JP2019104672A - Glass - Google Patents

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Abstract

To provide a glass containing not a large amount of ZnO and BO, suitable for sealing application as no inflection point (flexure) is seen in a thermal expansion curve of a burned body of a powder thereof, and adding high credibility to a resulting sealed article.SOLUTION: There is provided a glass containing practically no alkali metal oxide or BaO, and by mol% in terms of oxide, SiOof 40 to 44%, MgO of 15 to 23%, CaO of 28 to 36%, AlOof 5 to 10% with total content of these components of 97% or more and a molar ratio of contents of CaO and MgO represented by CaO/MgO of 1.2 to 2.3.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、SiO−MgO−CaO−Al系のガラス、該ガラスを含有する特に金属またはセラミックスからなる部材群から選択される部材同士の封着、接合等に好適なガラスペースト、グリーンシートならびに固体酸化物型燃料電池(以下、SOFCともいう。)およびその製造方法に関する。 The present invention is a glass paste suitable for sealing, bonding, etc. members selected from a group of members consisting of a SiO 2 -MgO-CaO-Al 2 O 3 based glass, particularly a member containing metal or ceramic containing the glass, The present invention relates to a green sheet, a solid oxide fuel cell (hereinafter also referred to as SOFC), and a method for producing the same.

金属部材やセラミック部材を構成要素とする複合体の製造に際して、これら部材を接合/封着して複合体とするための接合/封着用材料として封着用ガラスが広く用いられている。この封着用ガラスは典型的には、粉末状に加工されたガラスフリット、このガラスフリットをペースト状にしたガラスペースト、このガラスフリットをシート状にしたグリーンシート(ガラスシート)などとして用いられる。すなわち、平面部分を接合する場合にはガラスペースト、またはグリーンシートとして、三次元的な部分を接合する際にはガラスフリットとして用いられることが多い。   In the production of a composite having a metal member or a ceramic member as a component, sealing glass is widely used as a bonding / sealing material for bonding / sealing these members into a composite. This sealing glass is typically used as a glass frit processed into powder, a glass paste obtained by pasting this glass frit, a green sheet (glass sheet) made from this glass frit into a sheet, and the like. That is, it is often used as a glass paste when bonding planar parts, or as a glass frit when bonding three-dimensional parts as a green sheet.

近年、作動温度域が700〜1000℃であるSOFCの部材封着に用いることができる封着用ガラスが求められており、このようなSOFC封着用ガラスとして、たとえば、特許文献1には、Bを多くは含有しないガラスでその粉末の焼成体の熱膨張曲線に変曲点(屈曲)が見られないようなガラス、具体的には、モル%で、SiOを35〜41.5%、MgOを8〜25%、CaOを27%超35%以下、SrOを0〜2%、BaOを0〜4%、ZnOを5〜15%、Alを4.5〜10%含有し、これら成分の含有量の合計が97%以上であり、SrOおよびBaOを含有する場合それらの含有量の合計が2%以下である等の組成のSiO−MgO−CaO−ZnO−Al系無鉛ガラスが開示されている。 In recent years, a sealing glass that can be used to seal a member of SOFC having an operating temperature range of 700 to 1000 ° C. is required. As such SOFC sealing glass, for example, Patent Document 1 discloses B 2 Glass which does not contain much O 3 and which does not have an inflection point (flexure) in the thermal expansion curve of the sintered body of the powder, specifically 35 to 41.5 SiO 2 in mol% %, 8-25% MgO, more than 27% CaO, 35% or less, SrO 0-2%, BaO 0-4%, ZnO 5-15%, Al 2 O 3 4.5-10% SiO 2 -MgO-CaO-ZnO-Al of the composition such that the total content of these components is 97% or more, and the total content of these components is 2% or less when SrO and BaO are contained 2 O 3 based lead-free glass is disclosed .

特許第5365517号公報Patent No. 5365517 gazette

特許文献1においては、得られる無鉛ガラスの粉末は焼成されると結晶化ガラスとなりその熱膨張曲線には変曲点が見られずSOFCシール材として好適であるとされている。しかし、この無鉛ガラスはZnOを5%以上含有する。ZnOは酸素欠陥が生じやすく、酸素欠陥による結晶欠陥等が生じることから、この無鉛ガラスをシール材として用いた場合に、高信頼性のシールが得られないことが問題であった。   In Patent Document 1, the obtained lead-free glass powder is crystallized to become crystallized glass when fired, and no inflection point is found in the thermal expansion curve thereof, which is considered to be suitable as a SOFC sealing material. However, this lead-free glass contains 5% or more of ZnO. Since ZnO is prone to oxygen defects and crystal defects and the like due to oxygen defects, it has been a problem that a highly reliable seal can not be obtained when this lead-free glass is used as a seal material.

特許文献1においては、ZnOの含有量が5%未満ではガラスが不安定になり、ZnOおよびBを含有しない、または多くは含有しないガラスであってその粉末の焼成体の熱膨張曲線に変曲点(屈曲)が見られないような封着用ガラスが得られていなかった。 In Patent Document 1, when the content of ZnO is less than 5%, the glass becomes unstable and does not contain ZnO and B 2 O 3 , or the thermal expansion curve of the sintered body of the powder which is a glass not containing many. No sealing glass was obtained so that no inflection point (flexion) was seen in the

本発明は、ZnOおよびBを含有しない、または多くは含有しないガラスであり、その粉末の焼成体の熱膨張曲線に変曲点(屈曲)が見られないような封着用途に好適なガラスであって、得られる封着物に高い信頼性を付与できるガラス、ならびに、該ガラスを用いたガラスペースト、グリーンシートならびに固体酸化物型燃料電池およびその製造方法の提供を目的とする。 The present invention is a glass that does not contain ZnO and B 2 O 3 or does not contain many B 2 O 3 and is suitable for sealing applications in which no inflection point (flexure) is found in the thermal expansion curve of the sintered body of the powder. It is an object of the present invention to provide a glass which can impart high reliability to the obtained sealed product, a glass paste using the glass, a green sheet, a solid oxide fuel cell and a method for producing the same.

本発明は、実質的にアルカリ金属酸化物およびBaOを含有せず、酸化物基準のモル%表示で、SiOを40〜44%、MgOを15〜23%、CaOを28〜36%、Alを5〜10%含有し、これらの成分の含有量の合計が97%以上であり、CaO/MgOで示されるCaOとMgOの含有量のモル比が1.2〜2.3であるガラス(以下、「第1のガラス」という。)を提供する。 The present invention is substantially free of alkali metal oxides and BaO, and represents 40 to 44% of SiO 2 , 15 to 23% of MgO, 28 to 36% of CaO, and Al on a mole% basis on oxide basis. the 2 O 3 containing 5-10%, and the total content of these components is 97% or more, the molar ratio of the content of CaO and MgO represented by CaO / MgO is in 1.2-2.3 Provided is a certain glass (hereinafter referred to as "first glass").

また、実質的にアルカリ金属酸化物およびBaOを含有せず、酸化物基準のモル%表示で、SiOを34〜40%、MgOを14〜20%、CaOを28〜36%、Alを12〜18%含有し、これらの成分の含有量の合計が97%以上であり、CaO/MgOで示されるCaOとMgOの含有量のモル比が1.5〜2.5であるガラス(以下、「第2のガラス」という。)を提供する。 In addition, it contains substantially no alkali metal oxide and BaO, and represents 34 to 40% of SiO 2 , 14 to 20% of MgO, 28 to 36% of CaO, and Al 2 O in terms of mol% on an oxide basis. Glass containing 12 to 18% of 3 and having a total content of these components of 97% or more and a molar ratio of the content of CaO to MgO represented by CaO / MgO of 1.5 to 2.5 (Hereafter, referred to as "second glass").

また、実質的にアルカリ金属酸化物およびTiOを含有せず、酸化物基準のモル%表示で、SiOを42〜47%、MgOを14〜19%、CaOを29〜36%、Alを3〜7.5%、BaOを0.3〜5.5%、SrOを0〜0.5%含有し、これらの成分の含有量の合計が97%以上であり、CaO/MgOで示されるCaOとMgOの含有量のモル比が2.0〜2.3であるガラス(以下、「第3のガラス」という。)を提供する。 Moreover, it does not contain an alkali metal oxide and TiO 2 substantially, and is 42 to 47% of SiO 2 , 14 to 19% of MgO, 29 to 36% of CaO, Al 2 in terms of mol% of oxide standard It contains 3 to 7.5% of O 3 , 0.3 to 5.5% of BaO, and 0 to 0.5% of SrO, and the total content of these components is 97% or more, CaO / MgO And a glass having a molar ratio of the content of CaO to MgO of 2.0 to 2.3 (hereinafter referred to as "third glass").

さらに、実質的にアルカリ金属酸化物およびTiOを含有せず、酸化物基準のモル%表示で、SiOを41〜47%、MgOを12.5〜17.5%、CaOを26〜36%、Alを7.5%超14%以下、BaOを0.3〜4%含有し、これらの成分の含有量の合計が97%以上であり、CaO/MgOで示されるCaOとMgOの含有量のモル比が1.75〜2.25であるガラス(以下、「第4のガラス」という。)を提供する。
また、第1、第2、第3、または第4のガラスの粉末を含有するガラスペーストを提供する。
また、第1、第2、第3、または第4のガラスの粉末を含有するグリーンシートを提供する。
Furthermore, it contains substantially no alkali metal oxide and TiO 2 , and represents 41 to 47% of SiO 2 , 12.5 to 17.5% of MgO, and 26 to 36 of CaO in terms of mol% on an oxide basis. %, Al 2 O 3 more than 7.5% and 14% or less, BaO 0.3 to 4%, the total content of these components is 97% or more, and CaO and CaO represented by CaO / MgO Provided is a glass (hereinafter referred to as "fourth glass") in which the molar ratio of the content of MgO is 1.75 to 2.25.
There is also provided a glass paste containing a powder of a first, second, third or fourth glass.
Also provided is a green sheet containing a powder of the first, second, third or fourth glass.

また、セラミックスまたは金属からなる部材を互いに封着する工程を有する固体酸化物型燃料電池の製造方法であって、前記部材を第1、第2、第3、または第4のガラスの粉末を用いて互いに封着する固体酸化物型燃料電池の製造方法を提供する。   A method of manufacturing a solid oxide fuel cell, comprising the step of sealing members made of ceramics or metal to each other, wherein the members are made of the first, second, third or fourth glass powder. The present invention provides a method of manufacturing a solid oxide fuel cell sealed together.

