JP2000141032A - クラッド材を使用した金属管及びその製造方法並びにその金属管を使用したナトリウム−硫黄電池用のナトリウム収容容器 - Google Patents
クラッド材を使用した金属管及びその製造方法並びにその金属管を使用したナトリウム−硫黄電池用のナトリウム収容容器Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 内面にニッケル層を形成した金属管であっ
て、ニッケル層の剥離やクラック等の欠陥がないもの
を、容易かつ安価に製造できる方法を提供する。 【解決手段】 ニッケルの厚さが５〜２０μｍであるオ
ーステナイト系ステンレス鋼３とニッケル５との板状ク
ラッド材１を、ニッケル面が内側となるように筒状に成
形し、その端部を突き合わせて外側から融接する金属管
の製造方法。
て、ニッケル層の剥離やクラック等の欠陥がないもの
を、容易かつ安価に製造できる方法を提供する。 【解決手段】 ニッケルの厚さが５〜２０μｍであるオ
ーステナイト系ステンレス鋼３とニッケル５との板状ク
ラッド材１を、ニッケル面が内側となるように筒状に成
形し、その端部を突き合わせて外側から融接する金属管
の製造方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】 本発明は、クラッド材を使
用した金属管、特に、ナトリウム−硫黄電池におけるナ
トリウム収容容器の主要部をなす金属管の製造方法に関
する。
用した金属管、特に、ナトリウム−硫黄電池におけるナ
トリウム収容容器の主要部をなす金属管の製造方法に関
する。
【０００２】
【従来の技術】 ナトリウム硫黄電池は、一方に陰極活
物質である溶融金属ナトリウム、他方には陽極活物質で
ある溶融硫黄を配し、両者をナトリウムイオンに対して
選択的な透過性を有するβ−アルミナ固体電解質で隔離
し、３００〜３５０℃で作動させる高温二次電池であ
る。
物質である溶融金属ナトリウム、他方には陽極活物質で
ある溶融硫黄を配し、両者をナトリウムイオンに対して
選択的な透過性を有するβ−アルミナ固体電解質で隔離
し、３００〜３５０℃で作動させる高温二次電池であ
る。
【０００３】 このようなナトリウム硫黄電池の構成
は、例えば図８に示すように、陽極活物質である硫黄Ｓ
を含浸したカーボンフェルト等の陽極用導電材１９を収
容する円筒状の陽極容器１３、陽極容器１３の内部に配
置され、ナトリウムイオンを選択的に透過させる機能を
有する有底筒状の固体電解質管（β−アルミナ管）１
５、及び固体電解質管１５の内部に配置され、ナトリウ
ムＮａを収容するナトリウム収容容器１７とからなって
いる。
は、例えば図８に示すように、陽極活物質である硫黄Ｓ
を含浸したカーボンフェルト等の陽極用導電材１９を収
容する円筒状の陽極容器１３、陽極容器１３の内部に配
置され、ナトリウムイオンを選択的に透過させる機能を
有する有底筒状の固体電解質管（β−アルミナ管）１
５、及び固体電解質管１５の内部に配置され、ナトリウ
ムＮａを収容するナトリウム収容容器１７とからなって
いる。
【０００４】 ナトリウム収容容器１７の上部空間に
は、窒素ガスＧが所定の圧力で封入されている。固体電
解質管１５は、陽極容器１３の上端部と例えばα−アル
ミナ製の絶縁リング２１を介して接合されている。ま
た、絶縁リング２１の上面には、陰極金具２３が熱圧接
合されている。ナトリウム収容容器１７と固体電解質管
１５との間には、有底円筒状の隔壁管２５を介在させて
もよい。
は、窒素ガスＧが所定の圧力で封入されている。固体電
解質管１５は、陽極容器１３の上端部と例えばα−アル
ミナ製の絶縁リング２１を介して接合されている。ま
た、絶縁リング２１の上面には、陰極金具２３が熱圧接
合されている。ナトリウム収容容器１７と固体電解質管
１５との間には、有底円筒状の隔壁管２５を介在させて
もよい。
【０００５】 以上の構成を有するナトリウム−硫黄電
池において、放電時には溶融ナトリウムＮａが電子を放
