со скоростью увеличения температуры 150°С/ч, выдерживают около 2 ч перед охлаждением до комнатной температуры со скоростью понижения температуры 200°С/ч.
При температуре около 400°С наблюдалась усадка сырой заготовки. При температуре около 600°С графитовые блоки начинают выгорать, и вторая керамическая пластина приходит в контакт с сырой заготовкой, таким образом, покрывая сырую заготовку по всей площади.
Спеченная заготовка была полностью плоской и не обнаруживала никаких неровностей или вариаций в толщине.
Пример для сравнения 1.
Применяют тот же материал, который применяли в примере 1, но пренебрегают размещением второй пластины поверх графитовых блоков.
При температуре около 400°С наблюдалась усадка сырой заготовки. Полученная в результате спеченная заготовка обнаруживала усадку в плоскости около 15%, была искривлена по краям и имела неодинаковую толщину, что отчетливо видно при оптическом контроле.
Пример для сравнения 2.
Применяют тот же материал, который применяли в примере 1, но вторую пластину помещают непосредственно поверх сырой заготовки, без использования графитовых блоков для расположения на них груза над сырой заготовкой.
Полученная в результате спеченная заготовка показывала одинаковую толщину по всей заготовке, но образовались трещины по всей заготовке во время удаления груза в связи с тем, что часть материала заготовки прилипла к грузу.
Пример для сравнения 3.
Применяют тот же материал, который применяли в примере 1, но вторую пластину помещают непосредственно поверх сырой заготовки, без использования графитовых блоков для расположения груза над сырой заготовкой.
Полученная в результате спеченная заготовка показывала одинаковую толщину по всей заготовке, но образовались трещины по всей заготовке, связанные с адгезией и ограниченной свободой на стадии предспекания и спекания.

Claims (9)

  1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
    1. Способ изготовления твердооксидных элементов путем спекания, включающий в следующем порядке стадии:
    размещения заготовки в сыром состоянии или предспеченном состоянии на основе;
    размещения груза как минимум на одной распорке, находящейся на основе, так что груз располагается выше указанной заготовки в сыром состоянии или предспеченном состоянии, не находясь в контакте с ней, причем груз и распорка формируются из одного и того же материала;
    тепловой обработки заготовки в сыром состоянии или предспеченном состоянии при температуре, превышающей температуру разложения органических компонентов, содержащихся в сырой заготовке, и находящейся ниже температуры размягчения или температуры разложения распорки, причем тепловую обработку проводят при температуре от 350 до 450°С в течение от 0,5 до 5 ч;
    тепловой обработки заготовки в сыром состоянии или предспеченном состоянии при температуре, превышающей температуру размягчения или температуру разложения распорки и находящейся ниже температуры спекания, так что груз вступает в контакт с заготовкой, причем тепловую обработку проводят при температуре от 500 до 800°С в течение от 0,5 до 5 ч; и спекания заготовки в сыром состоянии или в предспеченном состоянии при температуре от 950 до 1500°С в течение от 0,5 до 5 ч.
  2. 2. Способ по п.1, при котором указанную как минимум одну распорку выбирают из углеродных материалов, металлов, металлических сплавов, металлических композитов, полимерных материалов и их смесей.
  3. 3. Способ по п.1 или 2, при котором указанную как минимум одну распорку предоставляют в виде кольца, витка, бруска или пружины.
  4. 4. Способ по одному из пп.1-3, при котором основа представляет собой керамическую основу.
  5. 5. Способ по п.4, при котором керамическую основу выбирают из окиси алюминия, двуокиси циркония или окиси алюминия, покрытой двуокисью циркония.
  6. 6. Способ по одному из пп.1-5, при котором груз представляет собой плоскую пластину.
  7. 7. Способ по п.6, при котором груз сформирован из керамического материала.
  8. 8. Способ по п.7, при котором груз выбирают из окиси алюминия, двуокиси циркония или окиси алюминия, покрытой двуокисью циркония.
  9. 9. Способ по одному из пп.1-8, в котором заготовка содержит как минимум два слоя в сыром состоянии или предспеченном состоянии на основе.
EA201390037A 2010-07-07 2011-06-30 Способ спекания EA023966B9 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP10007032.5A EP2405514B1 (en) 2010-07-07 2010-07-07 A method for sintering
PCT/EP2011/003230 WO2012003937A1 (en) 2010-07-07 2011-06-30 A method for sintering

