JP3305484B2 - Joint of metal-coated ceramic and metal and hydrogen gas separation device using the same - Google Patents

Joint of metal-coated ceramic and metal and hydrogen gas separation device using the same

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JP3305484B2
JP3305484B2 JP05718194A JP5718194A JP3305484B2 JP 3305484 B2 JP3305484 B2 JP 3305484B2 JP 05718194 A JP05718194 A JP 05718194A JP 5718194 A JP5718194 A JP 5718194A JP 3305484 B2 JP3305484 B2 JP 3305484B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】 本発明は金属被覆セラミックス
と金属との接合体およびそのような接合体を用いた水素
ガス分離装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a joined body of a metal-coated ceramic and a metal and a hydrogen gas separation apparatus using such a joined body.

【0002】[0002]

【従来の技術】 水素ガスは石油化学の基本素材ガスと
して大量に使用され、またクリーンなエネルギー源とし
て大きな期待が寄せられている。純度の高い水素ガス
は、天然ガス、ナフサ等を原料として触媒により水素を
含有するガスに変換し、その水素含有ガスから更に水素
ガスを分離して得られる。
2. Description of the Related Art Hydrogen gas is used in large quantities as a basic material gas for petrochemicals, and is expected to have a great potential as a clean energy source. High-purity hydrogen gas is obtained by converting a natural gas, naphtha or the like as a raw material into a hydrogen-containing gas using a catalyst and further separating the hydrogen gas from the hydrogen-containing gas.

【0003】 水素ガスは、パラジウムまたはパラジウ
ムを含有する合金に溶解する性質を利用して分離でき
る。水素ガスのみがこれらの金属に溶解するため、水素
ガスを選択的に分離できるのである。パラジウムは通
常、膜状にしてセラミックスなどの多孔質基体に被覆し
て使用する。ガス分離膜を使用してガスを効率良く分離
するには、ガス分離膜中でガスが拡散する速度を速くす
るため、5〜10気圧で300℃以上、好ましくは50
0℃以上という高温、高圧で分離することが有利であ
る。そこで問題となるのがガス分離体と支持体との結合
部の気密性、および耐久性である。すなわち、高温、高
圧の条件下においても水素ガス分離膜の支持部が耐久性
を有し、かつ、当該支持部から被処理ガス、分離された
水素ガスなどが漏洩しないことが必要となるのである。
[0003] Hydrogen gas can be separated by utilizing its property of dissolving in palladium or an alloy containing palladium. Since only hydrogen gas is dissolved in these metals, hydrogen gas can be selectively separated. Palladium is usually used in the form of a film coated on a porous substrate such as ceramics. In order to efficiently separate a gas using a gas separation membrane, in order to increase the speed of gas diffusion in the gas separation membrane, at 5 to 10 atmospheres, 300 ° C. or more, preferably 50 ° C. or more.
It is advantageous to separate at a high temperature of 0 ° C. or higher and a high pressure. Then, what is problematic is the airtightness and durability of the joint between the gas separator and the support. That is, it is necessary that the support portion of the hydrogen gas separation membrane has durability even under high temperature and high pressure conditions, and that the gas to be treated and the separated hydrogen gas do not leak from the support portion. .

【0004】 処理温度が200℃以下の範囲では、o
‐リングを用いてガス分離体を支持体に接合する装置が
ある。しかし200℃以上では、ガス分離体と支持体と
の接合部を気密にすることは容易ではなく、500℃以
上で使用できるような接合部は未だ開発されていない。
例えば、ガス分離膜を形成する前に、セラミックスから
成る基体と支持体とをガラスで接合し、その後にガス分
離体の表面及び接合部の表面に化学メッキを行って、ガ
ス分離膜を形成すると、ガラスとガス分離膜とが十分に
密着せず、ガラス接合部でガス分離膜が剥離し、被処理
ガスが精製ガス側に漏洩することがある。
When the processing temperature is in the range of 200 ° C. or less, o
There are devices for joining the gas separator to the support using a ring. However, at 200 ° C. or higher, it is not easy to make the joint between the gas separator and the support airtight, and a joint that can be used at 500 ° C. or higher has not yet been developed.
For example, before forming a gas separation membrane, a substrate made of ceramics and a support are bonded with glass, and then the surface of the gas separation body and the surface of the joint are chemically plated to form a gas separation membrane. In some cases, the glass and the gas separation membrane do not sufficiently adhere to each other, and the gas separation membrane peels off at the glass joint, and the gas to be treated may leak to the purified gas side.