出してナトリウムイオンとなり、これが固体電解質管１
５を透過して陽極側に移動し、陽極用導電材１９中の硫
黄Ｓ及び外部回路を通ってきた電子と反応して多流化ナ
トリウムを生成し、２Ｖ程度の電圧を発生させる。充電
時には放電とは逆にナトリウム及び硫黄の生成反応が起
こる。
池において、放電時には溶融ナトリウムＮａが電子を放
出してナトリウムイオンとなり、これが固体電解質管１
５を透過して陽極側に移動し、陽極用導電材１９中の硫
黄Ｓ及び外部回路を通ってきた電子と反応して多流化ナ
トリウムを生成し、２Ｖ程度の電圧を発生させる。充電
時には放電とは逆にナトリウム及び硫黄の生成反応が起
こる。
【０００６】 上記の放電反応が起こるためには、溶融
ナトリウムＮａがナトリウム収容容器１７の底部に設け
られた小孔２７より、固体電解質管１５とナトリウム収
容容器１７との間の空間２９に流出し、固体電解質管１
５及び陰極金具２３と接触する必要がある。これは、電
池始動時の加熱により、窒素ガスＧが膨張し、その圧力
で溶融ナトリウムＮａを小孔２７からナトリウム収容容
器１７の外へと押し出すことにより行われる。
ナトリウムＮａがナトリウム収容容器１７の底部に設け
られた小孔２７より、固体電解質管１５とナトリウム収
容容器１７との間の空間２９に流出し、固体電解質管１
５及び陰極金具２３と接触する必要がある。これは、電
池始動時の加熱により、窒素ガスＧが膨張し、その圧力
で溶融ナトリウムＮａを小孔２７からナトリウム収容容
器１７の外へと押し出すことにより行われる。
【０００７】 ところで、ナトリウムＮａを収容するナ
トリウム収容容器１７は、ステンレス鋼を用いて作製さ
れた円筒状の金属管の開口端に蓋を取り付けて構成され
るが、ステンレス鋼はナトリウムとの共存下で、温度依
存的に窒素ガスを吸収する性質を有し、その吸収量は経
時的に増大する。このため、ナトリウム−硫黄電池を長
期使用すると、ナトリウム収容容器１７内の窒素ガスＧ
が次第に減少し、溶融ナトリウムＮａを小孔２７から外
部に押し出すのに必要な圧力を維持できなくなるという
問題があった。
トリウム収容容器１７は、ステンレス鋼を用いて作製さ
れた円筒状の金属管の開口端に蓋を取り付けて構成され
るが、ステンレス鋼はナトリウムとの共存下で、温度依
存的に窒素ガスを吸収する性質を有し、その吸収量は経
時的に増大する。このため、ナトリウム−硫黄電池を長
期使用すると、ナトリウム収容容器１７内の窒素ガスＧ
が次第に減少し、溶融ナトリウムＮａを小孔２７から外
部に押し出すのに必要な圧力を維持できなくなるという
問題があった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】 従来、上記のような
問題を解決する手段として、ナトリウム収容容器１７の
内面に窒素との反応性の低いニッケルからなる層を形成
し、ステンレス鋼による窒素ガスの吸収を防止すること
が提案されている。しかしながら、実際には、内面にニ
ッケル層を有する金属管は、ニッケル層の剥離やクラッ
クなどの欠陥が生じやすく製造が困難であり、また製造
コストも高くなるという問題があった。
問題を解決する手段として、ナトリウム収容容器１７の
内面に窒素との反応性の低いニッケルからなる層を形成
し、ステンレス鋼による窒素ガスの吸収を防止すること
が提案されている。しかしながら、実際には、内面にニ
ッケル層を有する金属管は、ニッケル層の剥離やクラッ
クなどの欠陥が生じやすく製造が困難であり、また製造
コストも高くなるという問題があった。
【０００９】 例えば、内面にニッケル層を有する金属
管の最も一般的な製造方法として、ステンレス板の片面
にニッケルメッキを施して、これを円筒状に成形し、そ
の端部を突き合わせて融接する方法が挙げられるが、こ
の製造方法では、ニッケルメッキを施したステンレス板
を円筒状に成形する際に、メッキ層（ニッケル層）の剥
離やクラックが生じやすく、欠陥のない金属管を製造す
ることが難しい。
管の最も一般的な製造方法として、ステンレス板の片面