Publications (3)

Publication Number Publication Date
EA201390037A1 EA201390037A1 (ru) 2013-06-28
EA023966B1 true EA023966B1 (ru) 2016-07-29
EA023966B9 EA023966B9 (ru) 2017-09-29

Family

ID=43217023

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA201390037A EA023966B9 (ru) 2010-07-07 2011-06-30 Способ спекания

Country Status (12)

Country Link
US (1) US9156190B2 (ru)
EP (1) EP2405514B1 (ru)
JP (1) JP5850927B2 (ru)
KR (1) KR20130098295A (ru)
CN (1) CN103081193B (ru)
AU (1) AU2011276139B2 (ru)
BR (1) BR112013000442A2 (ru)
CA (1) CA2804287A1 (ru)
DK (1) DK2405514T3 (ru)
EA (1) EA023966B9 (ru)
ES (1) ES2408861T3 (ru)
WO (1) WO2012003937A1 (ru)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2830127A1 (en) * 2013-07-26 2015-01-28 Topsøe Fuel Cell A/S Air electrode sintering of temporarily sealed metal-supported solid oxide cells
CN104803686A (zh) * 2014-01-24 2015-07-29 吉世尔（合肥）能源科技有限公司 一种固体氧化物燃料电池多层陶瓷结构体的烧结方法
KR102054537B1 (ko) * 2015-08-26 2019-12-10 주식회사 엘지화학 고체 산화물 연료전지의 제조방법, 고체 산화물 연료전지 및 이를 포함하는 전지 모듈
WO2019189909A1 (ja) * 2018-03-30 2019-10-03 大阪瓦斯株式会社 電気化学モジュール、電気化学モジュールの組立方法、電気化学装置及びエネルギーシステム

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005027239A2 (en) * 2003-09-10 2005-03-24 Btu International, Inc. Process for solid oxide fuel cell manufature
EP2031684A2 (en) * 2007-08-31 2009-03-04 Technical University of Denmark Metal supported solid oxide fuel cell
EP2104165A1 (en) * 2008-03-18 2009-09-23 The Technical University of Denmark An all ceramics solid oxide fuel cell
WO2010030300A1 (en) * 2008-09-11 2010-03-18 The Regents Of The University Of California Metal-supported, segmented-in-series high temperature electrochemical device

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4340436A (en) * 1980-07-14 1982-07-20 International Business Machines Corporation Process for flattening glass-ceramic substrates
JPS5832075A (ja) 1981-08-18 1983-02-24 松下電器産業株式会社 セラミツク薄板の焼成方法
JPS61205673A (ja) 1985-03-07 1986-09-11 富士電機株式会社 セラミツクス成形体の脱脂・焼成方法
US5634999A (en) * 1994-09-06 1997-06-03 Ngk Insulators, Ltd. Method of producing ceramic diaphragm structure having convex diaphragm portion
US5628849A (en) * 1995-05-26 1997-05-13 International Business Machines Corporation Method for in-situ environment sensitive sealing and/or product controlling
US5755570A (en) * 1995-05-26 1998-05-26 International Business Machines Corporation Apparatus for in situ environment sensitive sealing and/or product controlling
JP2001244116A (ja) * 2000-02-29 2001-09-07 Taiyo Yuden Co Ltd 電子部品及びその製造方法
US7014811B2 (en) * 2001-07-02 2006-03-21 Neomax Co., Ltd. Method for producing rare earth sintered magnets
NL1020985C2 (nl) * 2002-07-03 2004-01-06 Stichting Energie Anodegedragen brandstofcel.
JP2005306672A (ja) 2004-04-22 2005-11-04 Tdk Corp 積層セラミック基板の製造方法
JP2006327901A (ja) 2005-05-27 2006-12-07 Kyocera Corp セラミック焼結体の製造方法及びセラミック焼成用治具