【0005】 また、セラミックスから成る基体表面に
ガス分離膜を形成しガス分離体を調製した後に、ガス分
離体と支持体とを、適度な熱膨張係数及びガス分離膜と
の接触角を有するガラスにて接合した場合には、熱サイ
クルを繰り返した後の気密性及び強度に問題がある。
Further, after a gas separator is formed on the surface of a substrate made of ceramics to prepare a gas separator, the gas separator and the support are separated by glass having an appropriate coefficient of thermal expansion and a contact angle with the gas separator. In the case of bonding, there is a problem in airtightness and strength after repeating the thermal cycle.

【0006】 さらに、ガス分離体と金属製支持体と
を、Agろう等でろう付けする場合には、パラジウム合
金層がろう材に溶解し、基体として用いる多孔質セラミ
ックス管が露出してしまうという問題がある。
Further, when the gas separator and the metal support are brazed with Ag brazing or the like, the palladium alloy layer dissolves in the brazing material and the porous ceramic tube used as the base is exposed. There's a problem.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】 そこで本発明では、
被処理ガスが200℃以上で分離されるときでもガス分
離体と支持体の結合部が気密であり、被処理ガスが精製
ガス側に漏洩し難いような金属被覆セラミックスと金属
との接合体、およびそれを用いた水素ガス分離装置を提
供することを目的とする。
Therefore, in the present invention,
Even when the gas to be treated is separated at a temperature of 200 ° C. or more, the joint between the gas separator and the support is airtight, and the joint between the metal-coated ceramic and the metal such that the gas to be treated hardly leaks to the purified gas side, And a hydrogen gas separation device using the same.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】 すなわち本発明によれ
ば、多孔質セラミックス上にガス分離能を有する金属が
被覆された金属被覆セラミックスと金属部材との接合体
であって、当該ガス分離能を有する金属よりなる金属被
覆層の厚さが50μm以下であり、当該金属被覆セラミ
ックスの当該金属部材との接合に関与する表面にさらに
厚さ1μm〜50μmの金属層が設けられ、当該金属層
と当該金属部材とがろう付け接合されていることを特徴
とする金属被覆セラミックスと金属との接合体が提供さ
れる。なお、本発明においてガス分離能を有する金属
は、パラジウムまたはパラジウムを含有する合金である
ことが好ましく、またその膜厚は50μm以下さらに好
ましくは20μm以下であることが望ましい。また、金
属被覆セラミックスの表面に設けられる金属層は、ニッ
ケル等のろう材よりも融点が高い化合物により形成され
ていることが好ましい。
That is, according to the present invention, there is provided a joined body of a metal member and a metal-coated ceramic in which a metal having a gas separating ability is coated on a porous ceramic, wherein the gas separating ability is improved. Metal covering made of metal
The thickness of the cover layer is 50 μm or less, and the surface of the metal-coated ceramics that is involved in bonding with the metal member is further
A joined body of a metal-coated ceramic and a metal, wherein a metal layer having a thickness of 1 μm to 50 μm is provided, and the metal layer and the metal member are joined by brazing. In the present invention, the metal having gas separation ability is preferably palladium or an alloy containing palladium, and the thickness thereof is preferably 50 μm or less, more preferably 20 μm or less. The metal layer provided on the surface of the metal-coated ceramic is formed of a compound having a higher melting point than a brazing material such as nickel.
Tei Rukoto is preferable.