にニッケルメッキを施して、これを円筒状に成形し、そ
の端部を突き合わせて融接する方法が挙げられるが、こ
の製造方法では、ニッケルメッキを施したステンレス板
を円筒状に成形する際に、メッキ層（ニッケル層）の剥
離やクラックが生じやすく、欠陥のない金属管を製造す
ることが難しい。
【００１０】 また、他の製造方法として、ステンレス
板を円筒状に成形し、その端部を突き合わせて融接した
後、その内面にニッケルメッキを施す方法が挙げられる
が、この方法で製造された金属管においても、融接部位
においてメッキ層の剥離が生じやすいという問題があ
る。
板を円筒状に成形し、その端部を突き合わせて融接した
後、その内面にニッケルメッキを施す方法が挙げられる
が、この方法で製造された金属管においても、融接部位
においてメッキ層の剥離が生じやすいという問題があ
る。
【００１１】 本発明は、このような従来の事情に鑑み
てなされたものであり、その主な目的は、内面にニッケ
ル層を形成した金属管であって、ニッケル層の剥離やク
ラック等の欠陥がないものを、容易かつ安価に製造でき
る方法を提供することにある。
てなされたものであり、その主な目的は、内面にニッケ
ル層を形成した金属管であって、ニッケル層の剥離やク
ラック等の欠陥がないものを、容易かつ安価に製造でき
る方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】 本発明によれば、ニッ
ケルの厚さが５〜２０μｍであるオーステナイト系ステ
ンレス鋼とニッケルとの板状クラッド材を、ニッケル面
が内側となるように筒状に成形し、その端部を突き合わ
せて外側から融接することを特徴とする金属管の製造方
法、が提供される。
ケルの厚さが５〜２０μｍであるオーステナイト系ステ
ンレス鋼とニッケルとの板状クラッド材を、ニッケル面
が内側となるように筒状に成形し、その端部を突き合わ
せて外側から融接することを特徴とする金属管の製造方
法、が提供される。
【００１３】 また、本発明によれば、オーステナイト
系ステンレス鋼とニッケルとの板状クラッド材を、ニッ
ケル面が内側となるように筒状に成形し、その端部を突
き合わせて外側から融接することにより形成された金属
管であって、その融接部の断面に面積で２０％以上のニ
ッケル層が存在することを特徴とする金属管、が提供さ
れる。
系ステンレス鋼とニッケルとの板状クラッド材を、ニッ
ケル面が内側となるように筒状に成形し、その端部を突
き合わせて外側から融接することにより形成された金属
管であって、その融接部の断面に面積で２０％以上のニ
ッケル層が存在することを特徴とする金属管、が提供さ
れる。
【００１４】 更に、本発明によれば、前記の製造方法
により製造された金属管又は前記の金属管を使用した、
ナトリウム−硫黄電池の固体電解質管の内部に設けられ
るナトリウム収容容器、が提供される。
により製造された金属管又は前記の金属管を使用した、
ナトリウム−硫黄電池の固体電解質管の内部に設けられ
るナトリウム収容容器、が提供される。
【００１５】
【発明の実施の形態】 本発明の製造方法においては、
オーステナイト系ステンレス鋼とニッケルとの板状クラ
ッド材（合せ板）を金属管の素材として用いる。この板
状クラッド材の一方の材質であるニッケルは金属管の内
側面を構成して、前述のとおりナトリウム収容容器内に
封入された窒素ガスの吸収を防止する役割を持つ。ま
た、金属管の基体を構成する板状クラッド材のもう一方
の材質には、オーステナイト系ステンレス鋼が使用され
る。
オーステナイト系ステンレス鋼とニッケルとの板状クラ
ッド材（合せ板）を金属管の素材として用いる。この板
状クラッド材の一方の材質であるニッケルは金属管の内
側面を構成して、前述のとおりナトリウム収容容器内に
封入された窒素ガスの吸収を防止する役割を持つ。ま
た、金属管の基体を構成する板状クラッド材のもう一方
の材質には、オーステナイト系ステンレス鋼が使用され
る。