また、セラミックスまたは金属からなる部材が互いに封着されている封着部を1個以上有する固体酸化物型燃料電池であって、前記封着部の少なくとも1個が第1、第2、第3、または第4のガラスの粉末を焼成して得られた焼成体で封着されている固体酸化物型燃料電池を提供する。   The solid oxide fuel cell according to the present invention is a solid oxide fuel cell having at least one sealing portion in which members made of ceramic or metal are sealed to each other, wherein at least one of the sealing portions is a first, a second and a third. Or a solid oxide fuel cell sealed with a fired body obtained by firing a powder of a fourth glass.

なお、本発明において、「セラミックスまたは金属からなる部材を互いに封着する」とは、セラミックスからなる部材と金属からなる部材とを互いに封着する場合を含む。   In the present invention, “sealing members made of ceramics or metal to each other” includes the case where members made of ceramics and members made of metal are sealed to each other.

本発明によれば、ZnOおよびBを含有しない、または多くは含有しない、具体的には、これらを合計で3モル%を超えては含有しないガラスであって、その粉末の焼成体の熱膨張曲線に変曲点が見られないような、または実質的には変曲点が見られないようなガラスが得られる。本発明のガラス、ガラスペーストおよびグリーンシートは、封着用途、特に金属またはセラミックスからなる部材群から選択される部材同士の封着、接合等に好適であり、得られる封着物に高い信頼性を付与することができる。本発明の固体酸化物型燃料電池の製造方法によれば、該ガラスを用いることで高信頼性の固体酸化物型燃料電池の提供が可能である。 According to the present invention, a sintered body of a powder which does not contain ZnO or B 2 O 3 , or does not contain much, specifically does not contain more than 3 mol% in total of these. A glass is obtained in which no point of inflection is found in the thermal expansion curve of or substantially no point of inflection is found. The glass, glass paste and green sheet of the present invention are suitable for sealing application, particularly for sealing, joining, etc. of members selected from a group of members consisting of metal or ceramic, and the resulting sealed article has high reliability. It can be granted. According to the method for producing a solid oxide fuel cell of the present invention, it is possible to provide a highly reliable solid oxide fuel cell by using the glass.

本発明は、上記各組成を有する、第1のガラス、第2のガラス、第3のガラス、および第4のガラスを提供する。本明細書において、「本発明のガラス」とは、第1のガラス、第2のガラス、第3のガラス、および第4のガラスを含むものである。   The present invention provides a first glass, a second glass, a third glass, and a fourth glass having the above-described compositions. As used herein, the "glass of the present invention" includes the first glass, the second glass, the third glass, and the fourth glass.

本発明のガラスは通常、粉末状にして使用される。本発明のガラスまたはその粉末は典型的には封着に用いられ、その場合、たとえば900〜1100℃、典型的には900〜1000℃で焼成され焼成体となり、その焼成体は結晶化ガラスである。   The glass of the present invention is usually used in powder form. The glass of the present invention or its powder is typically used for sealing, in which case it is fired at, for example, 900-1100 ° C., typically 900-1000 ° C. to form a fired body, and the fired body is a crystallized glass is there.

結晶化ガラス中に析出する典型的な結晶は、ディオプサイト(CaO−MgO−2SiO)、オケルマナイト(2CaO−MgO−2SiO)、メリライト等のCaO−MgO−SiO系結晶、フォルステライト等のMgO−SiO系結晶、CaO−SiO系結晶、SiO−MgO−CaO−Al系結晶、CaO−SiO−Al系結晶等の高膨張結晶である。なかでも、ディオプサイト、オケルマナイト、メリライト等のCaO−MgO−SiO系結晶が焼成時に析出するガラスは焼成時における結晶相の変態が少なく結晶化後のバルク体(結晶化ガラス)の強度が安定化する傾向があり好ましい。 Typical crystals precipitated in the crystallized glass, diopside (CaO-MgO-2SiO 2) , akermanite (2CaO-MgO-2SiO 2) , CaO-MgO-SiO 2 based crystal such melilite, forsterite, etc. High expansion crystals such as MgO-SiO 2 -based crystals, CaO-SiO 2 -based crystals, SiO 2 -MgO-CaO-Al 2 O 3 -based crystals, and CaO-SiO 2 -Al 2 O 3 -based crystals. Among them, the glass on which CaO-MgO-SiO 2 system crystals such as diopsite, akermanite and melilite are precipitated at the time of firing has less transformation of the crystal phase at the time of firing and the strength of the bulk body (crystallized glass) after crystallization It tends to be stabilized and is preferred.

以下、本発明のガラスをSOFC構成部材などの封着に用いる場合を例にして説明するが、本発明のガラスの用途はこれに限定されない。すなわち、本発明のガラスはその粉末の焼成体の熱膨張曲線に変曲点が見られないこと、または実質的には変曲点が見られないことが求められる用途に好適である。   Hereinafter, although the case where the glass of this invention is used for sealing of a SOFC structural member etc. is demonstrated to an example, the use of the glass of this invention is not limited to this. That is, the glass of the present invention is suitable for applications where it is required that no inflection point be observed or substantially no inflection point be observed in the thermal expansion curve of the sintered body of the powder.

本発明のガラスの軟化点(Ts)は820℃以上であることが好ましい。Tsが820℃未満では封着されるべき部材との反応が大きくなりすぎるおそれがあり、より好ましくは820℃超、典型的には830℃以上である。また、Tsは920℃以下であることが好ましい。Tsが920℃超ではガラスの流動性が低下するおそれがある。
本発明のガラスの結晶化温度(Tc)は典型的には960〜1050℃である。
The softening point (Ts) of the glass of the present invention is preferably 820 ° C. or more. If Ts is less than 820 ° C., the reaction with the member to be sealed may be too large, more preferably more than 820 ° C., typically 830 ° C. or more. Moreover, it is preferable that Ts is 920 degrees C or less. If Ts exceeds 920 ° C., the fluidity of the glass may be reduced.
The crystallization temperature (Tc) of the glass of the present invention is typically from 960 to 1050 ° C.

なお、Tsは示差熱分析を行って、第4変曲点を読み取り、これをTsとする。また、Tcは次のようにして測定する。すなわち、示差熱分析を行ってTsよりも高温側でかつ最初に(最も低い温度で)見られる発熱ピークの温度を読み取り、これをTcとする。   Ts is subjected to differential thermal analysis to read a fourth inflection point, which is taken as Ts. Also, Tc is measured as follows. That is, a differential thermal analysis is performed to read the temperature of the exothermic peak that is found first (at the lowest temperature) on the high temperature side of Ts, and this is taken as Tc.

(Tc−Ts)は110℃以上であることが好ましい。(Tc−Ts)が110℃未満では焼成時における流動性が不足して焼成体(結晶化ガラス)と封着対象物との間に隙間ができるなどして所望の封着を行えなくなるおそれがある。(Tc−Ts)は、より好ましくは120℃以上、さらに好ましくは130℃以上、特に好ましくは140℃以上である。   (Tc-Ts) is preferably 110 ° C. or more. If (Tc-Ts) is less than 110 ° C., the fluidity at the time of firing may be insufficient, and a gap may be formed between the fired body (crystallized glass) and the object to be sealed, for example. is there. (Tc-Ts) is more preferably 120 ° C. or more, still more preferably 130 ° C. or more, particularly preferably 140 ° C. or more.

本発明のガラスの粉末について950℃に1時間保持する焼成を行って得られた焼成体(結晶化ガラス)の50〜950℃における平均線膨張係数(α)は84×10−7〜105×10−7/℃であることが好ましい。αがこの範囲外の場合、被封着物との膨張係数のマッチングが不十分になるおそれがある。 The average linear expansion coefficient (α) at 50 to 950 ° C. of the sintered body (crystallized glass) obtained by firing the powder of the glass of the present invention at 950 ° C. for 1 hour is 84 × 10 −7 to 105 × It is preferably 10 −7 / ° C. If α is out of this range, the matching of the expansion coefficient with the sealed object may be insufficient.

上記焼成体のα測定に際して、その焼成体の50〜950℃における熱膨張曲線が測定される。α測定における昇温速度は、例えば、10℃/分とされる。本発明のガラスは、その熱膨張曲線が直線状であることが好ましい。熱膨張曲線が直線状であるとは以下の方法で求められる熱膨張曲線の微分曲線における微分ピークが0.01μm/秒以下であることをいう。   In the case of alpha measurement of the above-mentioned calcination object, the thermal expansion curve in 50-950 ° C of the calcination object is measured. The temperature rising rate in the α measurement is, for example, 10 ° C./min. The glass of the present invention preferably has a linear thermal expansion curve. The linear thermal expansion curve means that the differential peak in the differential curve of the thermal expansion curve determined by the following method is 0.01 μm / sec or less.

まず、上記で得られた熱膨張曲線について微分曲線(横軸:温度、縦軸:単位温度当りの焼成体長さ変化)を作成する。熱膨張曲線に変曲点が存在する場合、微分曲線のその変曲点に対応する温度には山または谷、通常は山が生ずる。微分曲線に山または谷が存在する場合、その山の高さまたは谷の深さで最も大きいものを読み取る。微分ピークがたとえば1μm/秒であるとは、山の高さまたは谷の深さの最大が6μm/℃であることに相当する。なお、山の高さまたは谷の深さの読み取りに際しては、測定中に焼成体が不連続に動くことなどによって生ずるスパイク状の山または谷は除外する。微分曲線の微分ピークが0.01μm/秒以下であれば、ガラスの粉末の焼成体の熱膨張曲線に実質的には変曲点が見られない、といってよい。   First, differential curves (horizontal axis: temperature, vertical axis: change in length of sintered body per unit temperature) are created for the thermal expansion curve obtained above. If there is an inflection point in the thermal expansion curve, a peak or valley, usually a peak, will occur at the temperature corresponding to that inflection point of the derivative curve. If peaks or valleys exist in the derivative curve, the largest one of the height or the depth of the peaks is read. A differential peak of, for example, 1 μm / sec corresponds to a peak height or valley depth of 6 μm / ° C. In addition, when reading the height of a mountain or the depth of a valley, spike-like peaks or valleys caused by discontinuous movement of the sintered body during measurement are excluded. If the derivative peak of the derivative curve is 0.01 μm / sec or less, it may be said that no inflection point is substantially found in the thermal expansion curve of the sintered body of the powder of glass.