【0009】 さらに本発明によれば、高圧容器内にお
いて、筒状の水素ガス分離体が、その上端においては、
金属製支持体に、当該水素ガス分離体の外径よりわずか
に大きい直径を有する貫通孔を介して、その内部が当該
金属製支持体で画定される高圧容器の上部空間と連通す
るように固定され、下端においては、金属製支持体に、
貫通していない孔により、その端部が封孔して固定され
て構成される水素ガス分離装置であって、当該水素ガス
分離体が多孔質セラミックスから構成される基体と、当
該基体に被覆する、水素ガスを選択的に透過させる金属
より成る厚さが50μm以下のガス分離膜とから構成さ
れており、当該ガス分離膜の当該金属部材との接合に関
与する表面にさらに厚さ1μm〜50μmの金属層が設
けられ、当該金属層と当該金属部材とがろう付け接合さ
れていることを特徴とする水素ガス分離装置が提供され
る。
Further, according to the present invention, in the high-pressure vessel, a cylindrical hydrogen gas separator is provided at the upper end thereof.
Fixed to a metal support through a through hole having a diameter slightly larger than the outer diameter of the hydrogen gas separator so that the inside communicates with the upper space of the high-pressure vessel defined by the metal support. At the lower end, on a metal support,
A hydrogen gas separation device in which an end portion is sealed and fixed by a hole that does not penetrate, wherein the hydrogen gas separator is coated with a base made of porous ceramics and the base is coated. A gas separation membrane made of a metal that selectively allows hydrogen gas to pass therethrough and having a thickness of 50 μm or less, and further having a thickness of 1 μm to 50 μm on the surface of the gas separation membrane involved in bonding with the metal member. Wherein the metal layer is provided, and the metal layer and the metal member are brazed to each other.

【0010】[0010]

【作用】 本発明者は、ガス分離膜を被覆した多孔質セ
ラミックス管を金属製の支持体に貫通し、接着固定し支
持する構造に関し、種々の角度から検討した。
The present inventor has studied from various angles a structure in which a porous ceramic tube coated with a gas separation membrane is penetrated through a metal support, and is adhered and fixed to support.

【0011】 その結果、本発明者は、ガス分離膜を被
覆した多孔質セラミックス管を金属部材と直接にろう付
けするのでは無く、セラミックス表面のガス分離膜上に
さらに金属層を設け、その金属層と金属部材をろう付け
することにより、前記した不具合を解消することができ
ることを見い出したのである。
As a result, the present inventor does not directly braze a porous ceramic tube coated with a gas separation membrane with a metal member, but further provides a metal layer on the gas separation membrane on the ceramic surface, It has been found that the above-mentioned problems can be solved by brazing the layer and the metal member.

【0012】 図を用いて本発明の接合体について説明
する。図1は本発明の接合体の一例の断面図である。図
中1は多孔質セラミックス管であり、その表面にガス分
離膜2が被覆されている。さらにガス分離膜の表面の一
部に金属層3が設けられ、金属部材4が金属層3とろう
5を介して接合している。
The joined body of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view of an example of the joined body of the present invention. In the figure, reference numeral 1 denotes a porous ceramic tube, the surface of which is covered with a gas separation membrane 2. Further, a metal layer 3 is provided on a part of the surface of the gas separation membrane, and a metal member 4 is joined to the metal layer 3 via a solder 5.

【0013】 通常、ガス分離膜2としてはパラジウム
あるいはパラジウム合金を用いるが、ガス分離膜2上に
金属層3を設けることにより、パラジウムあるいはパラ
ジウム合金層がろう材に溶解し多孔質セラミックス管1
が露出するのを防ぐのである。ガス分離膜2上に設けら
れる金属層3には、ニッケル等の、ろう材より融点が高
い金属が用いられる。金属層3を設ける方法としては、
従来公知の方法が使用でき、例えば、化学メッキ法、真
空蒸着法、スパッタリング法等を用いることができる。
また、金属層の厚さは1μm〜50μmで、より好まし
くは5μm〜50μmである。ろう材としては例えばA
gろうが用いられる。
Usually, palladium or a palladium alloy is used as the gas separation membrane 2. However, by providing the metal layer 3 on the gas separation membrane 2, the palladium or palladium alloy layer dissolves in the brazing material and the porous ceramic tube 1
To prevent exposure. For the metal layer 3 provided on the gas separation membrane 2, a metal such as nickel having a higher melting point than the brazing material is used. As a method of providing the metal layer 3,
A conventionally known method can be used, and for example, a chemical plating method, a vacuum evaporation method, a sputtering method, or the like can be used.
The thickness of the metal layer is 1 m to 50 m, and more preferably 5 m to 50 m. As the brazing material, for example, A
g wax is used.