【００１６】 従来、ナトリウム−硫黄電池のナトリウ
ム収容容器に使用する金属管には、融接性の良さや低コ
ストなどの理由で、ＳＵＳ４０９のようなフェライト系
ステンレス鋼も使用されていたが、これをニッケルとの
クラッド材として用いた場合には、融接時にニッケルが
フェライト系ステンレス鋼中に溶け込んで、融接後の融
接部の金属組織が、一部脆化相である硬いマルテンサイ
ト組織に変化するため、使用時の応力（歪）、変形によ
り融接部にクラックが発生する危険がある。
ム収容容器に使用する金属管には、融接性の良さや低コ
ストなどの理由で、ＳＵＳ４０９のようなフェライト系
ステンレス鋼も使用されていたが、これをニッケルとの
クラッド材として用いた場合には、融接時にニッケルが
フェライト系ステンレス鋼中に溶け込んで、融接後の融
接部の金属組織が、一部脆化相である硬いマルテンサイ
ト組織に変化するため、使用時の応力（歪）、変形によ
り融接部にクラックが発生する危険がある。
【００１７】 一方、従来より、ＳＵＳ３０４に代表さ
れるオーステナイト系ステンレス鋼は、熱伝導が悪く、
また熱膨張係数も大きいため、融接後の変形、応力（歪
み）により高温で融接部にクラックが発生するという問
題が知られている。しかしながら、本発明者らの研究に
より、オーステナイト系ステンレス鋼をニッケルとのク
ラッド材として用い、そのニッケルの厚さを所定の範囲
に限定することで、この問題を解決できることが判明し
た。
れるオーステナイト系ステンレス鋼は、熱伝導が悪く、
また熱膨張係数も大きいため、融接後の変形、応力（歪
み）により高温で融接部にクラックが発生するという問
題が知られている。しかしながら、本発明者らの研究に
より、オーステナイト系ステンレス鋼をニッケルとのク
ラッド材として用い、そのニッケルの厚さを所定の範囲
に限定することで、この問題を解決できることが判明し
た。
【００１８】 前記のようなクラッド材を融接する場
合、その融接後の融接部の金属組織が、融接部の変形や
クラックの発生と密接に関係している。図４のように、
筒状に成形したクラッド材１の端部１ａ、１ｂを突き合
わせて、外側から融接を行うと、融接後の融接部の金属
組織は、図５に示すように融接部７のほぼ全体がデンド
ライト（樹枝状晶）組織９となる場合と、クラッド材の
融接部付近のニッケルが融接部に完全には溶け込まず、
図６に示すように融接部７にデンドライト組織９とニッ
ケル層１１とが併存する場合がある。
合、その融接後の融接部の金属組織が、融接部の変形や
クラックの発生と密接に関係している。図４のように、
筒状に成形したクラッド材１の端部１ａ、１ｂを突き合
わせて、外側から融接を行うと、融接後の融接部の金属
組織は、図５に示すように融接部７のほぼ全体がデンド
ライト（樹枝状晶）組織９となる場合と、クラッド材の
融接部付近のニッケルが融接部に完全には溶け込まず、
図６に示すように融接部７にデンドライト組織９とニッ
ケル層１１とが併存する場合がある。
【００１９】 そして、融接部のほぼ全体がデンドライ
ト組織となった場合には、図７に示すように融接部７の
内面側からクラック３１が発生するが、図６のように融
接部７にデンドライト組織９とニッケル層１１とが併存
する場合において、融接部７の断面に面積で２０％以上
のニッケル層１１があると、融接部７にクラックがほと
んど発生せず、変形も小さいことがわかった。
ト組織となった場合には、図７に示すように融接部７の
内面側からクラック３１が発生するが、図６のように融
接部７にデンドライト組織９とニッケル層１１とが併存
する場合において、融接部７の断面に面積で２０％以上
のニッケル層１１があると、融接部７にクラックがほと
んど発生せず、変形も小さいことがわかった。
【００２０】 これは、融接部内にニッケル層が存在す
ると、発生した応力（歪）が軟らかいニッケルで吸収
（緩和）されるためと思われ、そのニッケル層量が一定
量以上になると応力吸収効果が増大して、結果的にクラ
ックや変形の発生が抑えられるものと考えられる。