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005027239A2 (en) * 2003-09-10 2005-03-24 Btu International, Inc. Process for solid oxide fuel cell manufature
EP2031684A2 (en) * 2007-08-31 2009-03-04 Technical University of Denmark Metal supported solid oxide fuel cell
EP2104165A1 (en) * 2008-03-18 2009-09-23 The Technical University of Denmark An all ceramics solid oxide fuel cell
WO2010030300A1 (en) * 2008-09-11 2010-03-18 The Regents Of The University Of California Metal-supported, segmented-in-series high temperature electrochemical device

Also Published As

Publication number Publication date
AU2011276139B2 (en) 2013-12-19
ES2408861T3 (es) 2013-06-21
CA2804287A1 (en) 2012-01-12
US20130106032A1 (en) 2013-05-02
WO2012003937A1 (en) 2012-01-12
JP2013531604A (ja) 2013-08-08
EP2405514B1 (en) 2013-05-08
KR20130098295A (ko) 2013-09-04
AU2011276139A1 (en) 2013-01-24
BR112013000442A2 (pt) 2016-05-17
US9156190B2 (en) 2015-10-13
CN103081193A (zh) 2013-05-01
EP2405514A1 (en) 2012-01-11
EA201390037A1 (ru) 2013-06-28
JP5850927B2 (ja) 2016-02-03
DK2405514T3 (da) 2013-05-27
CN103081193B (zh) 2016-09-28
EA023966B9 (ru) 2017-09-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2362239C2 (ru) Способ изготовления твердого топливного элемента на основе оксида
KR100823198B1 (ko) 전지용 전극 및 전지용 전극의 제조 방법
RU2017127685A (ru) Способ формирования электролита
JP2013539589A5 (ru)
KR20070066890A (ko) 정전척
EA023966B1 (ru) Способ спекания
NL1020985C2 (nl) Anodegedragen brandstofcel.
JP2016197593A5 (ru)
EP3716379B1 (en) Apparatus and method for plasticizing solid oxide fuel cell
JPH0735723A (ja) 酸素センサ用棒状セラミックヒータ及びその製造方法
KR100858423B1 (ko) 고체산화물 연료전지의 연료극 및 전해질 제조방법
KR101610094B1 (ko) 그라파이트 단열재 제조방법
JP5205700B2 (ja) セラミックス基板の焼成装置およびセラミックス基板の焼成方法
DK200001482A (da) Elektrokemisk celle og fremgangsmåde til fremstilling af samme.
JP2007165112A (ja) 燃料電池およびその製造方法
KR101835891B1 (ko) 고체산화물 연료전지의 열처리 방법
JP2012089443A (ja) 燃料電池の製造方法
JP7505859B2 (ja) セラミックス成形体の脱脂方法およびセラミックス体の製造方法
KR20150075164A (ko) 어레이 구조를 갖는 금속지지체를 이용한 고체산화물 연료전지 및 그 제조방법
RU2706417C1 (ru) Способ изготовления единичной многослойной ячейки твердооксидного топливного элемента
EP4350018A1 (en) Ultrafast high-temperature sintering apparatus
JP2002103316A (ja) セラミックシート材の巻き付け方法、セラミックヒータの製造方法
KR20220165464A (ko) 전해질 기판 제조방법 및 고체산화물 연료전지 제조방법
JP2001266909A (ja) 単電池の製造方法、およびその単電池を用いた固体電解質型燃料電池
KR20030079057A (ko) 가스확산전극의 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
TH4A Publication of the corrected specification to eurasian patent
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM AZ BY KZ KG MD TJ TM

MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): RU