JP2634674B2 - セラミックス管の静水圧加圧成形用成形型 - Google Patents
セラミックス管の静水圧加圧成形用成形型Info
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- JP2634674B2 JP2634674B2 JP1265390A JP26539089A JP2634674B2 JP 2634674 B2 JP2634674 B2 JP 2634674B2 JP 1265390 A JP1265390 A JP 1265390A JP 26539089 A JP26539089 A JP 26539089A JP 2634674 B2 JP2634674 B2 JP 2634674B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はセラミックス管の静水圧加圧成形用成形型に
係り、更に詳しくは、例えばナトリウム−硫黄電池用に
用いられるベータアルミナ管を静水圧加圧成形するに際
して特に好適な成形型に関する。
係り、更に詳しくは、例えばナトリウム−硫黄電池用に
用いられるベータアルミナ管を静水圧加圧成形するに際
して特に好適な成形型に関する。
［従来の技術］ セラミックス管を用いる、例えばナトリウム−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セラミック
ス管であるベータアルミナ固体電解質で隔離し、300〜3
50℃で作動させる高温二次電池である。
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セラミック
ス管であるベータアルミナ固体電解質で隔離し、300〜3
50℃で作動させる高温二次電池である。
このようなセラミックス管を用いるナトリウム−硫黄
電池の構成は、例えば第２図に示すように、陽極活物質
である溶融硫黄Ｓを含浸したカーボンフェルト等の陽極
用導電材１を収容する円筒状の陽極容器２と、該陽極容
器２の上端部と例えばアルファアルミナ製の絶縁体リン
グ３を介して連結され、且つ溶融金属ナトリウムNaを貯
留する陰極容器４と、前記絶縁体リング３の内周部に接
合され、且ナトリウムイオンNa+を選択的に透過させる
機能を有する有底円筒状のセラミックス管であるベータ
アルミナ管５とからなっている。また、前記陰極容器４
の上蓋６の中央部には、陰極容器４を通して下方向にベ
ータアルミナ管５の底部付近まで延びた陰極管７が貫通
支持されている。
電池の構成は、例えば第２図に示すように、陽極活物質
である溶融硫黄Ｓを含浸したカーボンフェルト等の陽極
用導電材１を収容する円筒状の陽極容器２と、該陽極容
器２の上端部と例えばアルファアルミナ製の絶縁体リン
グ３を介して連結され、且つ溶融金属ナトリウムNaを貯
留する陰極容器４と、前記絶縁体リング３の内周部に接
合され、且ナトリウムイオンNa+を選択的に透過させる
機能を有する有底円筒状のセラミックス管であるベータ
アルミナ管５とからなっている。また、前記陰極容器４
の上蓋６の中央部には、陰極容器４を通して下方向にベ
ータアルミナ管５の底部付近まで延びた陰極管７が貫通
支持されている。
以上のような構成を有するセラミックス管を用いるナ
トリウム−硫黄電池において、放電時には溶融金属ナト
リウムは電子を放出してナトリウムイオンとなり、これ
がベータアルミナ固体電解質中を透過して陽極側に移動
し、陽極の硫黄と外部回路を通ってきた電子と反応して
多硫化ナトリウムを生成し、2V程度の電圧を発生する。
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。
トリウム−硫黄電池において、放電時には溶融金属ナト
リウムは電子を放出してナトリウムイオンとなり、これ
がベータアルミナ固体電解質中を透過して陽極側に移動
し、陽極の硫黄と外部回路を通ってきた電子と反応して
多硫化ナトリウムを生成し、2V程度の電圧を発生する。
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。
このように、ナトリウム−硫黄電池の性能は、セラミ
ックス管であるベータアルミナ固体電解質管中における
ナトリウムイオンの透過能、いわゆるイオン伝導性（電
気伝導度）に依存するものである。
ックス管であるベータアルミナ固体電解質管中における
ナトリウムイオンの透過能、いわゆるイオン伝導性（電
気伝導度）に依存するものである。
ここで、ベータアルミナはその理論組成Na2O・5.5Al2
O3からわかる通りNa2Oを含み、これがベータアルミナの