ると、発生した応力（歪）が軟らかいニッケルで吸収
（緩和）されるためと思われ、そのニッケル層量が一定
量以上になると応力吸収効果が増大して、結果的にクラ
ックや変形の発生が抑えられるものと考えられる。
【００２１】 後述の実施例に示すとおり、融接部内の
ニッケル層量は、クラッド材のニッケルの厚さによって
制御することが可能であり、発明者らが実験結果に基づ
いて検討したところ、クラッド材のニッケル厚さを５〜
２０μｍにすると、融接後の融接部断面におけるニッケ
ル層の面積が２０％以上となることがわかった。
ニッケル層量は、クラッド材のニッケルの厚さによって
制御することが可能であり、発明者らが実験結果に基づ
いて検討したところ、クラッド材のニッケル厚さを５〜
２０μｍにすると、融接後の融接部断面におけるニッケ
ル層の面積が２０％以上となることがわかった。
【００２２】 本発明では、このような知見に基づき、
金属管の素材として、図１のようなニッケル５の厚さｔ
が５〜２０μｍであるオーステナイト系ステンレス鋼３
とニッケル５とのクラッド材１を用いることとした。そ
して、このクラッド材１を、図２のように、ニッケル５
面が内側となるように筒状に成形し、その端部を突き合
わせて、図３中に矢印Ａで示すように、一端部開口側か
ら他端部開口側に向かって、外側より融接することによ
り金属管を形成する。
金属管の素材として、図１のようなニッケル５の厚さｔ
が５〜２０μｍであるオーステナイト系ステンレス鋼３
とニッケル５とのクラッド材１を用いることとした。そ
して、このクラッド材１を、図２のように、ニッケル５
面が内側となるように筒状に成形し、その端部を突き合
わせて、図３中に矢印Ａで示すように、一端部開口側か
ら他端部開口側に向かって、外側より融接することによ
り金属管を形成する。
【００２３】 本発明において、融接の代表的な方法と
してはＴＩＧ溶接が挙げられる。ＴＩＧ溶接は、不活性
ガス雰囲気中でタングステン電極と母材との間にアーク
を発生させ、その熱により母材を溶融させて融接部を得
る溶接法で、強度や耐食性に優れた融接部を得られると
ともに、比較的容易かつ安価に実施できるという利点が
あるので、金属管の製造コストを低減するという観点か
らも好ましい。
してはＴＩＧ溶接が挙げられる。ＴＩＧ溶接は、不活性
ガス雰囲気中でタングステン電極と母材との間にアーク
を発生させ、その熱により母材を溶融させて融接部を得
る溶接法で、強度や耐食性に優れた融接部を得られると
ともに、比較的容易かつ安価に実施できるという利点が
あるので、金属管の製造コストを低減するという観点か
らも好ましい。
【００２４】 本発明において、板状クラッド材のオー
ステナイト系ステンレス鋼としては、ＳＵＳ３０４のよ
うな１８Ｃｒ−８Ｎｉ系のものが好ましく用いられる。
板状クラッド材のオーステナイト系ステンレス鋼の厚さ
は特に限定されないが、ナトリウム−硫黄電池のナトリ
ウム収容容器に使用する金属管の場合は、強度とコンパ
クト性から０．３〜０．８ｍｍが好ましい。また、本発
明で用いる板状クラッド材は、合板後、ニッケルと鉄の
拡散接合により、その密着性を向上させたものが好まし
い。
ステナイト系ステンレス鋼としては、ＳＵＳ３０４のよ
うな１８Ｃｒ−８Ｎｉ系のものが好ましく用いられる。
板状クラッド材のオーステナイト系ステンレス鋼の厚さ
は特に限定されないが、ナトリウム−硫黄電池のナトリ
ウム収容容器に使用する金属管の場合は、強度とコンパ
クト性から０．３〜０．８ｍｍが好ましい。また、本発
明で用いる板状クラッド材は、合板後、ニッケルと鉄の
拡散接合により、その密着性を向上させたものが好まし
い。
【００２５】 次に、本発明の金属管について説明す
る。本発明の金属管は、オーステナイト系ステンレス鋼
とニッケルとの板状クラッド材を、ニッケル面が内側と
なるように筒状に成形し、その端部を突き合わせて外側
から融接することにより形成されたものであって、その
融接部の断面に面積で２０％以上のニッケル層が存在す
