JP6092744B2 - セラミック体と金属体との接合体 - Google Patents
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Description
Cell)は、平板型の固体酸化物からなる電解質層と、この電解質層の表裏面にそれぞれ形成した空気極および燃料極とで平板型の単セルを形成し、燃料極と空気極に燃料ガスと酸化剤ガスをそれぞれ給排気する通路を有するセパレータ(以下、インターコネクタという)と前記単セルとを交互に複数個積層して電気的に直列に接続することにより燃料電池スタック(以下、セルスタックという)を形成している。このような固体酸化物型燃料電池では、ガスの給排気のための通路(以下、マニホールドという)からインターコネクタを介して各単セルの各極に燃料ガスと酸化剤ガスを供給することにより発電を行なっている。この固体酸化物型燃料電池は、他の燃料電池に比べて発電効率が高く、また作動温度が高い(700℃〜1000℃)ため高温の熱を利用することができるという利点を有している。
る。アルミナは比較的安価で耐熱性も高いセラミックスであり、例えば焼成炉や単結晶製造装置炉の炉壁など、1000℃以上の高温環境下で使用する部材の材料としてもよく利用されている。セラミック体12は貫通孔13を有する筒状体であり、補強部材16も貫通孔15を有する筒状体である。本明細書において柱状体とは、長さ方向に直交する断面形状が長さ方向に沿って略同一な形状全般のことをいう。本実施形態のセラミック体12および補強部材16は例えばAl2O3を主成分とし、長さ方向に沿った貫通孔を有するいわゆる筒状(本明細書における柱形状に含まれる形状)の部材であるが、本発明のセラミック体の材質や形状については特に限定されない。
ても、第2の接合層24の変形や剥がれ、および補強部材16や金属体14の変形や破壊がより確実に抑制されている。
図3(c)は当該断面におけるCuの分布状態を示す図であり、図3(d)は当該断面におけるTiの分布状態を示す図であり、図3(e)は当該断面におけるCrの分布状態を示す図であり、図3(f)は当該断面におけるNiの分布状態を示す図である。走査型電子顕微鏡は、例えば日立製S−800を用い、加速電圧15kVで撮影した。
12 セラミック体
12A 端部
13 貫通孔
14 金属体
14A 開口端部
14α 外周面
16 補強部材
16β 内周面
22 第1の接合層
24 第2の接合層
32 第1領域
34 第2領域
42 第1チタン層
44 第2チタン層
46 ニッケル−クロム層
52 第1中間層
54 第2中間層
54 金属膜
56 ニッケルメッキ層
Claims (9)
- 柱状のセラミック体と、
該セラミック体の端部が挿入された開口端部を有する筒状の金属体と、
該金属体の開口端部の外周面上に位置するセラミックからなる補強部材と
を備え、
前記セラミック体の端部と、前記金属体の開口端部とは第1の接合層を介して接合されており、
前記金属体の開口端部の外周面と、前記補強部材の内周面とは第2の接合層を介して接合されていることを特徴とするセラミック体と金属体との接合体。 - 側面透視において、前記第2の接合層が、第1の接合層の少なくとも一部と重なるように位置していることを特徴とする請求項1記載のセラミック体と金属体との接合体。
- 前記補強部材の前記内周面は、前記金属体の前記外周面に平行な第1領域と、前記第1領域に連なる、前記金属体の前記外周面に対して傾斜した第2領域とを有し、前記第2の接合層は前記第1領域と前記第2領域とに被着していることを特徴とする請求項1または2記載のセラミック体と金属との接合体。
- 前記第1のメタライズ層および前記第2のメタライズ接合層の少なくともいずれか一方が、Agを主成分とし、Cu、Ti、Ni、さらにCrを含有していることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のセラミック体と金属体との接合体。
- 前記第1の接合層および前記第2の接合層の少なくともいずれか一方が、
前記セラミック体に接する、Tiを主成分とする第1チタン層と、
前記第1チタン層よりも前記金属体に近い側に配置された、Agを主成分としてCuを含む第1中間層と、
前記第1中間層よりも前記金属体に近い側に配置され、かつ前記第1チタン層と離れて配置された、Tiを主成分とする第2チタン層とを有し、
さらに、前記第2チタン層よりも前記金属体に近い側に少なくとも配置されて前記第2チタン層に接する、NiとCrとを含むニッケル−クロム層とを有することを特徴とする請求項4記載のセラミック体と金属体との接合体。 - 前記ニッケル−クロム層はCuを含むことを特徴とする請求項5記載のセラミック体と金属体との接合体。
- 前記第2チタン層と前記金属体との間に配置された、Agを主成分としてCuを含む第2中間層を有することを特徴とする請求項5または6に記載のセラミック体と金属体との接合体。
- 前記セラミック体は、Al2O3を主成分とすることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載のセラミック体と金属体との接合体。
- 前記金属体は、Ni−Cr−Fe合金を主成分とすることを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載のセラミック体と金属体との接合体。
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