【0014】 金属部材4としてはSUS、インコネ
ル、コバール等の金属が用いられる。また、前記したよ
うに、ガス分離膜2としてはパラジウムあるいはパラジ
ウムを含有する合金が好適に用いられるが、被覆処理の
方法としては、ガス分離膜上に設けられる金属層同様、
化学メッキ法、真空蒸着法、スパッタリング法等を用い
ることができる。ガス分離膜の膜厚は50μm以下で
、20μm以下であることがさらに好ましい。膜厚が
大きすぎると、水素ガス分離の際、水素ガスがガス分離
膜中を拡散する時間が長くなるため、処理時間が長時間
となり好ましくない。
As the metal member 4, a metal such as SUS, Inconel, and Kovar is used. Further, as described above, palladium or an alloy containing palladium is preferably used as the gas separation membrane 2, but the coating method is the same as that of the metal layer provided on the gas separation membrane.
A chemical plating method, a vacuum evaporation method, a sputtering method, or the like can be used. The film thickness of the gas separation membrane Ah at 50μm or less
And more preferably 20 μm or less. If the film thickness is too large, the time required for hydrogen gas to diffuse through the gas separation membrane during hydrogen gas separation becomes longer, which is undesirable because the processing time becomes longer.

【0015】 多孔質セラミックス管1は、アルミナ、
シリカ―アルミナ、ムライト、コージェライト、ジルコ
ニア等の材質から成るもので、例えば、セラミック質の
粉末材料を混練してパイプ状に押出成形後、焼成して製
造される。なお、本発明の接合体を水素ガス分離装置に
用いる場合には、同一の金属支持体に複数の金属被覆セ
ラミックス管を接合することにより、多管式の水素ガス
分離装置としてもよい。
The porous ceramic tube 1 is made of alumina,
It is made of a material such as silica-alumina, mullite, cordierite, zirconia, or the like. For example, it is manufactured by kneading a ceramic powder material, extruding it into a pipe shape, and firing. When the joined body of the present invention is used for a hydrogen gas separation device, a multi-tube type hydrogen gas separation device may be formed by joining a plurality of metal-coated ceramic tubes to the same metal support.

【0016】[0016]

【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。まず、次のようにして金属被覆セラミック
ス管を調製した。多孔質セラミックス管としては、外径
10mm、内径7mm、長さ300mmの円筒形状を有
し、微細孔径が0.1μmの多孔質α―アルミナ管を用
いた。この多孔質セラミックス管を活性化処理するため
に、外表面をSnCl2・2H2Oを0.1重量%含有す
る0.1%塩酸水溶液に1分間浸漬させ、次に、PdC
2を0.01重量%含有する0.1%塩酸水溶液に1
分間浸漬させた。この浸漬処理を各塩酸水溶液で交互に
10回ずつ行った。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on examples, but the present invention is not limited to these examples. First, a metal-coated ceramic tube was prepared as follows. As the porous ceramics tube, a porous α-alumina tube having a cylindrical shape with an outer diameter of 10 mm, an inner diameter of 7 mm and a length of 300 mm and a fine pore diameter of 0.1 μm was used. To activate this porous ceramic tube, the outer surface is immersed in a 0.1% hydrochloric acid aqueous solution containing 0.1% by weight of SnCl 2 .2H 2 O for 1 minute, and then PdC
l 2 in a 0.1% hydrochloric acid aqueous solution containing 0.01% by weight
Immerse for a minute. This immersion treatment was alternately performed 10 times with each hydrochloric acid aqueous solution.