ることを特徴とする。
る。本発明の金属管は、オーステナイト系ステンレス鋼
とニッケルとの板状クラッド材を、ニッケル面が内側と
なるように筒状に成形し、その端部を突き合わせて外側
から融接することにより形成されたものであって、その
融接部の断面に面積で２０％以上のニッケル層が存在す
ることを特徴とする。
【００２６】 この金属管は、前記の製造方法の実施の
結果として得ることができるものであり、融接部の断面
に面積で２０％以上のニッケル層が存在するようにした
ことによって、前述のとおり融接部の変形やクラックの
発生がほとんど見られないものとなっている。また、こ
の金属管においては、ステンレス板にメッキにてニッケ
ル層を形成した場合に見られるようなニッケル層の剥離
も生じにくい。
結果として得ることができるものであり、融接部の断面
に面積で２０％以上のニッケル層が存在するようにした
ことによって、前述のとおり融接部の変形やクラックの
発生がほとんど見られないものとなっている。また、こ
の金属管においては、ステンレス板にメッキにてニッケ
ル層を形成した場合に見られるようなニッケル層の剥離
も生じにくい。
【００２７】 本発明の製造方法により製造された金属
管又は本発明の金属管は、その開口端に蓋（上蓋、底
蓋）を取り付けることにより、ナトリウム−硫黄電池の
固体電解質管の内部に設けられるナトリウム収容容器と
して用いることができる。このような金属管を使用した
ナトリウム収容容器は、金属管内面側のニッケル層に剥
離やクラック等の欠陥がほとんどなく、ナトリウム収容
容器内に封入された窒素ガスの吸収を効果的に防止でき
る。
管又は本発明の金属管は、その開口端に蓋（上蓋、底
蓋）を取り付けることにより、ナトリウム−硫黄電池の
固体電解質管の内部に設けられるナトリウム収容容器と
して用いることができる。このような金属管を使用した
ナトリウム収容容器は、金属管内面側のニッケル層に剥
離やクラック等の欠陥がほとんどなく、ナトリウム収容
容器内に封入された窒素ガスの吸収を効果的に防止でき
る。
【００２８】
【実施例】 以下、本発明を実施例に基づいて更に詳細
に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるも
のではない。
に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるも
のではない。
【００２９】（実施例）厚さ０．４ｍｍのＳＵＳ３０４
と表１に示す様々な厚さのニッケルからなる板状クラッ
ド材を用意して、それらをニッケル面が内側となるよう
に筒状に成形し、その端部を突き合わせて外側からＴＩ
Ｇ溶接することにより金属管（長さ：４７０ｍｍ、外
径：５０ｍｍ）を作製した。なお、金属管は、表１の各
ニッケル厚さについて、それぞれ１０個ずつ作製した。
また、ＴＩＧ溶接の条件は表２のとおりとした。得られ
た金属管を湿式切断機を用いて径方向に切断し、融接部
のクラック発生数と変形状態を調べるとともに、画像処
理解析にて融接部の断面組織を分析して、融接部断面の
ニッケル層の面積を求めた。その結果を表１に示す。
と表１に示す様々な厚さのニッケルからなる板状クラッ
ド材を用意して、それらをニッケル面が内側となるよう
に筒状に成形し、その端部を突き合わせて外側からＴＩ
Ｇ溶接することにより金属管（長さ：４７０ｍｍ、外
径：５０ｍｍ）を作製した。なお、金属管は、表１の各
ニッケル厚さについて、それぞれ１０個ずつ作製した。
また、ＴＩＧ溶接の条件は表２のとおりとした。得られ
た金属管を湿式切断機を用いて径方向に切断し、融接部
のクラック発生数と変形状態を調べるとともに、画像処
理解析にて融接部の断面組織を分析して、融接部断面の
ニッケル層の面積を求めた。その結果を表１に示す。
【００３０】
【表１】
【００３１】
【表２】
【００３２】 表１に示すとおり、クラッド材のニッケ
ル厚さによって、融接部内のニッケル層の量が変化す
る。そして、本発明の製造方法で規定するニッケル厚さ