結晶格子中でNa+となっており、イオン伝導性に寄与し
ている。従ってベータアルミナ管が雰囲気に露出された
場合、Na+が雰囲気中にヒドロニウムイオンH3O+と容易
にイオン交換することにより、極めて短期間にベータア
ルミナの表面が変質する。しかも、イオン交換したNa+
が雰囲気中のCO2及びH+と反応し、ベータアルミナ管表
面においてNaHCO3やNa2CO3が析出し、ベータアルミナ管
の機械的強度が著しく低下する。このことは例えば、So
lid State Ionic9＆10（1983）231−236頁、およびMate
rials Science.Vol.XI No.2（1985）57−62頁などに記
載されている。
O3からわかる通りNa2Oを含み、これがベータアルミナの
結晶格子中でNa+となっており、イオン伝導性に寄与し
ている。従ってベータアルミナ管が雰囲気に露出された
場合、Na+が雰囲気中にヒドロニウムイオンH3O+と容易
にイオン交換することにより、極めて短期間にベータア
ルミナの表面が変質する。しかも、イオン交換したNa+
が雰囲気中のCO2及びH+と反応し、ベータアルミナ管表
面においてNaHCO3やNa2CO3が析出し、ベータアルミナ管
の機械的強度が著しく低下する。このことは例えば、So
lid State Ionic9＆10（1983）231−236頁、およびMate
rials Science.Vol.XI No.2（1985）57−62頁などに記
載されている。
また、ナトリウム−硫黄電池の内部抵抗のうち、ベー
タアルミナ管の抵抗が占める割合は約50％と高く、水分
の吸着、イオン交換によるベータアルミナ管の高抵抗化
は直接電池特性に影響する。
タアルミナ管の抵抗が占める割合は約50％と高く、水分
の吸着、イオン交換によるベータアルミナ管の高抵抗化
は直接電池特性に影響する。
このような有底円筒状のベータアルミナ管のようなセ
ラミックス管の製造方法としては、従来より一般に、微
粉砕原料によりスラリーを調製し、スプレードライヤー
等で造粒物を作り、その造粒物を、ゴム型を用いて静水
圧加圧成形（CIP）、いわゆるラバープレス成形により
所定形状に成形し、次いでこれを焼成することによりセ
ラミックス管を製造している。
ラミックス管の製造方法としては、従来より一般に、微
粉砕原料によりスラリーを調製し、スプレードライヤー
等で造粒物を作り、その造粒物を、ゴム型を用いて静水
圧加圧成形（CIP）、いわゆるラバープレス成形により
所定形状に成形し、次いでこれを焼成することによりセ
ラミックス管を製造している。
［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、従来、有底円筒状のセラミックス管を
静水圧加圧成形するに際して用いるゴム型としては管壁
部分と管底部分とが一体化したものが用いられており、
これによれば、ベータアルミナ管成形後におけるスプリ
ングバックによりしばしばベータアルミナ管成形体の円
筒部と底部との境界部分に破損が生じ、成形歩留が低下
することが判明した。
静水圧加圧成形するに際して用いるゴム型としては管壁
部分と管底部分とが一体化したものが用いられており、
これによれば、ベータアルミナ管成形後におけるスプリ
ングバックによりしばしばベータアルミナ管成形体の円
筒部と底部との境界部分に破損が生じ、成形歩留が低下
することが判明した。
［課題を解決するための手段］ そこで、本発明者は、上記の問題に鑑みて種々検討を
行ない、成形工程における成形歩留を向上させるため
に、ゴム型を分割し、かつゴム型と中心金型との間のク
リアランスを所定とすることが効果的なことを見出し、
本発明に到達したものである。
行ない、成形工程における成形歩留を向上させるため
に、ゴム型を分割し、かつゴム型と中心金型との間のク
リアランスを所定とすることが効果的なことを見出し、
本発明に到達したものである。
すなわち、本発明によれば、セラミックス管を静水圧
加圧成形するに際して用いる成形型であって、管壁成形
用ゴム型と管底成形用ゴム型からなり、該管底成形用ゴ
ム型は中実に形成され、該管壁成形用ゴム型の硬度が該
管底成形用ゴム型の硬度と同一かそれより大きく、かつ
該管底成形用ゴム型と中心金型間のクリアランスが、該
管壁成形用ゴム型と中心金型間のクリアランスと同一か
それより大きいことを特徴とする静水圧加圧成形用成形
型、が提供される。
加圧成形するに際して用いる成形型であって、管壁成形
用ゴム型と管底成形用ゴム型からなり、該管底成形用ゴ
ム型は中実に形成され、該管壁成形用ゴム型の硬度が該
管底成形用ゴム型の硬度と同一かそれより大きく、かつ
