JP2008507468A5 - - Google Patents
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Description
次に酸化亜鉛成分に目を向けると、ある態様は、約０.４０〜０.６０重量％の範囲内等の約０.２５〜０.９７５重量％の範囲を必要とする。下に記載されるある態様は、約０.５０重量％のＺｎＯの量を有する。
酸化錫は、一般的に約９５重量％より少なくない組成物、さらに典型的には約９８重量％より少なくない組成物を形成する主成分である、酸化錫の特定の形については、他の態様はグロッグ（grog）または焼成粉末の形を利用した一方で、ある態様は基本的に完全反応性(バージン)ＳｎＯ２粉末を利用する。しばしばこのグロッグ粉末は少量の他の酸化物を含む。これらの少量の他の酸化物は、２重量％まで相当することが出来、一般的に組成物の１重量％より多くなく、また０.５重量％より多くなく、そこから本発明の態様に従った酸化錫ベースの電極が形成される。他の酸化物が与えられる範囲内において特にＣｕＯ、ＺｎＯ、またはＳｂ２Ｏ３を含めて、そうした酸化物は、上記の添加剤パッケージを構成または一部と考えられず、むしろＳｎＯ２ベースの電極組成物一部として考えられる。
さらに、ａ/ｂの比率(ＺｎＯに対するＣｕＯ)は、あるパラメーターの範囲内に限定されても良い。例えば、ａ/ｂは０.０５より大きく且つ０.７より小さい。ａ/ｂレシオの上限は０.６または０.５より大きくない等、さらに低くても良い。ある態様は、０.１８より大きくない等のおよそ０.２０より大きくない低められたａ/ｂレシオを有しても良い。
結果として形成された酸化錫ベースの電極は、図１に示された弾丸形円筒型の一つ１０または一般的な長方形または多角形１２を含む種々の幾何的輪郭をとっても良い。実際の電極の実装は、ガラスの溶解が与えられる炉２０の内部２４に曝された電極１０を示す図２でスキーム的に見ることが可能である。
さらに、酸化錫ベースの電極は、ある態様では望ましい電気抵抗率レベルを有することが見出され；電気抵抗率は、１００℃で約１Ω・ｃｍより小さくなく、１００℃で約０.５Ω・ｃｍより大きくなく、１００℃で０.２５Ω・ｃｍより大きくなく、さらに１００℃で約０.１Ω・ｃｍより大きくない電気抵抗率を有するように制限されていても良い。注目すべきことに、前出の電気抵抗率特性は、酸化錫ベースの電極と形成された状態で連動しており、特に不利益となる後工程アニーリングのための必要または要求が無い。すなわち、電気抵抗率を改変するためにアニーリングを利用または活用する先行技術は、通常１以上の熱サイクルへの暴露の後、目立った抵抗率の劣化に苦しむ。対照的に、本発明の態様は、１以上の熱サイクルを通った後でも、より優れた長期間の電気的特性を示す。酸化錫ベースの電極は、熱サイクルへの暴露の後４００℃で１×１０−１Ω・ｃｍの最大体積抵抗率の増加がある抵抗率を維持する。この抵抗率変化の定量化のために利用される加熱は、通常、約１１００℃等の少なくとも９００℃の温度に昇温して行われる。別の態様は、熱サイクルへの暴露の後、４００℃で１×１０−２Ω・ｃｍの抵抗率の最大増加等の２ｘ１０−２Ω・ｃｍの抵抗率の最大増加を有する。
本発明の態様に従って、酸化錫ベースの電極の組成の特徴が、各一つの添加剤の相対的な含有量に焦点を定めるだけでなく、包括的な全体の添加剤パッケージの範囲、およびそれらの内部関係を定量化することに焦点を置き考慮する方法で開発された。この点で、先行技術がかなり広い組成の特徴を特定する一方で、この最新技術は、一般的には、密度、開放気孔率、低温電気抵抗率、熱サイクルを通る間の電気抵抗率の維持、腐食抵抗性、熱衝撃抵抗性、および関連するパラメーターに関して、種々の添加剤間の内部関係の認識および電極性能を改善するための組成の特徴の定量化に失敗した。この技術に記載された広い組成の特徴の実際の実施についての詳細な分析は、この技術がここに記載される添加剤間の組成関係の効果の認識に、一般的に失敗したことを明らかにする。
報告されたデータからかなり明らかなように、サンプルＺｎ３および特にＺｎ７は望ましい特徴を有する。報告されたように、低室温抵抗率、素晴しくコントロールされた開放気孔率、および高密度は、望ましい電気的特性と結び付けられている。例えば、サンプルは、高温（１１００℃）での電気抵抗率と同様に、低温（１００℃）で望ましい低電気抵抗率を有することが見出された。さらに、低温電気抵抗率特性は、１１００℃での熱サイクルの後、維持されることが見出された。さらに、熱サイクル実施前後の４００℃での電気抵抗率は、比較的公称のものであることが見出された。注目すべきことに、サンプルＺｎ３は約１×１０−３の電気抵抗率(デルタ、Δ)の増加を示した一方で、Ｚｎ７は、事実上電気抵抗率の増加が０であるその量より小さい電気抵抗率デルタΔを示した。比較例Ｔ１１８６に対してプロットされたサンプルＺｎ３、Ｚｎ７、Ｚｎ８の実際のデータが、図３に示される。Ｔ１１８６は、０.５重量％ＣｕＯ、０.９〜１.０重量％Ｓｂ２Ｏ３、および残りがＳｎＯ２である公称の組成を有する商業的に入手可能な、最新の酸化錫ベースの電極に相当する。
さらに、実施可能な実施例は、Ｔ１１８６と関連するベースラインの標準(１００)に比較して、より優れた腐食抵抗性を示した。動的腐食テスト手順は、溶融ガラスにサンプルを供することによってガラスの腐食抵抗性を決定するために行われた。テスト手順では、サンプルは、溶融ガラスのるつぼ内で回転して、炉内の動的な使用状態をシミュレートした。ガラスに飽和する溶解された耐火物による腐食の減少が、長期実験のケースでのテストの間に、ガラスを変更することによって最小化することが可能である。サンプルは、テストの前後での体積測定の違いを測定することによって評価された。全体の腐食、ガラスラインより上でのサンプルの揮発/収縮、および表面下の腐食、ガラスラインより下での腐食を含む２つサンプルの測定結果が得られた。腐食インデックスは、参照サンプル(Ｔ１１８６)/サンプル×１００の相対的な体積損失(ΔＶ-Ｖ)によって算出された。参照サンプルは１００のインデックスを有し、１００のインデックスより高いサンプルの腐食抵抗性は、従って参照サンプルより高いインデックスを有する。Ｚｎ３およびＺｎ７の特定の場合では、腐食インデックスは、１０６および１０７であることが見出され、それぞれ、より優れた腐食抵抗性を示した。
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