５〜２０μｍの板状クラッド材を用いて作製した金属管
は、融接部断面におけるニッケル層の面積が２０％以上
となって、融接部のクラックの発生がなく、変形も小さ
なものであった。
ル厚さによって、融接部内のニッケル層の量が変化す
る。そして、本発明の製造方法で規定するニッケル厚さ
５〜２０μｍの板状クラッド材を用いて作製した金属管
は、融接部断面におけるニッケル層の面積が２０％以上
となって、融接部のクラックの発生がなく、変形も小さ
なものであった。
【００３３】
【発明の効果】 以上説明したように、本発明の製造方
法によれば、内面にニッケル層を形成した金属管であっ
て、ニッケル層の剥離やクラック等の欠陥がないもの
を、容易かつ安価に製造できる。本発明の製造方法で得
られた金属管を用いて構成されたナトリウム−硫黄電池
のナトリウム収容容器は、内面のニッケル層によってナ
トリウム収容容器内に封入された窒素ガスの吸収を効果
的に防止でき、溶融ナトリウムをナトリウム収容容器外
部に押し出すのに必要な圧力を長期にわたって維持する
ことができる。
法によれば、内面にニッケル層を形成した金属管であっ
て、ニッケル層の剥離やクラック等の欠陥がないもの
を、容易かつ安価に製造できる。本発明の製造方法で得
られた金属管を用いて構成されたナトリウム−硫黄電池
のナトリウム収容容器は、内面のニッケル層によってナ
トリウム収容容器内に封入された窒素ガスの吸収を効果
的に防止でき、溶融ナトリウムをナトリウム収容容器外
部に押し出すのに必要な圧力を長期にわたって維持する
ことができる。
【図１】 オーステナイト系ステンレス鋼とニッケルと
のクラッド材を示す斜視図である。
のクラッド材を示す斜視図である。
【図２】 クラッド材を円筒状に成形した状態を示す斜
視図である。
視図である。
【図３】 円筒状に成形したクラッド材の端部を突き合
わせて融接する過程を示す斜視図である。
わせて融接する過程を示す斜視図である。
【図４】 クラッド材の融接前の状態を示す部分拡大断
面図である。
面図である。
【図５】 クラッド材の融接後において、融接部のほぼ
全体がデンドライト組織となった状態を示す部分拡大断
面図である。
全体がデンドライト組織となった状態を示す部分拡大断
面図である。
【図６】 クラッド材の融接後において、融接部にデン
ドライト組織とニッケル層とが併存した状態を示す部分
拡大断面図である。
ドライト組織とニッケル層とが併存した状態を示す部分
拡大断面図である。
【図７】 クラッド材の融接部にクラックが発生した状
態を示す部分拡大断面図である。
態を示す部分拡大断面図である。
【図８】 ナトリウム−硫黄電池の構造を示す断面図で
ある。
ある。
１…クラッド材、３…オーステナイト系ステンレス鋼、
５…ニッケル、７…融接部、９…デンドライト組織、１
１…ニッケル層、１３…陽極容器、１５…固体電解質
管、１７…ナトリウム収容容器、１９…陽極用導電材、
２１…絶縁リング、２３…陰極金具、２５…隔壁管、２
７…小孔、２９…固体電解質管とナトリウム収容容器と
の間の空間、３１…クラック。
５…ニッケル、７…融接部、９…デンドライト組織、１
１…ニッケル層、１３…陽極容器、１５…固体電解質
管、１７…ナトリウム収容容器、１９…陽極用導電材、
２１…絶縁リング、２３…陰極金具、２５…隔壁管、２
７…小孔、２９…固体電解質管とナトリウム収容容器と
の間の空間、３１…クラック。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4E001 AA03 BB07 CA03 CB03 CC01 CC04 DD02 DD06 EA01 EA03 4E081 BA03 BA08 BA12 BA19 YK02 YK10 5H029 AJ00 AJ11 AJ14 AK05 AL13 AM15 BJ02 CJ03 CJ05 CJ06 DJ02 EJ01 HJ04
Claims (3)
- 【請求項１】 ニッケルの厚さが５〜２０μｍであるオ