第1のガラスは、実質的にアルカリ金属酸化物およびBaOを含有せず、酸化物基準のモル%表示で、SiOを40〜44%、MgOを15〜23%、CaOを28〜36%、Alを5〜10%含有し、これらの成分の含有量の合計が97%以上であり、CaO/MgOで示されるCaOとMgOの含有量のモル比が1.2〜2.3である。第1のガラスは、BaOを実質的に含まないことにより、BaOと金属またはセラミックスからなる部材群との反応を抑制したい場合に好適なものである。 The first glass is substantially free of alkali metal oxides and BaO, and is 40 to 44% of SiO 2 , 15 to 23% of MgO, and 28 to 36% of CaO in terms of mol% on an oxide basis. And 5 to 10% of Al 2 O 3, and the total content of these components is 97% or more, and the molar ratio of the content of CaO to MgO represented by CaO / MgO is 1.2 to 2. It is three. The first glass is suitable when it is desired to suppress the reaction between BaO and a member group made of metal or ceramic by substantially containing no BaO.

第2のガラスは、実質的にアルカリ金属酸化物およびBaOを含有せず、酸化物基準のモル%表示で、SiOを34.0〜40.0%、MgOを14.0〜20.0%、CaOを28.0〜36.0%、Alを12.0〜18.0%含有し、これらの成分の含有量の合計が97%以上であり、CaO/MgOで示されるCaOとMgOの含有量のモル比が1.5〜2.5である。第2のガラスは、BaOを実質的に含有せず、さらに、第1のガラスよりSiOが少なく、HOがSiOのネットワークを切断してしまうような環境下の場合に、耐熱性を維持させたい場合に好適なものである。 The second glass contains substantially no alkali metal oxide and BaO, and is 34.0 to 40.0% of SiO 2 and 14.0 to 20.0 of MgO in terms of mol% based on the oxide. %, Containing 28.0 to 36.0% of CaO and 12.0-18.0% of Al 2 O 3, and the total content of these components is 97% or more and is represented by CaO / MgO The molar ratio of the content of CaO to MgO is 1.5 to 2.5. The second glass is substantially free of BaO, and further contains less SiO 2 than the first glass, and is heat resistant in an environment where H 2 O cuts the SiO 2 network. Is a good choice if you want to keep

第3のガラスは、実質的にアルカリ金属酸化物およびTiOを含有せず、酸化物基準のモル%表示で、SiOを42〜47%、MgOを14〜19%、CaOを29〜36%、Alを3〜7.5%、BaOを0.3〜5.5%、SrOを0〜0.5%含有し、これらの成分の含有量の合計が97%以上であり、CaO/MgOで示されるCaOとMgOの含有量のモル比が2.0〜2.3である。第3のガラスは、BaOを含有することにより、焼成後に結晶化せず残留しているガラスの熱膨張係数を高く維持できる。これにより金属またはセラミックスからなる部材群との熱膨張係数をよりマッチングさせたい場合に好適なものである。 The third glass contains substantially no alkali metal oxide and TiO 2 , and is 42 to 47% of SiO 2 , 14 to 19% of MgO, and 29 to 36 of CaO in terms of mol% on an oxide basis. %, Containing 3 to 7.5% of Al 2 O 3 , 0.3 to 5.5% of BaO, and 0 to 0.5% of SrO, and the total content of these components is 97% or more The molar ratio of the content of CaO to MgO represented by CaO / MgO is 2.0 to 2.3. By containing BaO, the third glass can maintain a high thermal expansion coefficient of the remaining glass without crystallization after firing. This is suitable when the thermal expansion coefficient of the metal or ceramic member group is to be matched more.

第4のガラスは、実質的にアルカリ金属酸化物およびTiOを含有せず、酸化物基準のモル%表示で、SiOを41〜47%、MgOを12.5〜17.5%、CaOを26〜36%、Alを7.5%超14%以下、BaOを0.3〜4%含有し、これらの成分の含有量の合計が97%以上であり、CaO/MgOで示されるCaOとMgOの含有量のモル比が1.75〜2.25である。第4のガラスも、第3のガラスと同様にBaOを含有することにより、焼成後に結晶化せず残留しているガラスの熱膨張係数を高く維持できる。これにより金属またはセラミックスからなる部材群との熱膨張係数をよりマッチングさせたい場合、さらに、高温での流動性を第3のガラスよりも高めたい場合などに好適なものである。 The fourth glass contains substantially no alkali metal oxide and TiO 2 , and is 41 to 47% of SiO 2 , 12.5 to 17.5% of MgO, CaO in terms of mol% on an oxide basis. 26 to 36%, Al 2 O 3 more than 7.5% and 14% or less, BaO 0.3 to 4%, the total content of these components is 97% or more, and CaO / MgO The molar ratio of the content of CaO to MgO shown is 1.75 to 2.25. Similarly to the third glass, the fourth glass can maintain the high thermal expansion coefficient of the remaining glass without being crystallized after firing by containing BaO. This is preferable in the case where it is desired to further match the thermal expansion coefficient with the metal or ceramic member group, and in the case where the flowability at high temperature is to be further enhanced than in the third glass.

なお、本明細書において、実質的に含有しないとは、積極的には含有させないが、不可避不純物による混入を許容することを意味する。また、本明細書において、数値範囲を表す「〜」では、上下限を含む。   In addition, in this specification, it does not contain actively, but not containing it substantially means that the contamination by an unavoidable impurity is accept | permitted. Moreover, in this specification, an upper and lower limit is included in "-" showing a numerical range.

次に、本発明のガラスの組成についてモル%を単に%と表示して説明する。
SiOはガラスの網目を形成する成分であってガラス製造時にガラスの安定性を向上させて結晶化を防ぐものであり、必須である。また、ガラス粉末焼成時にディオプサイト(CaO−MgO−2SiO)、オケルマナイト(2CaO−MgO−2SiO)、メリライト等のCaO−MgO−SiO系結晶、フォルステライト等のMgO−SiO系結晶等のSiO含有高膨張結晶、Ca−SiO系結晶等が生成する場合にはこれら結晶の構成成分となる。
Next, the composition of the glass of the present invention will be described by simply displaying mol% as%.
SiO 2 is a component that forms a network of glass, and improves the stability of the glass during glass production to prevent crystallization and is essential. Further, diopside upon glass powder sintering (CaO-MgO-2SiO 2) , akermanite (2CaO-MgO-2SiO 2) , CaO-MgO-SiO 2 based crystal such melilite, MgO-SiO 2 based crystal such as forsterite When SiO 2 -containing high expansion crystals such as Ca, SiO 2 -based crystals, etc. are formed, they become constituents of these crystals.

第1のガラスにおいてSiOが44.0%超ではTsが高くなったり、結晶化の開始が早くなって流動性が悪化するなどの問題が生じる。また、熔解時に溶かしにくくなったり、する問題が生じる。第1のガラスにおいてSiOが40.0%未満では、ガラス製造時にガラス安定性が低下してガラス中に結晶が析出しやすくなり、そのような結晶が析出したガラスの粉末は焼成時における結晶化開始が早まって流動性が不足するので所望の封着などが行えなくなる。また、失透するなどの問題が生じる。第1のガラスにおいてSiOの好ましい範囲は41.0〜43.0%、より好ましくは、41.5〜42.5%である。 When the content of SiO 2 exceeds 44.0% in the first glass, problems such as increase in Ts and early onset of crystallization and deterioration of fluidity occur. In addition, there is a problem that it becomes difficult to melt at the time of melting. If SiO 2 is less than 40.0% in the first glass, the stability of the glass is lowered during the production of the glass and crystals are easily precipitated in the glass, and the powder of the glass on which such crystals are precipitated is a crystal at the time of firing Because the start of the transformation is premature and lack of fluidity, the desired sealing can not be performed. In addition, problems such as devitrification occur. The preferred range of SiO 2 in the first glass is 41.0 to 43.0%, more preferably 41.5 to 42.5%.

第2のガラスにおいてSiOが40.0%超では熱膨張係数が低くなりすぎるなどの問題が生じる。また、SiOを40.0%以下とすることにより、SOFC等の高温でHOが存在し、HOがSiOのネットワークを切断してしまうような環境下の場合に、耐熱性をより維持する効果が期待できる。第2のガラスにおいてSiOが34.0%未満では、ガラス製造時にガラス安定性が低下してガラス中に結晶が析出しやすくなり、そのような結晶が析出したガラスの粉末は焼成時における結晶化開始が早まって流動性が不足するので所望の封着などが行えなくなる。また、失透するなどの問題が生じる。第2のガラスにおいてSiOの好ましい範囲は、35.0〜40.0%、より好ましくは36.0〜39.0%、さらに好ましくは37.0〜38.0%である。 If SiO 2 is more than 40.0% in the second glass, problems such as a too low coefficient of thermal expansion occur. Also, by setting SiO 2 to 40.0% or less, heat resistance is present in the environment where H 2 O is present at high temperature such as SOFC and H 2 O cuts the network of SiO 2 . You can expect the effect of maintaining the If SiO 2 is less than 34.0% in the second glass, the stability of the glass decreases during the production of the glass and crystals are easily precipitated in the glass, and the powder of the glass on which such crystals are precipitated is a crystal at the time of firing Because the start of the transformation is premature and lack of fluidity, the desired sealing can not be performed. In addition, problems such as devitrification occur. The preferable range of SiO 2 in the second glass is 35.0 to 40.0%, more preferably 36.0 to 39.0%, and still more preferably 37.0 to 38.0%.

第3のガラスにおいてSiOが47.0%超ではTsが高くなったり、結晶化の開始が早くなって流動性が悪化するなどの問題が生じる。また熔解時に溶かしにくくなったり、する問題が生じる。第3のガラスにおいてSiOが42.0%未満では、ガラス製造時にガラス安定性が低下してガラス中に結晶が析出しやすくなり、そのような結晶が析出したガラスの粉末は焼成時における結晶化開始が早まって流動性が不足するので所望の封着などが行えなくなる。第3のガラスにおいてSiOの好ましい範囲は42.0〜46.0%、より好ましくは43.0〜45.0%である。 In the third glass, when SiO 2 is more than 47.0%, Ts becomes high, or the onset of crystallization becomes fast, and problems such as deterioration of fluidity occur. In addition, there is a problem that it becomes difficult to melt at the time of melting. In the third glass, if SiO 2 is less than 42.0%, the stability of the glass is lowered during the production of the glass and crystals are easily precipitated in the glass, and the powder of the glass on which such crystals are precipitated is a crystal at the time of firing Because the start of the transformation is premature and lack of fluidity, the desired sealing can not be performed. The preferable range of SiO 2 in the third glass is 42.0 to 46.0%, more preferably 43.0 to 45.0%.

