JP7263283B2 - 金属部材、および、その製造方法 - Google Patents
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Description
[Co]:[Mn]:[M]=7:2~3:0~1 …式(A)
[Co]:[Mn]:[M]=4~8:0.5~3:0.5~3 …式(B)
図1は、実施形態に係る金属部材1の断面を示す図である。ここでは、固体酸化物型の電気化学スタックに使用されるセパレータなどの金属部材1の一部を拡大して示している。
本実施形態では、金属膜20は、Coからなる第1金属層21と、Mnからなる第2金属層22とを有し、基材10の側から第1金属層21と第2金属層22とが順次積層された積層体である。詳細については後述するが、このように構成することで、金属膜20のスピネル化で形成された複合酸化物のコーティング層が、基材10から剥離することを効果的に防止可能である。
上記の実施形態では、第1金属層21がCoからなるCo層である場合について説明したが、これに限らない。第1金属層21は、Co含有層であって、Coの他に、Fe,Cu,Ni,Zn,Moのうちの少なくとも1つの元素を更に含んでいてもよい。詳細については後述するが、この場合には、第1金属層21がCoからなるCo層である場合よりも、複合酸化物の熱膨張係数が基材10に近づく。その結果、複合酸化物のコーティング層の剥離を更に効果的に防止可能である。
(実施例1)
実施例1では、表1に示すように、基材10に第1金属層21と第2金属層22とを順次積層することで金属膜20を形成した(図1参照)。
実施例2では、表1に示すように、実施例1の場合と異なり、第1金属層21と第2金属層22と第3金属層23とを基材10に積層した(図2参照)。
実施例3では、表1に示すように、第3金属層23がCuからなる点を除き、実施例2と同様な工程で作製を実行した。
実施例4では、表1に示すように、第3金属層23がNiからなる点を除き、実施例2と同様な工程で作製を実行した。
実施例5では、表1に示すように、第3金属層23がZnからなる点を除き、実施例2と同様な工程で作製を実行した。
実施例6では、表1に示すように、第3金属層23がMoからなる点を除き、実施例2と同様な工程で作製を実行した。
実施例7では、表1に示すように、第1金属層21がCoNiからなり、第1金属層21の厚みが8μmである点を除き、実施例1と同様な工程で作製を実行した。なお、CoNiにおいて、Co元素の物質量[Co]と、Ni元素の物質量[Ni]との元素比(モル比)は、下記の関係にある。
比較例では、表1に示すように、基材10上に、Mnからなる第1金属層21を厚みが3μmになるように基材10上にメッキ法で形成した。その後、Coからなる第2金属層22を第1金属層21上に厚みが7μmになるようにメッキ法で形成した。この点を除き、比較例では、実施例1と同様な工程で作製を実行した(図1参照)。
表1では、金属膜20の熱膨張係数、および、基材10と金属膜20との熱膨張係数の差を示している。ここでは、600℃と1000℃との条件で測定した結果を示している。熱膨張係数の測定は、JIS Z 2285:2003に準じて実施した。
[Co]:[Mn]:[M]=4~8:0.5~3:0.5~3 …式(B)
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
Claims (4)
- 固体酸化物型の電気化学スタックに使用される金属部材であって、
フェライト系ステンレスで形成された基材と、
前記基材に設けられた金属膜と
を備え、
前記金属膜は、
Coを含む第1金属層と、Mnからなる第2金属層とを有し、前記基材の側から前記第1金属層と前記第2金属層とが順次積層された積層体であって、
前記金属膜は、前記Coと前記Mnの他に、Fe,Cu,Ni,Zn,Moのうちの1つの元素Mを含み、Coの物質量[Co]、Mnの物質量[Mn]、および、Fe,Cu,Ni,Zn,Moの物質量[M]の割合(元素比)が、下記式(A)または式(B)に示す関係を満たす、金属部材。
[Co]:[Mn]:[M]=7:2~3:0~1 …式(A)
[Co]:[Mn]:[M]=4~8:0.5~3:0.5~3 …式(B) - 前記金属膜は、前記第1金属層と前記第2金属層との他に、Fe,Cu,Ni,Zn,Moのうちの1つからなる第3金属層を含む積層体である、
請求項1に記載の金属部材。 - 前記第1金属層は、Coの他に、Fe,Cu,Ni,Zn,Moのうちの少なくとも1つの元素を更に含む
請求項1または2に記載の金属部材。 - 請求項1から3のいずれかに記載の金属部材の製造方法であって、
前記基材に設けられた前記金属膜を加熱することによって複合酸化物を形成する、
金属部材の製造方法。
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