該管底成形用ゴム型と中心金型間のクリアランスが、該
管壁成形用ゴム型と中心金型間のクリアランスと同一か
それより大きいことを特徴とする静水圧加圧成形用成形
型、が提供される。
［作用］ 本発明においては、セラミックス管を静水圧加圧成形
するに際し、管壁成形用ゴム型と管底成形用ゴム型の二
つのゴム型からなる成形型を用い、管底成形用ゴム型を
中実に形成し、管壁成形用ゴム型の硬度が管底成形用ゴ
ム型の硬度と同一かそれより大きく、かつ管底成形用ゴ
ム型と中心金型間のクリアランスが、管壁成形用ゴム型
と中心金型間のクリアランスと同一かそれより大きいこ
とを特徴とする。
するに際し、管壁成形用ゴム型と管底成形用ゴム型の二
つのゴム型からなる成形型を用い、管底成形用ゴム型を
中実に形成し、管壁成形用ゴム型の硬度が管底成形用ゴ
ム型の硬度と同一かそれより大きく、かつ管底成形用ゴ
ム型と中心金型間のクリアランスが、管壁成形用ゴム型
と中心金型間のクリアランスと同一かそれより大きいこ
とを特徴とする。
このような成形型を使用して静水圧加圧成形すると、
高い成形歩留を維持しつつ品質の安定したセラミックス
管成形体を作製することができる。
高い成形歩留を維持しつつ品質の安定したセラミックス
管成形体を作製することができる。
ここで、ゴム型と中心金型間のクリアランスの関係を
図面で示すと、第１図に示すように、管底成形用ゴム型
11と中心金型（マンドレル）12との間のクリアランスａ
を、管壁成形用ゴム型13と中心金型12の間のクリアラン
スｂと同一かそれより大きく形成するのである。
図面で示すと、第１図に示すように、管底成形用ゴム型
11と中心金型（マンドレル）12との間のクリアランスａ
を、管壁成形用ゴム型13と中心金型12の間のクリアラン
スｂと同一かそれより大きく形成するのである。
本発明では、第１図の如く、セラミックス管の管底部
14が上方に、管の開口部15が下向きとなるように成形す
ることが成形体の破損を防止するため、好ましい。従来
においては、管底部14が下向きで成形しているため、成
形後のスプリングバックにより、特に成形体に軸方向の
圧縮が生じ、成形体の破損が発生し易かったのである。
14が上方に、管の開口部15が下向きとなるように成形す
ることが成形体の破損を防止するため、好ましい。従来
においては、管底部14が下向きで成形しているため、成
形後のスプリングバックにより、特に成形体に軸方向の
圧縮が生じ、成形体の破損が発生し易かったのである。
本発明で使用するゴム型の硬度は、ショア硬度で40〜
90゜、好ましくは45〜60゜である。ゴム型の硬度がショ
ア硬度40゜未満では、ゴム型に接する造粒粉体の層が充
分に潰れずに造粒粒子の形骸が残り、得られるセラミッ
クス管成形体が平滑化しにくい。セラミックス管であ
る、例えばベータアルミナ管成形体が平滑化しないと、
表面の水分吸着性が上昇し、ベータアルミナ管が高抵抗
化するほか機械的強度が低下する。ゴム型の硬度がショ
ア硬度90゜を超えると、セラミックス管成形体が破壊さ
れ易くなり成形歩留が低下する。
90゜、好ましくは45〜60゜である。ゴム型の硬度がショ
ア硬度40゜未満では、ゴム型に接する造粒粉体の層が充
分に潰れずに造粒粒子の形骸が残り、得られるセラミッ
クス管成形体が平滑化しにくい。セラミックス管であ
る、例えばベータアルミナ管成形体が平滑化しないと、
表面の水分吸着性が上昇し、ベータアルミナ管が高抵抗
化するほか機械的強度が低下する。ゴム型の硬度がショ
ア硬度90゜を超えると、セラミックス管成形体が破壊さ
れ易くなり成形歩留が低下する。
更に、管底成形用ゴム型11と中心金型12と間のクリア
ランスａを、セラミックス管の管底部14の厚さｃに対し
て１〜４倍、好ましくは２〜３倍とする。このことによ
り、成形体管底部14が緻密に形成され、特に破損のおそ
れの高い管底部14と管壁部16の接合部分の破損が防止さ
れる。
ランスａを、セラミックス管の管底部14の厚さｃに対し
て１〜４倍、好ましくは２〜３倍とする。このことによ
り、成形体管底部14が緻密に形成され、特に破損のおそ
れの高い管底部14と管壁部16の接合部分の破損が防止さ
れる。
なお、このような二つのゴム型からなる成形型を用い
て行なう静水圧加圧成形は、本発明では最高加圧成形圧
力を2000kgf/cm2程度として行なう。
て行なう静水圧加圧成形は、本発明では最高加圧成形圧
力を2000kgf/cm2程度として行なう。
本発明で使用するゴム型の材質としては、特にその種
類は限定されず、例えば天然ゴム、ネオプレン、ウレタ
ン等が用いられる。
類は限定されず、例えば天然ゴム、ネオプレン、ウレタ
ン等が用いられる。