第4のガラスにおいてSiOが47.0%超ではTsが高くなったり、結晶化の開始が早くなって流動性が悪化するなどの問題が生じる。また熔解時に溶かしにくくなったり、する問題が生じる。第4のガラスにおいてSiOが41.0%未満では、ガラス製造時にガラス安定性が低下してガラス中に結晶が析出しやすくなり、そのような結晶が析出したガラスの粉末は焼成時における結晶化開始が早まって流動性が不足するので所望の封着などが行えなくなる。第4のガラスにおいてSiOの好ましい範囲は42.0〜46.0%、より好ましくは42.0〜45.0%である。 In the fourth glass, if SiO 2 is more than 47.0%, problems such as increase in Ts or early onset of crystallization and deterioration of fluidity occur. In addition, there is a problem that it becomes difficult to melt at the time of melting. In the fourth glass, if SiO 2 is less than 41.0%, the stability of the glass is lowered during the production of the glass and crystals are easily precipitated in the glass, and the powder of the glass on which such crystals are precipitated is a crystal at the time of firing Because the start of the transformation is premature and lack of fluidity, the desired sealing can not be performed. The preferable range of SiO 2 in the fourth glass is 42.0 to 46.0%, more preferably 42.0 to 45.0%.

MgOはMgO−SiO系結晶、CaO−MgO−SiO系結晶等のMgO含有高膨張性結晶の成分であり、必須である。 MgO is a component of MgO-containing highly expandable crystals such as MgO-SiO 2 -based crystals and CaO-MgO-SiO 2 -based crystals, and is essential.

第1のガラスにおいてMgOが23.0%超だと、ガラス製造時にガラス安定性が低下しやすくなったり、焼成時にかえって結晶が析出しにくくなって焼成体の結晶化度が高まらず、結晶相に対するガラス相の残存割合が大きくなって耐熱性が低下する。第1のガラスにおいてMgOが15.0%未満だと失透したり、焼成時に結晶が析出しにくくなって焼成体の結晶化度が高まらず、結晶相に対するガラス相の残存割合が大きくなって耐熱性が低下する。第1のガラスにおいてMgOの好ましい範囲は16.0〜20.0%、より好ましくは17.0〜18.0%である。   If the content of MgO in the first glass exceeds 23.0%, the stability of the glass is likely to be reduced during glass production, or crystals are less likely to be precipitated during firing, and the crystallinity of the fired body is not increased. The residual ratio of the glass phase to the above increases and the heat resistance decreases. If the content of MgO in the first glass is less than 15.0%, devitrification occurs, or crystals are less likely to precipitate during firing, so that the degree of crystallization of the fired body does not increase, and the remaining ratio of the glass phase to the crystal phase increases. Heat resistance decreases. The preferable range of MgO in the first glass is 16.0 to 20.0%, more preferably 17.0 to 18.0%.

第2のガラスにおいてMgOが20.0%超だと、ガラス製造時にガラス安定性が低下しやすくなったり、焼成時にかえって結晶が析出しにくくなって焼成体の結晶化度が高まらず、結晶相に対するガラス相の残存割合が大きくなって耐熱性が低下する。第2のガラスにおいてMgOが14.0%未満だと失透したり、焼成時に結晶が析出しにくくなって焼成体の結晶化度が高まらず、結晶相に対するガラス相の残存割合が大きくなって耐熱性が低下する。第2のガラスにおいてMgOの好ましい範囲は14.0〜17.0%、より好ましくは15.0〜16.5%、さらに好ましくは15.5〜16.0%である。   If MgO is more than 20.0% in the second glass, the stability of the glass is likely to be reduced during glass production, or crystals are less likely to be precipitated during firing, and the crystallinity of the fired body is not increased. The residual ratio of the glass phase to the above increases and the heat resistance decreases. If the content of MgO in the second glass is less than 14.0%, devitrification occurs, or crystals are less likely to precipitate during firing, and the degree of crystallization of the fired body does not increase, and the remaining ratio of the glass phase to the crystal phase increases. Heat resistance decreases. The preferable range of MgO in the second glass is 14.0 to 17.0%, more preferably 15.0 to 16.5%, and still more preferably 15.5 to 16.0%.

第3のガラスにおいてMgOが19.0%超だと、ガラス製造時にガラス安定性が低下しやすくなったり、焼成時にかえって結晶が析出しにくくなって焼成体の結晶化度が高まらず、結晶相に対するガラス相の残存割合が大きくなって耐熱性が低下する。第3のガラスにおいてMgOが14.0%未満だと失透したり、焼成時に結晶が析出しにくくなって焼成体の結晶化度が高まらず、結晶相に対するガラス相の残存割合が大きくなって耐熱性が低下する。第3のガラスにおいてMgOの好ましい範囲は14.0〜18.0%、より好ましくは15.0〜17.0%である。   If MgO is more than 19.0% in the third glass, the stability of the glass tends to be lowered at the time of production of the glass, or the crystallization is rather difficult to be precipitated at the time of firing, and the crystallinity of the fired body is not increased. The residual ratio of the glass phase to the above increases and the heat resistance decreases. If the content of MgO in the third glass is less than 14.0%, devitrification occurs, or crystals are less likely to precipitate during firing, so that the degree of crystallization of the fired body does not increase, and the remaining ratio of the glass phase to the crystal phase increases. Heat resistance decreases. The preferable range of MgO in the third glass is 14.0 to 18.0%, more preferably 15.0 to 17.0%.

第4のガラスにおいて、MgOが17.5%超だと、ガラス製造時にガラス安定性が低下しやすくなったり、焼成時にかえって結晶が析出しにくくなって焼成体の結晶化度が高まらず、結晶相に対するガラス相の残存割合が大きくなって耐熱性が低下する。第4のガラスにおいてMgOが12.5%未満だと失透したり、焼成時に結晶が析出しにくくなって焼成体の結晶化度が高まらず、結晶相に対するガラス相の残存割合が大きくなって耐熱性が低下する。第4のガラスにおいてMgOの好ましい範囲は14.5〜17.5%、より好ましくは15.0〜17.0%である。   In the fourth glass, if MgO is more than 17.5%, the stability of the glass tends to be lowered at the time of production of the glass, or the crystallization is rather difficult to be precipitated at the time of firing, and the crystallinity of the fired body is not increased. The residual ratio of the glass phase to the phase is increased to lower the heat resistance. If the content of MgO in the fourth glass is less than 12.5%, devitrification occurs, or crystals are less likely to precipitate during firing, so that the degree of crystallization of the fired body does not increase, and the remaining ratio of the glass phase to the crystal phase increases. Heat resistance decreases. The preferred range of MgO in the fourth glass is 14.5 to 17.5%, more preferably 15.0 to 17.0%.

CaOはCaO−SiO系結晶、CaO−MgO−SiO系結晶等のCaO含有高膨張性結晶の成分であり、必須である。 CaO is a component of CaO-containing highly expandable crystals such as CaO-SiO 2 -based crystals and CaO-MgO-SiO 2 -based crystals, and is essential.

第1のガラスにおいてCaOが36.0%超だと、ガラス製造時にガラス安定性が低下しやすくなったり、焼成時にかえって結晶が析出しにくくなって焼成体の結晶化度が高まらず、結晶相に対するガラス相の残存割合が大きくなって耐熱性が低下する。第1のガラスにおいてCaOが28.0%未満だと失透したり、焼成時に結晶が析出しにくくなって焼成体の結晶化度が高まらず、結晶相に対するガラス相の残存割合が大きくなって耐熱性が低下する。第1のガラスにおいてCaOの好ましい範囲は30.0〜35.0%、より好ましくは32.0〜34.0%である。   If CaO is more than 36.0% in the first glass, the glass stability is likely to be reduced during glass production, or crystals are less likely to precipitate during firing, and the crystallinity of the fired body is not increased, and the crystalline phase is The residual ratio of the glass phase to the above increases and the heat resistance decreases. If CaO is less than 28.0% in the first glass, devitrification occurs, or crystals are less likely to precipitate during firing, and the degree of crystallization of the fired body does not increase, and the remaining ratio of the glass phase to the crystal phase increases Heat resistance decreases. The preferable range of CaO in the first glass is 30.0 to 35.0%, more preferably 32.0 to 34.0%.

第2のガラスにおいてCaOが36.0%超だと、ガラス製造時にガラス安定性が低下しやすくなったり、焼成時にかえって結晶が析出しにくくなって焼成体の結晶化度が高まらず、結晶相に対するガラス相の残存割合が大きくなって耐熱性が低下する。第2のガラスにおいてCaOが28.0%未満だと失透したり、焼成時に結晶が析出しにくくなって焼成体の結晶化度が高まらず、結晶相に対するガラス相の残存割合が大きくなって耐熱性が低下する。第2のガラスにおいてCaOの好ましい範囲は28.0〜34.0%、より好ましくは29.0〜33.0%、さらに好ましくは32.0〜33.0%である。   If CaO is more than 36.0% in the second glass, the glass stability is apt to be reduced at the time of glass production, or crystals are rather difficult to precipitate at the time of firing, and the crystallinity of the fired body is not increased. The residual ratio of the glass phase to the above increases and the heat resistance decreases. In the second glass, if CaO is less than 28.0%, devitrification occurs, or crystals are difficult to precipitate at the time of firing, and the degree of crystallization of the fired body does not increase, and the remaining ratio of the glass phase to the crystal phase increases. Heat resistance decreases. The preferable range of CaO in the second glass is 28.0 to 34.0%, more preferably 29.0 to 33.0%, and still more preferably 32.0 to 33.0%.

第3のガラスにおいてCaOが36.0%超だと、ガラス製造時にガラス安定性が低下しやすくなったり、焼成時にかえって結晶が析出しにくくなって焼成体の結晶化度が高まらず、結晶相に対するガラス相の残存割合が大きくなって耐熱性が低下する。第3のガラスにおいてCaOが29.0%未満だと失透したり、焼成時に結晶が析出しにくくなって焼成体の結晶化度が高まらず、結晶相に対するガラス相の残存割合が大きくなって耐熱性が低下する。第3のガラスにおいてCaOの好ましい範囲は32.0〜35.0%、より好ましくは33.0〜35.0%である。   If CaO is more than 36.0% in the third glass, the glass stability is apt to be reduced at the time of glass production, or crystals are rather difficult to precipitate at the time of firing, and the crystallinity of the fired body is not increased. The residual ratio of the glass phase to the above increases and the heat resistance decreases. If CaO is less than 29.0% in the third glass, devitrification occurs, or crystals are less likely to precipitate during firing, and the degree of crystallization of the fired body does not increase, and the remaining ratio of the glass phase to the crystal phase increases. Heat resistance decreases. The preferable range of CaO in the third glass is 32.0 to 35.0%, more preferably 33.0 to 35.0%.

