JP5794784B2 - オゾン発生器および放電用電極部材 - Google Patents
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Description
5〜1011Ωであり、該反対側の面から深さ方向に前記遷移金属元素の価数が連続的に増加している領域を有することを特徴とする。
晶相は、例えばチタン(Ti)等の遷移金属元素を含有する。この遷移金属元素は、酸素と結合しているが、その酸素原子が存在すべき格子の一部には酸素元素が存在しておらず、酸素空孔となっている。
S"(X-ray Absorption Near Edge Structure)のスペクトルを分析することによって測
定することができる。遷移金属元素の平均価数の絶対値が測定できなくても、セラミック焼結体2の面2a、仮想線Y1、Y2、Y3における断面(Y1a、Y2a、Y3a)を分析すれば、平均価数の大きさを相対的に比較することができる。
できる。これにより、セラミック焼結体2の表面抵抗率と平均価数の関係も評価することができる。例えば、遷移金属元素がチタンであり、第2の結晶相がチタンを含む場合には、第2の結晶相に含まれるチタンの価数を変化させた試料を作製し、それぞれのXANESス
ペクトルのピーク位置とチタンの価数との関係を示す検量線グラフを作成する。この検量線グラフでは、チタンの価数が変化するのに伴い、XANESスペクトルのピーク位置がシフ
トする。この検量線グラフを用いれば、測定したい試料(チタンを含む第2の結晶相)に含まれるチタンの価数を内挿法または外挿法によって求めることができる。
抵抗を測定する。この場合に用いられる金属導体層としては、前記した金属泊、In/Ga、Ag電極を用いることができる。
次のようにしてオゾン発生器16を作製した。
アルミナ粉末87質量%、酸化チタン12質量%、酸化マグネシウム0.7質量%、酸化珪素0.3質量%からなる混合粉末を湿式粉砕した後、有機バインダーを添加してスラリーを作製した。このスラリーを噴霧乾燥して顆粒を作製した。得られた顆粒をプレス成形して四角形の板状体からなる成形体を作製した。成形体を1550℃で焼成し、焼結体を得た。焼結体全面を加工して、外辺が200mm、厚みが3.1〜5mmである四角形状の加工体を得た。加工体を水素ガス33%、窒素ガス67%を含むガス中で、1300
℃の温度で2時間還元処理して、還元体を得た。
表1に示した各特性(体積固有抵抗および表面低効率)は以下のように測定した。体積固有抵抗は、面2aと2b間の抵抗を測定した。この場合において、面2aに直径60mmのAg電極、面2bに直径30mmのAg電極とその周囲にリング状の電極を形成して、両面間の電気抵抗を測定した。その結果、体積固有抵抗は、2×1013Ω・cmであった。
、かつY1a,Y2a,Y3aの順に高かった。
外辺長さ180mm、厚み2mmの銅板を複数個準備した。
セラミック焼結体2の面2bと金属電極3の一方の主面を接合して、放電用電極部材1を作製した。
(4)で作製した放電用電極部材1を、セラミック焼結体2同士を対向させた状態で、筐体12に収容し、原料ガスの導入流路(不図示)と、発生したオゾンの排出流路(不図示)とを形成して、図3に示すオゾン発生器16を作製した。
下記の条件で試験した。
放電空間6の距離(一対のセラミック焼結体2の表面2a間の最短距離): 0.1mm
原料ガス: 酸素ガス99.9%以上
原料ガス圧: 0.253MPa
その他の条件は表1に示す通りである。
実施例1のNo.2の(1)における還元温度と加工深さを変更した以外は、No.2と同様にしてオゾン発生器を作製し、実施例1と同様にして評価した。
面2aの表面抵抗を低くしたNo.1、面2aの表面抵抗を高くしたNo.5を作製し、その他の条件は実施例と同様にしてオゾン発生器を作製し、実施例1と同様に評価した。その結果、表1に示すように、30分後のオゾン濃度が低いだけでなく、196時間後のオゾン濃度が低下した。また、窒素酸化物も発生した。
アルミナ99.9%からなる四角形状の焼結体(外辺長さ196mm、厚み2mm)の両主面に酸化クロム膜を形成した放電用電極部材を作製した。この部材を用いた他は実施例1と同様にしてオゾン発生器No.6を作製し、実施例と同様に評価した。その結果、表1に示すように、30分後のオゾン濃度が低いだけでなく、196時間後のオゾン濃度が低下した。また、窒素酸化物も発生した。
2:セラミック焼結体
3:電極
2a,2b:(セラミック焼結体の)面
2c:端面
6:空間(放電空間)
10:アース
12:筐体
14:交流電源
Claims (13)
- 空間を空けて配置された一対の放電用電極部材を有するオゾン発生器において、
前記放電用電極部材は、遷移金属元素を含む結晶相を有するセラミック焼結体を含み、該セラミック焼結体は、前記空間に接する面の表面抵抗率が105〜1011Ωであり、前記空間に接する面から深さ方向に前記遷移金属元素の価数が連続的に増加している領域を有することを特徴とするオゾン発生器。 - 前記セラミック焼結体は、前記空間に接する面と反対側の面の表面抵抗率が108Ω以上であることを特徴とする請求項1に記載のオゾン発生器。
- 前記セラミック焼結体は、前記空間に接する面から深さ方向に電気抵抗が連続的に増加している領域を有することを特徴とする請求項1または請求項2に記載のオゾン発生器。
- 前記遷移金属元素がチタンであることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載のオゾン発生器。
- 前記一対の放電用電極部材は、それぞれ前記セラミック焼結体の前記空間に接する面と反対側の面に接合された電極を有し、
これら電極間に電圧を印加して放電を起こすことを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれかに記載のオゾン発生器。 - 空間を空けて配置された放電用電極部材と電極とを有するオゾン発生器において、
前記放電用電極部材は、遷移金属元素を含む結晶相を有するセラミック焼結体を含み、該セラミック焼結体は、前記空間に接する面の表面抵抗率が105〜1011Ωであり、前記空間に接する面から深さ方向に前記遷移金属元素の価数が連続的に増加している領域を有することを特徴とするオゾン発生器。 - 前記セラミック焼結体の前記空間に接する面に対向する表面領域の表面抵抗率が108Ω以上であることを特徴とする請求項6に記載のオゾン発生器。
- 前記セラミック焼結体の前記空間に接する面から深さ方向に電気抵抗が連続的に増加する領域を有することを特徴とする請求項6又は請求項7に記載のオゾン発生器。
- 遷移金属元素を含む結晶相を有するセラミック焼結体と該セラミック焼結体に接合され
た電極とを有する放電用電極部材であって、
前記セラミック焼結体は、前記電極が接合された面と反対側の面の表面抵抗率が105〜1011Ωであり、該反対側の面から深さ方向に前記遷移金属元素の価数が連続的に増加している領域を有することを特徴とする放電用電極部材。 - 前記セラミック焼結体は、前記電極が接合された面の表面抵抗率が108Ω以上であることを特徴とする請求項9に記載の放電用電極部材。
- 前記セラミック焼結体は、前記反対側の面から深さ方向に電気抵抗が連続的に増加している領域を有することを特徴とする請求項9または請求項10に記載の放電用電極部材。
- 前記結晶相がアルミナであることを特徴とする請求項9乃至請求項11のいずれかに記載の放電用電極部材。
- 前記遷移金属元素がチタンであることを特徴とする請求項9乃至請求項12のいずれかに記載の放電用電極部材。
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