ーステナイト系ステンレス鋼とニッケルとの板状クラッ
ド材を、ニッケル面が内側となるように筒状に成形し、
その端部を突き合わせて外側から融接することを特徴と
する金属管の製造方法。 - 【請求項２】 オーステナイト系ステンレス鋼とニッケ
ルとの板状クラッド材を、ニッケル面が内側となるよう
に筒状に成形し、その端部を突き合わせて外側から融接
することにより形成された金属管であって、その融接部
の断面に面積で２０％以上のニッケル層が存在すること
を特徴とする金属管。 - 【請求項３】 請求項１記載の製造方法により製造され
た金属管又は請求項２記載の金属管を使用した、ナトリ
ウム−硫黄電池の固体電解質管の内部に設けられるナト
リウム収容容器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10318103A JP2000141032A (ja) | 1998-11-09 | 1998-11-09 | クラッド材を使用した金属管及びその製造方法並びにその金属管を使用したナトリウム−硫黄電池用のナトリウム収容容器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10318103A JP2000141032A (ja) | 1998-11-09 | 1998-11-09 | クラッド材を使用した金属管及びその製造方法並びにその金属管を使用したナトリウム−硫黄電池用のナトリウム収容容器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000141032A true JP2000141032A (ja) | 2000-05-23 |
Family
ID=18095532
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10318103A Withdrawn JP2000141032A (ja) | 1998-11-09 | 1998-11-09 | クラッド材を使用した金属管及びその製造方法並びにその金属管を使用したナトリウム−硫黄電池用のナトリウム収容容器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000141032A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009039734A (ja) * | 2007-08-07 | 2009-02-26 | Hitachi-Ge Nuclear Energy Ltd | 配管の肉盛溶接方法 |
| CN104028959A (zh) * | 2014-06-05 | 2014-09-10 | 鞍山亚盛特钢有限公司 | 不锈钢复合材料的焊接方法 |
| CN112809176A (zh) * | 2021-01-14 | 2021-05-18 | 北方夜视技术股份有限公司 | 一种微光像增强器光电阴极蒸发源的镍管制作夹具及方法 |
-
1998
- 1998-11-09 JP JP10318103A patent/JP2000141032A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009039734A (ja) * | 2007-08-07 | 2009-02-26 | Hitachi-Ge Nuclear Energy Ltd | 配管の肉盛溶接方法 |
| CN104028959A (zh) * | 2014-06-05 | 2014-09-10 | 鞍山亚盛特钢有限公司 | 不锈钢复合材料的焊接方法 |
| CN112809176A (zh) * | 2021-01-14 | 2021-05-18 | 北方夜视技术股份有限公司 | 一种微光像增强器光电阴极蒸发源的镍管制作夹具及方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20060110 |