【0017】 次にパラジウムを化学メッキした。脱イ
オン水1l中に、[Pd(NH34 ]Cl2・H2
(5.4g)、2Na・EDTA(67.2g)、28
%のアンモニア水(651.3ml)、H2NNH2・H
2O(0.46ml)を加えた水溶液を準備し、上記活
性化処理を行った多孔質アルミナ管の外表面を、50℃
に温度制御したこの水溶液に浸漬した。浸漬時間を変化
させることにより、被覆する金属の膜厚、多孔質セラミ
ックス管内部への浸入深さを調節した。次に、銀を化学
メッキした。脱イオン水1l中に、[Pd(NH3
4 ]Cl2・H2O(0.54g)、AgNO3(4.8
6g)、2Na・EDTA(33.6g)、28%のア
ンモニア水(651.3ml)、H2NNH2・H2
(0.46ml)を加えた水溶液を準備し、上記活性化
処理を行った多孔質アルミナ管の外表面を、50℃に温
度制御したこの水溶液に浸漬した。浸漬時間を変化させ
ることにより、パラジウムと銀との重量比が80:20
となるように調節した。最後に、アルゴン雰囲気下で9
00℃で12時間保持することにより熱処理を行い、パ
ラジウムと銀とを相互拡散させて合金化し、ガス分離体
を得た。
Next, palladium was chemically plated. [Pd (NH 3 ) 4 ] Cl 2 .H 2 O in 1 liter of deionized water
(5.4 g), 2Na.EDTA (67.2 g), 28
% Ammonia water (651.3 ml), H 2 NNH 2 .H
An aqueous solution to which 2 O (0.46 ml) was added was prepared, and the outer surface of the activated porous alumina tube was heated to 50 ° C.
Immersed in this aqueous solution of which temperature was controlled to be. By changing the immersion time, the thickness of the metal to be coated and the depth of penetration into the porous ceramic tube were adjusted. Next, silver was chemically plated. In 1 liter of deionized water, [Pd (NH 3 )
4 ] Cl 2 H 2 O (0.54 g), AgNO 3 (4.8
6g), 2Na.EDTA (33.6 g), 28% aqueous ammonia (651.3 ml), H 2 NNH 2 .H 2 O
(0.46 ml) was prepared, and the outer surface of the porous alumina tube subjected to the activation treatment was immersed in the aqueous solution whose temperature was controlled at 50 ° C. By changing the immersion time, the weight ratio of palladium to silver is 80:20.
It was adjusted to be. Finally, under an argon atmosphere, 9
Heat treatment was carried out by holding at 00 ° C. for 12 hours, and palladium and silver were mutually diffused and alloyed to obtain a gas separator.

【0018】 このガス分離体をコバール製支持体と接
合した。図2はガス分離体とコバール製支持体との接合
体の断面図である。まず、ガス分離体6の側面上の、コ
バール製支持体7、8との接合部に25mm幅でニッケ
ルをメッキし、ニッケル層9を設けた。次にガス分離体
6の一端を、コバール製の支持体7に、水素ガス分離体
6の外径よりわずかに大きい直径を有する貫通孔7aを
介して取り付け、また、ガス分離体6の他端を、コバー
ル製支持体8に、貫通していない孔8aを介して取り付
けた。ガス分離体6とコバール製の支持体7、8との隙
間10にろう材Ag−28Cu(BAg−8)を充填
し、真空中において820℃でろう付けを行った。
The gas separator was joined to a Kovar support. FIG. 2 is a cross-sectional view of the joined body of the gas separator and the Kovar support. First, nickel was plated on the side surface of the gas separator 6 with the Kovar supports 7 and 8 at a width of 25 mm to provide a nickel layer 9. Next, one end of the gas separator 6 is attached to a support 7 made of Kovar via a through hole 7 a having a diameter slightly larger than the outer diameter of the hydrogen gas separator 6. Was attached to the Kovar support 8 through a hole 8a that did not penetrate. The gap 10 between the gas separator 6 and the Kovar supports 7 and 8 was filled with a brazing material Ag-28Cu (BAg-8) and brazed at 820 ° C. in a vacuum.