なお、本発明の静水圧加圧成形用成形型は、特にナト
リウム−硫黄電池に用いられるベータアルミナ管を静水
圧加圧成形するのに適したものであるが、これに限られ
ず、その他アルミナ、ムライト、ジルコニア、シリコン
ナイトライド（窒化珪素）等の分野にも適用できるもの
である。
リウム−硫黄電池に用いられるベータアルミナ管を静水
圧加圧成形するのに適したものであるが、これに限られ
ず、その他アルミナ、ムライト、ジルコニア、シリコン
ナイトライド（窒化珪素）等の分野にも適用できるもの
である。
［実施例］ 次に、本発明を実施例に基き更に詳しく説明するが、
本発明はこれらの実施例に限られるものではない。
本発明はこれらの実施例に限られるものではない。
（実施例） スプレードライヤーにより、水分2.4wt％、平均粒径7
5μｍのベータアルミナ造粒粉体を得、これを第１図に
示す型式の静水圧加圧成形機により、下記表１のように
ゴム型硬度および管底成形用ゴム型とマンドレルのクリ
アランスを種々変えて、最高成形圧力2000kgf/cm2にて
ラバープレス成形を行ない、有底円筒状であって、外径
が33mmφ、長さが300mm、管底肉厚が2.0mm、管壁肉厚が
2.0mmのベータアルミナ管成形体を得た。
5μｍのベータアルミナ造粒粉体を得、これを第１図に
示す型式の静水圧加圧成形機により、下記表１のように
ゴム型硬度および管底成形用ゴム型とマンドレルのクリ
アランスを種々変えて、最高成形圧力2000kgf/cm2にて
ラバープレス成形を行ない、有底円筒状であって、外径
が33mmφ、長さが300mm、管底肉厚が2.0mm、管壁肉厚が
2.0mmのベータアルミナ管成形体を得た。
なお、管壁成形用ゴム型とマンドレルのクリアランス
は4.6mmとした。
は4.6mmとした。
得られたベータアルミナ管成形体の成形歩留を表１に
示す。
示す。
表１から明らかなように、管壁成形用ゴム型の硬度が
管底成形用ゴム型の硬度と同一かそれより大きく、管底
成形用ゴム型とマンドレル間のクリアランスを管壁成形
用ゴム型とマンドレルのクリアランスと同一かそれより
大きく形成すると、成形体の破損が防止され、成形歩留
が高くなることがわかる。
管底成形用ゴム型の硬度と同一かそれより大きく、管底
成形用ゴム型とマンドレル間のクリアランスを管壁成形
用ゴム型とマンドレルのクリアランスと同一かそれより
大きく形成すると、成形体の破損が防止され、成形歩留
が高くなることがわかる。
［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、セラミックス
管を静水圧加圧成形するに際し、管壁成形用ゴム型と管
底成形用ゴム型の二つのゴム管からなる成形型を用い、
管底成形用ゴム型を中実に形成し、管壁成形用ゴム型の
硬度を管底成形用ゴム型の硬度と同一かそれより大き
く、かつ管底成形用ゴム型と中心金型間のクリアランス
を管壁成形用ゴム型と中心金型間のクリアランスと同一
かそれより大きくしたので、成形後のスプリングバック
によってもセラミックス管成形体が破損しないで高い成
形歩留を維持され、しかも品質の安定したセラミックス
管成形体を作製することができる。
管を静水圧加圧成形するに際し、管壁成形用ゴム型と管
底成形用ゴム型の二つのゴム管からなる成形型を用い、
管底成形用ゴム型を中実に形成し、管壁成形用ゴム型の
硬度を管底成形用ゴム型の硬度と同一かそれより大き
く、かつ管底成形用ゴム型と中心金型間のクリアランス
を管壁成形用ゴム型と中心金型間のクリアランスと同一
かそれより大きくしたので、成形後のスプリングバック
によってもセラミックス管成形体が破損しないで高い成
形歩留を維持され、しかも品質の安定したセラミックス
管成形体を作製することができる。
第１図は本発明の成形型を用いた静水圧加圧成形の一例
を示す断面図、第２図はナトリウム−硫黄電池の断面構
成図である。 11……管底成形用ゴム型、12……中心金型、13……管壁
成形用ゴム型、14……ベータアルミナ管の管底部、15…
…ベータアルミナ管の開口部、16……ベータアルミナ管
の管壁部、17……中心金型固定治具。
を示す断面図、第２図はナトリウム−硫黄電池の断面構
成図である。 11……管底成形用ゴム型、12……中心金型、13……管壁
成形用ゴム型、14……ベータアルミナ管の管底部、15…
…ベータアルミナ管の開口部、16……ベータアルミナ管
の管壁部、17……中心金型固定治具。
Claims (1)
- 【請求項１】セラミックス管を静水圧加圧成形するに際
して用いる成形型であって、管壁成形用ゴム型と管底成
形用ゴム型からなり、該管底成形用ゴム型は中実に形成
され、該管壁成形用ゴム型の硬度が該管底成形用ゴム型