第4のガラスにおいてCaOが36.0%超だと、ガラス製造時にガラス安定性が低下しやすくなったり、焼成時にかえって結晶が析出しにくくなって焼成体の結晶化度が高まらず、結晶相に対するガラス相の残存割合が大きくなって耐熱性が低下する。第4のガラスにおいてCaOが26.0%未満だと失透したり、焼成時に結晶が析出しにくくなって焼成体の結晶化度が高まらず、結晶相に対するガラス相の残存割合が大きくなって耐熱性が低下する。第4のガラスにおいてCaOの好ましい範囲は28.0〜32.0%、より好ましくは29.0〜31.0%である。   If CaO is more than 36.0% in the fourth glass, the glass stability is apt to be reduced at the time of glass production, or crystals are rather difficult to precipitate at the time of firing, and the crystallinity of the fired body is not increased. The residual ratio of the glass phase to the above increases and the heat resistance decreases. In the fourth glass, if CaO is less than 26.0%, devitrification occurs, or crystals are less likely to precipitate during firing, and the crystallinity of the fired body does not increase, and the remaining ratio of the glass phase to the crystal phase increases. Heat resistance decreases. The preferable range of CaO in the fourth glass is 28.0 to 32.0%, more preferably 29.0 to 31.0%.

Alはガラス製造時における安定性を向上させ、Tcの調整または金属との接着力を保つために役立つ成分であり、必須である。 Al 2 O 3 is an essential component for improving the stability in glass production and serving to adjust Tc or maintain the adhesion with metals, and is essential.

第1のガラスにおいてAlの含有量が10%超ではTsが高くなったり、熱膨張係数が低くなったりのする等問題が生じる。第1のガラスにおいてAlの含有量が5%未満ではガラスが不安定になり、失透するなどの問題が生じる。第1のガラスにおいてAlの好ましい範囲は6.0〜9.0%、より好ましくは7.0〜8.0%である。 When the content of Al 2 O 3 exceeds 10% in the first glass, problems such as high Ts and low thermal expansion coefficient occur. If the content of Al 2 O 3 in the first glass is less than 5%, the glass becomes unstable, causing problems such as devitrification. The preferred range of Al 2 O 3 in the first glass is 6.0 to 9.0%, more preferably 7.0 to 8.0%.

第2のガラスにおいてAlの含有量が18.0%超ではTsが高くなりすぎたり、結晶化温度が高くなりすぎたり、熱膨張係数が低くなったりのする等問題が生じる。第2のガラスにおいてAlの含有量が12.0%未満では結晶化温度が低くなりすぎて流動性が悪化したり、熱膨張係数が高くなりすぎてしまう等の問題が生じる。第2のガラスにおいてAlの好ましい範囲は13.0〜17.0%、より好ましくは14.0〜16.0%である。 In the second glass, when the content of Al 2 O 3 exceeds 18.0%, problems such as Ts becoming too high, crystallization temperature becoming too high, and a thermal expansion coefficient becoming low occur. If the content of Al 2 O 3 in the second glass is less than 12.0%, the crystallization temperature is too low, which causes problems such as deterioration of fluidity and too high thermal expansion coefficient. The preferable range of Al 2 O 3 in the second glass is 13.0 to 17.0%, more preferably 14.0 to 16.0%.

第3のガラスにおいてAlの含有量が7.5%超ではTsが高くなりすぎたり、結晶化温度が高くなりすぎたり、熱膨張係数が低くなったりのする等問題が生じる。第3のガラスにおいてAlの含有量が3.0%未満では結晶化温度が低くなりすぎて流動性が悪化したり、熱膨張係数が高くなりすぎてしまう等の問題が生じる。第3のガラスにおけるAlの含有量は、4.5〜5.5%が好ましい。 In the third glass, when the content of Al 2 O 3 exceeds 7.5%, problems such as Ts becoming too high, crystallization temperature becoming too high, and a thermal expansion coefficient becoming low occur. If the content of Al 2 O 3 in the third glass is less than 3.0%, the crystallization temperature is too low, which causes problems such as deterioration of fluidity and an increase in thermal expansion coefficient. The content of Al 2 O 3 in the third glass is preferably 4.5 to 5.5%.

第4のガラスにおいてAlの含有量が14.0%超ではTsが高くなりすぎたり、結晶化温度が高くなりすぎたり、熱膨張係数が低くなったりのする等問題が生じる。第4のガラスにおいてAlの含有量が7.5%以下では結晶化温度が低くなりすぎて流動性が悪化したり、熱膨張係数が高くなりすぎてしまう等の問題が生じる。第4のガラスおけるAlの含有量は、8.0〜9.0%が好ましい。 In the fourth glass, when the content of Al 2 O 3 exceeds 14.0%, problems such as Ts becoming too high, crystallization temperature becoming too high, and a thermal expansion coefficient becoming low occur. If the content of Al 2 O 3 in the fourth glass is 7.5% or less, the crystallization temperature becomes too low, which causes problems such as deterioration of fluidity and too high thermal expansion coefficient. The content of Al 2 O 3 in the fourth glass is preferably 8.0 to 9.0%.

BaOは結晶化度または流動性の調整、金属部材との接着力向上等のための成分である。BaOは焼成後に結晶化せず残留しているガラス相に存在し、残留しているガラス相の熱膨張係数を高く維持することにより金属またはセラミックスからなる部材群との熱膨張係数をよりマッチングさせる。一方でBaOは、金属またはセラミックスからなる部材群と反応する場合もあるため、これらを抑制したい場合には含有しないことが好ましい。   BaO is a component for adjusting the degree of crystallinity or fluidity, improving the adhesion with a metal member, and the like. BaO is present in the remaining glass phase without crystallization after firing, and the thermal expansion coefficient of the remaining glass phase is maintained high to further match the thermal expansion coefficient with the metal or ceramic member group. . On the other hand, BaO may react with a member group made of metal or ceramic, so it is preferable not to contain BaO in the case where it is desired to suppress these.

BaOと金属またはセラミックスからなる部材群との反応を抑制したい場合に最適な第1のガラス、第2のガラスにおいては、BaOを実質的に含有しない。   The first glass and the second glass, which are most suitable for suppressing the reaction between BaO and a member group made of metal or ceramic, do not substantially contain BaO.

一方で焼成後に結晶化せず残留しているガラスの熱膨張係数を高く維持することにより金属またはセラミックスからなる部材群との熱膨張係数をよりマッチングさせたい第3のガラスおよび第4のガラスにおいては、BaOを含有する。第3のガラスおよび第4のガラスにおいては、Alの含有量の範囲が異なるため、BaOの含有量の範囲が異なる。 On the other hand, in the third glass and the fourth glass, for which the thermal expansion coefficient of the metal or ceramic member group is to be matched more by maintaining the thermal expansion coefficient of the remaining glass without crystallization after firing high. Contains BaO. In the third glass and the fourth glass, the range of the content of Al 2 O 3 is different, so the range of the content of BaO is different.

第3のガラスの場合、Alの含有量が3〜7.5%であり、BaOの含有量は0.3〜5.5%である。BaOの含有量が5.5%超では熱膨張係数が高くなりすぎたり、結晶化温度が高くなりすぎたりする。BaOが0.3%未満では結晶化せず残留しているガラスの熱膨張係数を高く維持する効果が不十分になるおそれがある。BaOの好ましい範囲は0.5〜2%、より好ましくは0.5〜1.0%である。 In the case of the third glass, the content of Al 2 O 3 is 3 to 7.5%, and the content of BaO is 0.3 to 5.5%. If the content of BaO exceeds 5.5%, the thermal expansion coefficient becomes too high, or the crystallization temperature becomes too high. If BaO is less than 0.3%, the effect of maintaining the thermal expansion coefficient of the remaining glass without crystallization is likely to be insufficient. The preferred range of BaO is 0.5 to 2%, more preferably 0.5 to 1.0%.

第4のガラスの場合、Alの含有量が7.5%超14.0%以下であり、BaOの含有量は0.3〜4.0%である。BaOの含有量が4.0%超では熱膨張係数が高くなりすぎたり、結晶化温度が高くなりすぎたりする。BaOが0.3%未満では結晶化せず残留しているガラスの熱膨張係数を高く維持する効果が不十分になるおそれがある。BaOの好ましい範囲は0.5〜2%、より好ましくは0.5〜1.0%である。 In the case of the fourth glass, the content of Al 2 O 3 is more than 7.5% and 14.0% or less, and the content of BaO is 0.3 to 4.0%. If the content of BaO exceeds 4.0%, the thermal expansion coefficient becomes too high, or the crystallization temperature becomes too high. If BaO is less than 0.3%, the effect of maintaining the thermal expansion coefficient of the remaining glass without crystallization is likely to be insufficient. The preferred range of BaO is 0.5 to 2%, more preferably 0.5 to 1.0%.

第1のガラスにおいてはCaOとMgOのモル比CaO/MgOは1.2〜2.3である。CaO/MgOが1.2未満または2.3超では焼成時における結晶化開始が早くなりすぎ、流動性が低下して所望の封着などが行えなくなる。CaO/MgOは好ましくは1.5〜2.2、より好ましくは1.7〜2.1である。   In the first glass, the molar ratio CaO / MgO of CaO to MgO is 1.2 to 2.3. When CaO / MgO is less than 1.2 or more than 2.3, the crystallization starts too fast at the time of firing, and the fluidity is lowered, and desired sealing can not be performed. CaO / MgO is preferably 1.5 to 2.2, more preferably 1.7 to 2.1.

第2のガラスにおいてはCaOとMgOのモル比CaO/MgOは1.5〜2.5である。CaO/MgOが1.5未満または2.5超では焼成時における結晶化開始が早くなりすぎ、流動性が低下して所望の封着などが行えなくなる。CaO/MgOは好ましくは1.5〜2.0である。   In the second glass, the molar ratio CaO / MgO of CaO to MgO is 1.5 to 2.5. When CaO / MgO is less than 1.5 or more than 2.5, crystallization starts too quickly at the time of firing, and the flowability is reduced, and desired sealing can not be performed. CaO / MgO is preferably 1.5 to 2.0.

第3のガラスにおいてはCaOとMgOのモル比CaO/MgOは2.0〜2.3である。CaO/MgOが2.0未満または2.3超では焼成時における結晶化開始が早くなりすぎ、流動性が低下して所望の封着などが行えなくなる。CaO/MgOは好ましくは2.0〜2.1である。   In the third glass, the molar ratio CaO / MgO of CaO to MgO is 2.0 to 2.3. When CaO / MgO is less than 2.0 or more than 2.3, the onset of crystallization at the time of firing becomes too fast, and the flowability decreases to make it impossible to perform desired sealing and the like. CaO / MgO is preferably 2.0 to 2.1.