【0019】 このガス分離体6とコバール製の支持体
7、8との接合体を用い、水素ガス分離装置を作成し
た。図3にその一実施例の断面図を示す。高圧容器11
内に、複数本の筒状の水素ガス分離体6が収納されてい
る。各水素ガス分離体6は、コバール製の支持体7に、
水素ガス分離体6の内部がコバール製支持体7の上部空
間と連通するように支持されており、また、コバール製
支持体8に、貫通していない孔8aにより、その端部が
封孔して支持されている。
Using the joined body of the gas separator 6 and the supports 7 and 8 made of Kovar, a hydrogen gas separator was prepared. FIG. 3 shows a sectional view of one embodiment. High pressure vessel 11
Inside, a plurality of tubular hydrogen gas separators 6 are housed. Each hydrogen gas separator 6 is attached to a support 7 made of Kovar.
The inside of the hydrogen gas separator 6 is supported so as to communicate with the upper space of the Kovar support 7, and the end of the Kovar support 8 is sealed by a hole 8a that does not penetrate. Supported.

【0020】 フランジ12、13が、支持プレート1
4を夾んで固定し、コバール製支持体7が支持プレート
14により固定され、水素ガス分離体6およびコバール
製支持体8が吊り下げられている。図3において第1パ
イプ15から、被精製ガスが高圧容器11内に供給され
る。筒状の水素ガス分離体6を透過して、筒内部に精製
された水素ガスが移動し、この精製水素ガスは、第3パ
イプ16に導かれる。一方、精製されなかったガスは、
第2パイプ17から流出する。
The flanges 12 and 13 support the support plate 1
4, the Kovar support 7 is fixed by a support plate 14, and the hydrogen gas separator 6 and the Kovar support 8 are suspended. In FIG. 3, the gas to be purified is supplied into the high-pressure vessel 11 from the first pipe 15. The purified hydrogen gas passes through the cylindrical hydrogen gas separator 6 and moves into the cylinder, and the purified hydrogen gas is led to the third pipe 16. On the other hand, the gas that was not purified
It flows out of the second pipe 17.

【0021】(実施例1〜) ガス分離膜上に設けられるニッケル層の厚さを変えて、
上記のように構成した水素ガス分離装置を用いて気密試
験を行った。まず、気密試験として、非処理ガス側にア
ルゴンガスで8Kg/cm導入し、透過ガス側に漏れ
るアルゴンガスの流量を測定した。結果を表1に示す。
Examples 1 to 4 By changing the thickness of a nickel layer provided on a gas separation membrane,
An airtightness test was performed using the hydrogen gas separator configured as described above. First, as an airtight test, 8 kg / cm 2 of argon gas was introduced into the non-treatment gas side, and the flow rate of argon gas leaking to the permeated gas side was measured. Table 1 shows the results.

【0022】(比較例1、2) 前記した方法にて調製した水素ガス分離体を、ニッケル
層を設けずにコバール製支持体に直接ろう付け接合し、
図3に示す水素ガス分離装置を作成した後、実施例1〜
と同様に気密試験を行った。結果を表1に示す。上記
の試験の結果、ニッケル層の厚さは1μm以上であるこ
とが好ましいことがわかった。
(Comparative Examples 1 and 2 ) The hydrogen gas separator prepared by the above-mentioned method was directly brazed to a Kovar support without providing a nickel layer.
After producing the hydrogen gas separation device shown in FIG.
An airtightness test was performed in the same manner as in Example 4 . Table 1 shows the results. As a result of the above test, it was found that the thickness of the nickel layer is preferably 1 μm or more.

【0023】[0023]

【表1】 [Table 1]

【0024】[0024]

【発明の効果】 本発明の金属被覆セラミックスと金属
との接合体、およびそれを用いた水素ガス分離装置は、
水素ガスを分離する高温、高圧下において、接合部での
気密性に優れる。
Effect of the Invention The joined body of metal-coated ceramics and metal of the present invention, and a hydrogen gas separation device using the same,
Under high temperature and high pressure to separate hydrogen gas, it has excellent airtightness at the joint.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の接合体の一例の断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view of an example of a joined body of the present invention.

【図2】 ガス分離体とコバール製支持体とから成る本
発明の接合体の断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view of the joined body of the present invention comprising a gas separator and a Kovar support.