の硬度と同一かそれより大きく、かつ該管底成形用ゴム
型と中心金型間のクリアランスが、該管壁成形用ゴム型
と中心金型間のクリアランスと同一かそれより大きいこ
とを特徴とする静水圧加圧成形用成形型。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1265390A JP2634674B2 (ja) | 1989-10-12 | 1989-10-12 | セラミックス管の静水圧加圧成形用成形型 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1265390A JP2634674B2 (ja) | 1989-10-12 | 1989-10-12 | セラミックス管の静水圧加圧成形用成形型 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03126505A JPH03126505A (ja) | 1991-05-29 |
| JP2634674B2 true JP2634674B2 (ja) | 1997-07-30 |
Family
ID=17416514
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1265390A Expired - Lifetime JP2634674B2 (ja) | 1989-10-12 | 1989-10-12 | セラミックス管の静水圧加圧成形用成形型 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2634674B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5928601A (en) * | 1994-02-28 | 1999-07-27 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Method for producing silicon nitride reaction sintered body |
| CA2116644A1 (en) * | 1994-02-28 | 1995-08-29 | Yasunobu Kawakami | Silicon nitride reaction-sintered body and method and apparatus for producing same |
| JPH10100119A (ja) * | 1996-10-03 | 1998-04-21 | Ngk Insulators Ltd | 乾式静水圧加圧成形による有底円筒体の連続製造方法 |
| JP5774289B2 (ja) * | 2010-09-29 | 2015-09-09 | 株式会社日本セラテック | セラミックス製品の製造方法 |
| CN102092083A (zh) * | 2010-11-29 | 2011-06-15 | 维苏威赛璐珂陶瓷(苏州)有限公司 | 一种用于浇铸空心陶瓷套管的装置 |
| KR101712771B1 (ko) * | 2016-03-21 | 2017-03-06 | 김명기 | 대용량 솥에 사용 가능한 주걱 |
| CN110341034B (zh) * | 2019-08-29 | 2024-04-19 | 济源市东方自动化设备有限公司 | 一种陶瓷管内壁凸沿压制模具组件 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2480172A1 (fr) * | 1980-04-14 | 1981-10-16 | Comp Generale Electricite | Dispositif de moulage par compression isostatique |
| JPS62184806A (ja) * | 1986-02-10 | 1987-08-13 | 株式会社日立製作所 | 袋管状セラミツクス成形体の加圧成形ゴム型 |
-
1989
- 1989-10-12 JP JP1265390A patent/JP2634674B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03126505A (ja) | 1991-05-29 |
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Legal Events
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