第4のガラスの場合、CaOとMgOのモル比CaO/MgOは1.75〜2.25である。CaO/MgOが1.75未満または2.25超では焼成時における結晶化開始が早くなりすぎ、流動性が低下して所望の封着などが行えなくなる。CaO/MgOは、好ましくは1.75〜2.1であり、より好ましくは1.75〜2.0である。   In the case of the fourth glass, the molar ratio CaO / MgO of CaO to MgO is 1.75 to 2.25. If the CaO / MgO content is less than 1.75 or more than 2.25, the onset of crystallization at the time of firing becomes too fast, and the flowability decreases to make it impossible to perform desired sealing and the like. CaO / MgO is preferably 1.75 to 2.1, more preferably 1.75 to 2.0.

第3のガラスにおいて、熱膨張性または流動性の調整等のためにSrOを0.5%以下の範囲で含有してもよい。第3のガラスにおいて、SrOの含有量が0.5%超だと結晶化開始が早くなりすぎ、流動性が低下する。第3のガラスにおいて、SrOは実質的に含有しないことが望ましい。   In the third glass, SrO may be contained in a range of 0.5% or less for the purpose of adjusting thermal expansion or flowability. In the third glass, when the content of SrO exceeds 0.5%, the onset of crystallization becomes too fast, and the fluidity decreases. In the third glass, it is desirable not to substantially contain SrO.

本発明のガラスは典型的には上記成分からなり、第1のガラス、第2のガラス、第3のガラス、第4のガラスのそれぞれにおいて上記成分の合計量は97%以上である。該合計量は、98%以上が好ましく、99%以上がより好ましい。言い換えれば、本発明のガラスは、本発明の目的を損なわない範囲でその他の成分を含有してもよく、その場合、そのような成分の含有量は合計で、3%以下であり、2%以下が好ましく、典型的には1.0%以下である。   The glass of the present invention is typically composed of the above components, and the total amount of the above components is 97% or more in each of the first glass, the second glass, the third glass, and the fourth glass. The total amount is preferably 98% or more, more preferably 99% or more. In other words, the glass of the present invention may contain other components without impairing the object of the present invention, in which case the total content of such components is 3% or less, 2% The following is preferable, and typically it is 1.0% or less.

本発明のガラスにおいて典型的にBは含有しないか、含有する場合であってもその含有量は1%以下が好ましい。Bが1%超では結晶化ガラス中に残存するガラス相の割合が高くなって熱膨張曲線に変曲点が生じ、変曲点に対応する温度領域においてはシール部位の封着対象物と結晶化ガラスとの境界面に強い剪断応力と歪みを生じひびや剥離の原因となるおそれがある。また、SOFCの高温運転時にBが揮発し、周囲を汚染するおそれがある。Bの含有量は、より好ましくは0.5%以下、典型的には0.2%以下である。なお、Bは焼成時の流動性を向上させたい場合などに含有してもよい成分である。 Typically, B 2 O 3 is not contained in the glass of the present invention, and even if it is contained, its content is preferably 1% or less. If B 2 O 3 is more than 1%, the proportion of the glass phase remaining in the crystallized glass becomes high, causing an inflection point in the thermal expansion curve, and in the temperature range corresponding to the inflection point There is a possibility that a strong shear stress and strain may be generated at the interface between the object and the crystallized glass to cause cracks and peeling. In addition, B 2 O 3 may be volatilized during high temperature operation of the SOFC to contaminate the surroundings. The content of B 2 O 3 is more preferably 0.5% or less, and typically 0.2% or less. B 2 O 3 is a component that may be contained when it is desired to improve the flowability at the time of firing.

本発明のガラスにおいては以下の理由により、ZnOは含有しない、または多くは含有しない。本発明のガラスにおいて、ZnOの含有量は、好ましくは2.0%以下、より好ましくは1.0%以下であり、さらに好ましくは実質的に含有しない。   In the glass of the present invention, ZnO is not contained or not contained for the following reasons. In the glass of the present invention, the content of ZnO is preferably 2.0% or less, more preferably 1.0% or less, and further preferably substantially free.

ZnOはTsの低下、結晶化度の調整、金属部材との接着力向上等のための成分であるが、400℃以上の高温において酸素欠陥が生じることが知られている。ZnOの含有量が2.0%超では、酸素欠陥による結晶間亜鉛、酸素空孔等の結晶欠陥が生じ高信頼性のシールが得られないおそれがある。結晶欠陥が生じると結晶化ガラス中の結晶や残存ガラスの特性が、高温に長時間曝されることによって変化し、封着強度の低下、膨張係数の変化を起こすおそれがある。その結果、シール部位の封着対象物と結晶化ガラスとの境界面に強い剪断応力と歪みを生じひびや剥離の原因となるおそれがある。700℃を超える高温で長時間使用することを前提としているSOFC部材にはZnOのような成分は好ましくない。   ZnO is a component for lowering Ts, adjusting the degree of crystallinity, improving adhesion with a metal member, and the like, but it is known that oxygen defects occur at high temperatures of 400 ° C. or higher. If the content of ZnO is more than 2.0%, crystal defects such as intercrystalline zinc and oxygen vacancies may occur due to oxygen defects, and a highly reliable seal may not be obtained. If crystal defects occur, the characteristics of the crystals and residual glass in the crystallized glass may be changed by being exposed to high temperatures for a long time, resulting in a decrease in sealing strength and a change in expansion coefficient. As a result, strong shear stress and distortion may occur at the interface between the object to be sealed and the crystallized glass at the seal portion, which may cause cracks and peeling. A component such as ZnO is not preferable for SOFC members that are intended to be used for a long time at high temperatures exceeding 700 ° C.

本発明のガラスは、アルカリ金属酸化物、すなわち、LiO、NaOおよびKOは実質的に含有しない。本発明のガラスをSOFCの構成部材の封着に用いた場合、熱拡散しやすいアルカリ金属イオンがセラミックス部材または金属部材の中に拡散し、SOFCの特性を著しく劣化させるおそれがあるためである。 The glass of the present invention is substantially free of alkali metal oxides, ie, Li 2 O, Na 2 O and K 2 O. When the glass of the present invention is used to seal the constituent members of SOFC, the alkali metal ions that are easily thermally diffused may diffuse into the ceramic member or the metal member, and the characteristics of the SOFC may be significantly degraded.

第3のガラスおよび第4のガラスは、TiOを実質的に含有しない。第3のガラスおよび第4のガラスにおいては、TiOを含有すると、結晶化温度や熱膨張係数が低くなりすぎるためである。 The third and fourth glasses contain substantially no TiO 2 . In the third glass and the fourth glass, when TiO 2 is contained, the crystallization temperature and the thermal expansion coefficient become too low.

第1のガラスおよび第2のガラスにおいて、TiOは結晶化度、熱膨張係数の調整成分として、含有してもよい成分である。ただし、第1のガラスおよび第2のガラスにおいても、TiOの含有量が0.5%超だと、結晶化温度や熱膨張係数が低くなりすぎる。したがって、第1のガラスおよび第2のガラスにおいてTiOを含有する場合、その含有量は好ましくは0.5%以下、より好ましくは0.1%以下である。 In the first glass and the second glass, TiO 2 is a component that may be contained as a control component of the crystallinity degree and the thermal expansion coefficient. However, also in the first glass and the second glass, if the content of TiO 2 exceeds 0.5%, the crystallization temperature and the thermal expansion coefficient become too low. Therefore, when TiO 2 is contained in the first glass and the second glass, the content is preferably 0.5% or less, more preferably 0.1% or less.

第1のガラス、第2のガラスおよび第4のガラスにおいて、SrOは熱膨張性または流動性の調整等のために含有してもよいが、1.0%超だと結晶化開始が早くなりすぎ、流動性が低下する。したがって、第1のガラス、第2のガラスおよび第4のガラスにおいて、SrOの含有量は、好ましくは1.0%以下、より好ましくは0.5%以下であり、実質的に含有しないことが望ましい。   In the first glass, the second glass, and the fourth glass, SrO may be contained to adjust thermal expansion or flowability, etc., but if it exceeds 1.0%, the onset of crystallization becomes faster Too much, the liquidity decreases. Therefore, in the first glass, the second glass and the fourth glass, the content of SrO is preferably 1.0% or less, more preferably 0.5% or less, and substantially not containing desirable.

本発明のガラスにおいて、ZrOは結晶化度、熱膨張係数の調整成分で0.2〜2.0%とすると焼成時の流動性が向上して好ましくなったり熱膨張係数が上がり好ましくなる場合がある。ZrOが2.0%超だと、結晶化温度が高くなりすぎたり、熱膨張係数が高くなりすぎる。したがって、本発明のガラスにおいてZrOを含有する場合、その含有量は好ましくは2.0%以下、より好ましくは1.0以下、さらに好ましくは0.5%以下である。 In the glass of the present invention, when the content of ZrO 2 is adjusted to 0.2 to 2.0% as a component adjusting the crystallinity and the thermal expansion coefficient, the flowability at the time of firing is preferably improved and the thermal expansion coefficient is preferably increased. There is. If the content of ZrO 2 is more than 2.0%, the crystallization temperature becomes too high, or the thermal expansion coefficient becomes too high. Therefore, when the glass of the present invention contains ZrO 2 , its content is preferably 2.0% or less, more preferably 1.0 or less, and still more preferably 0.5% or less.

本発明のガラスにおいて、一般に、La、Y、Sc、Ge、Gd、Fe、Cu、V、Cr、Mn、Co、Ni、Mo、等の希土類、遷移金属等の酸化物は価数が変化しやすく、結晶構造等を変化させ所望の結晶と異なる結晶が析出するなど、安定したシールが得られないおそれがあるため含有しないことが望ましい。   In the glass of the present invention, in general, oxides such as rare earths such as La, Y, Sc, Ge, Gd, Fe, Cu, V, Cr, Mn, Co, Ni, Mo, transition metals, etc. change in valence. It is desirable not to contain easily because there is a possibility that a stable seal can not be obtained, for example, the crystal structure etc. is changed and crystals different from the desired crystal are precipitated.

ただし、流動性を向上させる目的で、0.1〜3%の希土類や遷移金属酸化物を安定したシールが得られる範囲で含有していてもよい。特にLaの添加はガラスの流動性を大きく向上させることができる。本発明のガラスにおいてLaの含有量は好ましくは0.1〜3%、より好ましくは0.3〜2%、より好ましくは0.5〜1.5%である。 However, for the purpose of improving the fluidity, 0.1 to 3% of a rare earth or transition metal oxide may be contained in a range in which a stable seal can be obtained. In particular, the addition of La 2 O 3 can greatly improve the flowability of the glass. In the glass of the present invention, the content of La 2 O 3 is preferably 0.1 to 3%, more preferably 0.3 to 2%, more preferably 0.5 to 1.5%.