【図3】 本発明の接合体を用いた水素分離装置の一例
の断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view of an example of a hydrogen separation device using the joined body of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・・多孔質セラミックス管、2・・・ガス分離膜、2α・・
・水素分離膜、3・・・金属層、4・・・金属部材、5・・・ろ
う、6・・・ガス分離体、7・・・支持プレート、8・・・コバ
ール製支持体、9・・・ニッケル層、10・・・隙間、11・・
・高圧容器、12・・・フランジ、13・・・フランジ、14・
・・支持プレート、15・・・第1パイプ、16・・・第3パイ
プ、17・・・第2パイプ
1 ... porous ceramic tube, 2 ... gas separation membrane, 2α ...
-Hydrogen separation membrane, 3-metal layer, 4-metal member, 5-wax, 6-gas separator, 7-support plate, 8-support made of Kovar, 9 ... nickel layer, 10 ... gap, 11 ...
・ High pressure vessel, 12 ・ ・ ・ Flange, 13 ・ ・ ・ Flange, 14 ・
..Support plate, 15 ... first pipe, 16 ... third pipe, 17 ... second pipe

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B01D 53/22 B01D 61/00 - 71/82 B32B 1/00 - 35/00 C04B 37/00 - 37/04 Continuation of the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) B01D 53/22 B01D 61/00-71/82 B32B 1/00-35/00 C04B 37/00-37/04

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 多孔質セラミックス上にガス分離能を有
する金属が被覆された金属被覆セラミックスと金属部材
との接合体であって、当該ガス分離能を有する金属より
なる金属被覆層の厚さが50μm以下であり、当該金属
被覆セラミックスの当該金属部材との接合に関与する表
面にさらに厚さ1μm〜50μmの金属層が設けられ、
当該金属層と当該金属部材とがろう付け接合されている
ことを特徴とする金属被覆セラミックスと金属との接合
体。
1. A joined body of a metal member and a metal member in which a metal having a gas separating ability is coated on a porous ceramic, wherein the metal has a gas separating ability.
A metal coating layer having a thickness of 50 μm or less, and a metal layer having a thickness of 1 μm to 50 μm is further provided on a surface of the metal-coated ceramics involved in bonding with the metal member;
A joined body of a metal-coated ceramic and a metal, wherein the metal layer and the metal member are joined by brazing.
【請求項2】 ガス分離能を有する金属がパラジウムま
たはパラジウムを含有する合金である請求項1記載の接
合体。
2. The joined body according to claim 1, wherein the metal having a gas separating ability is palladium or an alloy containing palladium.
【請求項3】 金属被覆セラミックスの表面に設けられ
る金属層がろう材より融点が高い金属より成る請求項1
記載の接合体。
3. The metal layer provided on the surface of the metal-coated ceramic is made of a metal having a melting point higher than that of a brazing material.
The conjugate of the above.
【請求項4】 高圧容器内において、筒状の水素ガス分
離体が、その上端においては、金属製支持体に、当該水
素ガス分離体の外径よりわずかに大きい直径を有する貫
通孔を介して、その内部が当該金属製支持体で画定され
る高圧容器の上部空間と連通するように固定され、下端
においては、金属製支持体に、貫通していない孔によ
り、その端部が封孔して固定されて構成される水素ガス
分離装置であって、当該水素ガス分離体が多孔質セラミ
ックスから構成される基体と、当該基体に被覆する、水
素ガスを選択的に透過させる金属より成る厚さが50μ
m以下のガス分離膜とから構成されており、当該ガス分
離膜の当該金属部材との接合に関与する表面にさらに
さ1μm〜50μmの金属層が設けられ、当該金属層と
当該金属部材とがろう付け接合されていることを特徴と
する水素ガス分離装置。
4. In a high-pressure vessel, a cylindrical hydrogen gas separator is provided at its upper end with a metal support through a through hole having a diameter slightly larger than the outer diameter of the hydrogen gas separator. , The inside of which is fixed so as to communicate with the upper space of the high-pressure vessel defined by the metal support, and at the lower end, the end is closed by a hole that does not penetrate the metal support. A hydrogen gas separator, wherein the hydrogen gas separator is made of porous ceramics, and a thickness of a metal which selectively permeates hydrogen gas is coated on the substrate. Is 50μ
m or less of a gas separation membrane, and the surface of the gas separation membrane involved in bonding with the metal member has a further thickness.
A hydrogen gas separation device, wherein a metal layer having a thickness of 1 μm to 50 μm is provided, and the metal layer and the metal member are joined by brazing.
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