本発明のガラスにおいてBi、Sb、TeO、AgO、P、WO等の低融点成分はセラミックス部材または金属部材の中に拡散し、SOFCの特性を著しく劣化させるおそれがあるため含有しないことが望ましい。 In the glass of the present invention, low melting point components such as Bi 2 O 3 , Sb 2 O 3 , TeO 2 , AgO, P 2 O 5 , WO, etc. diffuse into the ceramic member or metal member and the characteristics of SOFC are significantly deteriorated. It is desirable not to contain because there is a risk.

ただし、Biについてはガラスの流動性を向上させる目的で、本発明のガラスに0.1〜3.0%の範囲で含有させてもよく、その含有量は0.3〜1.5%がより好ましい。 However, Bi 2 O 3 may be contained in the glass of the present invention in the range of 0.1 to 3.0% for the purpose of improving the fluidity of the glass, and the content thereof is 0.3 to 1. 5% is more preferable.

本発明のガラスは、ガラスの流動性を向上させる目的でSnOを0.1〜3.0%の割合で含有してもよく、その含有量は0.5〜2.0%がより好ましい。 The glass of the present invention may contain SnO 2 in a proportion of 0.1 to 3.0% for the purpose of improving the fluidity of the glass, and its content is more preferably 0.5 to 2.0%. .

また、本発明のガラスは、環境に対する負荷を低減するために、実質的に鉛、すなわち、PbOを含有しないことが好ましい。   Also, the glass of the present invention preferably contains substantially no lead, that is, PbO, in order to reduce the load on the environment.

本発明のガラスは、上記組成を有するSiO−MgO−CaO−Al系ガラスであり、ZnOおよびBを含有しない、または多くは含有しないことで、その粉末の焼成体において熱膨張曲線に変曲点を有さず、結晶欠陥の発生を抑制できるという特性を有する。このような特性から、本発明のガラスは、特に金属またはセラミックスからなる部材群から選択される部材同士の封着、接合等に好適に用いられる。 The glass of the present invention is a SiO 2 -MgO-CaO-Al 2 O 3 based glass having the above composition, and contains no or a large amount of ZnO and B 2 O 3 in the fired body of the powder. It has a characteristic that it does not have an inflection point in the thermal expansion curve and can suppress the occurrence of crystal defects. Due to such characteristics, the glass of the present invention is suitably used for sealing, bonding, etc. of members selected from a group of members particularly made of metal or ceramic.

本発明のガラスはいかなる形態であってもよいが、通常粉末状である。本発明のガラスを粉末状に製造する方法は、特に限定されない。たとえば、得られるガラスにおいて、上記組成範囲となるように原料の種類および割合を適宜調整した原料混合物を加熱溶融し冷却後、粉末状にすることで製造できる。   The glass of the present invention may be in any form but is usually in the form of powder. The method for producing the glass of the present invention in powder form is not particularly limited. For example, in the obtained glass, the raw material mixture in which the type and ratio of the raw materials are appropriately adjusted so as to be in the above composition range can be manufactured by heating and melting and cooling, and then powdered.

本発明のガラスペーストは、本発明のガラスの粉末と印刷性を付与する等のための有機ビヒクル等とを混合して作製される。なお、有機ビヒクルとはエチルセルロース等のバインダをα−テルピネオール等の有機溶剤に溶解したものである。本発明のグリーンシートは、本発明のガラスの粉末を、たとえば、ガラスペーストとしこれをシート状に成形したものである。   The glass paste of the present invention is produced by mixing the powder of the glass of the present invention with an organic vehicle or the like for imparting printability and the like. The organic vehicle is obtained by dissolving a binder such as ethyl cellulose in an organic solvent such as α-terpineol. The green sheet of the present invention is obtained by forming the powder of the glass of the present invention into, for example, a glass paste and forming it into a sheet.

本発明のガラスペーストにおいて、本発明のガラスの粉末には、流動性、熱膨張係数、金属またはセラミックスからなる部材との反応性を調整するために、セラミックスフィラーを混合してもよい。セラミックスフィラーとしては、酸化ジルコニウム、Y含有の安定化酸化ジルコニウム、Ca含有の安定化ジルコニウム等が挙げられる。   In the glass paste of the present invention, a ceramic filler may be mixed with the powder of the glass of the present invention in order to adjust the fluidity, the thermal expansion coefficient, and the reactivity with a member made of metal or ceramic. Examples of the ceramic filler include zirconium oxide, stabilized zirconium oxide containing Y, stabilized zirconium containing Ca, and the like.

セラミックスフィラーの混合割合は、ガラスの粉末とセラミックスフィラーの合計体積に対して0.1〜30体積%が好ましく、より好ましくは0.3〜20体積%、さらに好ましくは0.5〜10体積%である。セラミックスフィラーの混合割合が多すぎると流動性が悪化する。セラミックスフィラーの混合割合が少なすぎると流動性、熱膨張係数、金属またはセラミックスからなる部材との反応性を調整の効果が得られない。   The mixing ratio of the ceramic filler is preferably 0.1 to 30% by volume, more preferably 0.3 to 20% by volume, still more preferably 0.5 to 10% by volume, based on the total volume of the glass powder and the ceramic filler It is. When the mixing ratio of the ceramic filler is too large, the flowability is deteriorated. If the mixing ratio of the ceramic filler is too small, the effect of adjusting the fluidity, the thermal expansion coefficient, and the reactivity with the member made of metal or ceramic can not be obtained.

ガラスの粉末およびセラミックスフィラーの粒度は、0.5〜45μm程度が好ましい。粒度が細かいと、結晶化を早めることができるが、早まりすぎて流動性が悪化する場合がある。粒度が粗いと流動性を比較的維持することができるが、SOFC等の構造によってシール厚みが低い場合に使えない場合がある。   The particle size of the glass powder and the ceramic filler is preferably about 0.5 to 45 μm. If the particle size is fine, crystallization can be accelerated, but it may become too early to deteriorate the fluidity. Coarse particles can maintain flowability relatively, but may not be usable when the seal thickness is low due to the structure such as SOFC.

なお、本明細書においては、粒度は、累積粒度分布における体積基準の50%粒径を示し、具体的には、レーザー回折/散乱式粒度分布測定装置を用いて測定した粒径分布の累積粒度曲線において、その積算量が体積基準で50%を占めるときの粒径を表す。   In the present specification, the particle size indicates the volume-based 50% particle size in the cumulative particle size distribution, specifically, the cumulative particle size of the particle size distribution measured using a laser diffraction / scattering type particle size distribution measuring apparatus In the curve, the particle size is shown when the integrated amount occupies 50% by volume.

本発明のガラスペーストは、たとえばSOFCの燃料マニホールドおよびセルを構成するセラミック部材および金属部材の表面などシールすべき部位に塗布、焼成されて結晶化ガラス(焼成体)となり、所望の構成部材をシールする。また、本発明のグリーンシートを用いてこのような構成部材のシールを行ってもよい。   The glass paste of the present invention is applied and fired on a portion to be sealed, such as the surface of a ceramic member and a metal member constituting a fuel manifold and cell of SOFC, for example, to form crystallized glass (sintered body). Do. Moreover, such a component may be sealed using the green sheet of the present invention.

なお、SOFCのセラミック部材または金属部材を本発明のガラスペーストまたは本発明のグリーンシートを用いてこのようにシールしてSOFCを製造する方法は本発明のSOFCの製造方法であり、このようにして製造されたSOFCは本発明のSOFCである。   In addition, the method of manufacturing SOFC by sealing the ceramic member or metal member of SOFC with the glass paste of the present invention or the green sheet of the present invention in this way is a method of manufacturing the SOFC of the present invention. The produced SOFC is the SOFC of the present invention.

以下、本発明について実施例を参照してさらに詳細に説明するが、本発明は実施例に限定されない。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited to the examples.

[ガラス粉末の製造]
表1〜7の組成の欄にモル%表示で示す組成となるように原料を調合して混合し、1450〜1550℃の電気炉中で白金ルツボを用いて1時間溶融し、薄板状ガラスに成形した後、ボールミルで粉砕し、その後150メッシュの篩にて粗粒を除去してガラス粉末を得た。
[Manufacture of glass powder]
The raw materials are prepared and mixed so that the composition shown in the column of composition in Tables 1 to 7 is expressed by mol%, and they are melted for 1 hour using a platinum crucible in an electric furnace at 1450-1550 ° C. After molding, it was crushed by a ball mill and then coarse particles were removed by a sieve of 150 mesh to obtain a glass powder.

例1−1〜1−12、例1−17〜1−31が第1のガラスの実施例であり、例1−13〜1−16が第1のガラスの比較例である。例2−1〜2−10が第2のガラスの実施例であり、例2−11〜2−18が第2のガラスの比較例である。例3−1〜3−8が第3のガラスの実施例であり、例3−9〜3−13が第3のガラスの比較例である。例4−1〜4−8が第4のガラスの実施例であり、例4−9〜4−10が第4のガラスの比較例である。   Examples 1-1 to 1-12 and Examples 1-17 to 1-31 are examples of the first glass, and Examples 1-13 to 1-16 are comparative examples of the first glass. Examples 2-1 to 2-10 are examples of the second glass, and examples 2-11 to 2-18 are comparative examples of the second glass. Examples 3-1 to 3-8 are examples of the third glass, and examples 3-9 to 3-13 are comparative examples of the third glass. Examples 4-1 to 4-8 are examples of the fourth glass, and examples 4-9 to 4-10 are comparative examples of the fourth glass.

[評価]
(示差熱分析)
各ガラス粉末のTg(単位:℃)、Ts(単位:℃)、Tc(単位:℃)を、示差熱分析装置を用いて測定した。得られた結果を表中に示した。なお、併せて、Tc−Tsを表中に示す。
[Evaluation]
(Differential thermal analysis)
The Tg (unit: ° C), Ts (unit: ° C), and Tc (unit: ° C) of each glass powder were measured using a differential thermal analyzer. The obtained results are shown in the table. In addition, in addition, Tc-Ts is shown in the table.

(熱膨張曲線の測定)
各ガラス粉末を成形後950℃に1時間保持する焼成を行って得られた焼成体を直径が5±0.5mm、長さが2±0.05cmの円柱形に加工し、RIGAKU社製熱膨張計Thermoplus2システムTMA8310で50〜950℃における熱膨張曲線(横軸:温度、縦軸:焼成体長さ)を昇温速度10℃/分の条件で測定し平均線熱膨張係数α(単位:10−7/℃)を算出した。得られた結果を表中に示した。
(Measurement of thermal expansion curve)
After firing, each glass powder is sintered at 950 ° C. for 1 hour to obtain a sintered body, which is processed into a cylindrical shape with a diameter of 5 ± 0.5 mm and a length of 2 ± 0.05 cm. Thermal expansion curve at 50 to 950 ° C (horizontal axis: temperature, vertical axis: length of sintered body) is measured at a temperature rising rate of 10 ° C / min with a dilatometer Thermoplus 2 system TMA 8310, and the average linear thermal expansion coefficient α (unit: 10) -7 / ° C) was calculated. The obtained results are shown in the table.

また、上記で得られた熱膨張曲線について微分曲線を作成し、上記の方法で微分ピークを求めた。上記各例で得られたガラスは、実施例のガラスおよび比較例のガラスのいずれも、微分ピークが0.01μm/秒以下であり、焼成体の熱膨張曲線に変曲点(屈曲)は見られなかった。特許第5365517号の比較例にあるように、Bを含むガラスにおいてはいずれも変曲点が確認される。 Moreover, the derivative curve was created about the thermal expansion curve obtained above, and the derivative peak was calculated | required by said method. The glass obtained in each of the above examples has a differential peak of 0.01 μm / sec or less in each of the glass of the example and the glass of the comparative example, and the inflection point (bending) is a glance at the thermal expansion curve of the sintered body It was not done. As described in the comparative example of Japanese Patent No. 5365517, an inflection point is confirmed in any of the glasses containing B 2 O 3 .

(流動性)
各ガラス粉末の流動性は次のようにして評価した。すなわち、3gのガラス粉末をプレス成形して直径が1/2インチ(=12.7mm)であるサンプル(フローボタン)を作製し、これを950℃まで昇温して流動させ流動性を評価した。昇温後のサンプルの径(単位;mm)を測定し、表中に「FB径」として示した。
(Liquidity)
The flowability of each glass powder was evaluated as follows. That is, 3 g of glass powder was press-formed to prepare a sample (flow button) having a diameter of 1/2 inch (= 12.7 mm), which was heated up to 950 ° C. to flow to evaluate fluidity . The diameter (unit; mm) of the sample after temperature rising was measured, and it showed as "FB diameter" in the table | surface.

得られた「FB径」から、以下の基準にしたがい、流動性を評価した。結果を表に示す。
<流動性の評価基準>
11.5mm未満:×(荷重があっても安定なシールができない。)
11.5mm以上12mm未満:△(荷重が十分な場合に安定なシールができる。)
12mm以上13mm未満:○(荷重がなくても安定なシールができる。)
13mm以上:◎(より安定にシールができる。)
From the obtained "FB diameter", the flowability was evaluated according to the following criteria. The results are shown in the table.
<Evaluation criteria for liquidity>
Less than 11.5 mm: x (A stable seal can not be made even under load.)
11.5 mm or more and less than 12 mm: Δ (A stable seal can be made when the load is sufficient.)
12 mm or more and less than 13 mm: ((A stable seal can be obtained without load.)
13 mm or more: ◎ (Can seal more stably.)

また、例1−2、例3−1、例4−1のガラス粉末を焼成して得られた焼成体にはディオプサイト(CaO−MgO−2SiO)、オケルマナイト(2CaO−MgO−2SiO)、が析出していた。例1−16、例2−17、例2−18は失透が確認された。表中の「−」は、当該データを測定しなかったことを示す。例2−15ではTcが1050℃超であり、測定範囲以上であったため、測定することができなった。 Further, Example 1-2, Example 3-1, the glass powder by calcining the obtained the sintered body diopside example 4-1 (CaO-MgO-2SiO 2 ), akermanite (2CaO-MgO-2SiO 2 ) Was precipitated. In Examples 1-16, 2-17, and 2-18, devitrification was confirmed. "-" In the table indicates that the data was not measured. In Example 2-15, since Tc was over 1050 ° C. and was over the measurement range, it could not be measured.

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本発明のガラスは、SOFCの製造、酸素発生装置の製造に利用できる。   The glass of the present invention can be used for the production of SOFC and the production of an oxygen generator.

Claims (16)

実質的にアルカリ金属酸化物およびBaOを含有せず、酸化物基準のモル%表示で、SiOを40〜44%、MgOを15〜23%、CaOを28〜36%、Alを5〜10%含有し、これらの成分の含有量の合計が97%以上であり、CaO/MgOで示されるCaOとMgOの含有量のモル比が1.2〜2.3であることを特徴とするガラス。 Substantially alkali metal oxide and BaO are not included, and 40 to 44% of SiO 2 , 15 to 23% of MgO, 28 to 36% of CaO, Al 2 O 3 in terms of mol% on the basis of oxide 5 to 10%, the total content of these components is 97% or more, and the molar ratio of the content of CaO to MgO represented by CaO / MgO is 1.2 to 2.3. Glass to be. 実質的にアルカリ金属酸化物およびBaOを含有せず、酸化物基準のモル%表示で、SiOを34〜40%、MgOを14〜20%、CaOを28〜36%、Alを12〜18%含有し、これらの成分の含有量の合計が97%以上であり、CaO/MgOで示されるCaOとMgOの含有量のモル比が1.5〜2.5であることを特徴とするガラス。 Substantially alkali metal oxide and BaO free, 34 to 40% of SiO 2 , 14 to 20% of MgO, 28 to 36% of CaO, Al 2 O 3 in terms of mol% on an oxide basis 12 to 18% contained, the total content of these components is 97% or more, and the molar ratio of the content of CaO to MgO represented by CaO / MgO is 1.5 to 2.5. Glass to be. 実質的にアルカリ金属酸化物およびTiOを含有せず、酸化物基準のモル%表示で、SiOを42〜47%、MgOを14〜19%、CaOを29〜36%、Alを3〜7.5%、BaOを0.3〜5.5%、SrOを0〜0.5%含有し、これらの成分の含有量の合計が97%以上であり、CaO/MgOで示されるCaOとMgOの含有量のモル比が2.0〜2.3であることを特徴とするガラス。 Substantially alkali metal oxide and TiO 2 free, 42 to 47% of SiO 2 , 14 to 19% of MgO, 29 to 36% of CaO, Al 2 O 3 in terms of mol% on an oxide basis Containing 3 to 7.5% of BaO, 0.3 to 5.5% of BaO, and 0 to 0.5% of SrO, and the total content of these components is 97% or more, as indicated by CaO / MgO Glass characterized in that the molar ratio of the content of CaO and MgO is 2.0 to 2.3. 実質的にアルカリ金属酸化物およびTiOを含有せず、酸化物基準のモル%表示で、SiOを41〜47%、MgOを12.5〜17.5%、CaOを26〜36%、Alを7.5%超14%以下、BaOを0.3〜4%含有し、これらの成分の含有量の合計が97%以上であり、CaO/MgOで示されるCaOとMgOの含有量のモル比が1.75〜2.25であることを特徴とするガラス。 Substantially alkali metal oxide and TiO 2 free, 41 to 47% of SiO 2 , 12.5 to 17.5% of MgO, 26 to 36% of CaO, in terms of mol% on an oxide basis More than 7.5% and 14% or less of Al 2 O 3 and 0.3 to 4% of BaO, the total content of these components is 97% or more, and CaO / MgO represented by CaO / MgO Glass characterized in that the molar ratio of the content is from 1.75 to 2.25. 実質的にLa、Y、Sc、Ge、Gd、Fe、Cu、V、Cr、Mn、Co、NiまたはMoの酸化物をいずれも含有しない請求項1〜4のいずれかに記載のガラス。   The glass according to any one of claims 1 to 4, which contains substantially no oxide of La, Y, Sc, Ge, Gd, Fe, Cu, V, Cr, Mn, Co, Ni or Mo. さらに、Laを0.1〜3モル%含有する請求項1〜4のいずれかに記載のガラス。 Further, the glass according to any one of claims 1 to 4 containing La 2 O 3 0.1 to 3 mol%. 軟化点が820℃超である請求項1〜6のいずれかに記載のガラス。   The glass according to any one of claims 1 to 6, wherein the softening point is above 820 ° C. 請求項1〜7のいずれかのガラスであって、その粉末を950℃で焼成して得られた焼成体の50〜950℃における平均線膨張係数が84×10−7〜105×10−7/℃であるガラス。 The glass according to any one of claims 1 to 7, wherein the average linear expansion coefficient at 50 to 950 ° C of the fired body obtained by firing the powder at 950 ° C is 84 × 10 -7 to 105 × 10 -7. / ° C glass. ZnOを2モル%以下の範囲で含有する請求項1〜8のいずれかに記載のガラス。   The glass according to any one of claims 1 to 8, which contains ZnO in a range of 2 mol% or less. を1モル%以下の範囲で含有する請求項1〜9のいずれかに記載のガラス。 The glass according to any one of claims 1 to 9, which contains B 2 O 3 in a range of 1 mol% or less. 実質的に鉛を含有しない請求項1〜10のいずれかに記載のガラス。   The glass according to any one of claims 1 to 10 substantially free of lead. 請求項1〜11のいずれかに記載のガラスであって、その粉末を900〜1100℃で焼成して得られた焼成体にCaO−MgO−SiO系結晶が析出していることを特徴とするガラス。 A glass according to any one of claims 1 to 11, and characterized in that CaO-MgO-SiO 2 based crystal is deposited on the fired body obtained by firing the powder at 900 to 1100 ° C. Glass to be 請求項1〜12のいずれかに記載のガラスの粉末を含有するガラスペースト。   The glass paste containing the powder of the glass in any one of Claims 1-12. 請求項1〜12のいずれかに記載のガラスの粉末を含有するグリーンシート。   The green sheet containing the powder of the glass in any one of Claims 1-12. セラミックスまたは金属からなる部材を互いに封着する工程を有する固体酸化物型燃料電池の製造方法であって、前記部材を請求項1〜12のいずれかに記載のガラスの粉末を用いて互いに封着する固体酸化物型燃料電池の製造方法。   It is a manufacturing method of a solid oxide fuel cell which has a process of sealing members which consist of ceramics or a metal mutually, and seals the above-mentioned members together using powder of the glass in any one of Claims 1-12. Of producing a solid oxide fuel cell. セラミックスまたは金属からなる部材が互いに封着されている封着部を1個以上有する固体酸化物型燃料電池であって、前記封着部の少なくとも1個が請求項1〜12のいずれかに記載のガラスの粉末を焼成して得られた焼成体で封着されている固体酸化物型燃料電池。   It is a solid oxide fuel cell which has one or more sealing parts in which members which consist of ceramics or a metal are sealed mutually, and at least one of the sealing parts in any one of claims 1 to 12 A solid oxide fuel cell sealed with a fired body obtained by firing a glass powder of
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