JP7287766B2 - 泥漿鋳込み成形によるガラスセラミック物品の製造方法およびその使用 - Google Patents
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Description
- 500℃から1000℃までの範囲の耐熱性と、
- 優れた熱衝撃抵抗性と、
- 良好な化学的耐性と
を有するガラスセラミック物品の製造方法および使用を提供することである。
- セラミック化可能なガラスおよび/またはガラスセラミックからなる粉体であって、該ガラスまたはガラスセラミックが主成分としてSiO2、Al2O3およびLi2Oを含有し、1.3μmから3.5μmまでの平均粒度d50を有する粉体を準備する工程と、
- 少なくとも前記準備された粉体と、液状の分散媒とから鋳込み可能な泥漿を作製する工程と、
- 前記作製された泥漿を使用した泥漿鋳込み成形により生成形体を形成する工程と、
- 前記生成形体を、200℃未満の温度で少なくとも1時間にわたり乾燥させる工程と、
- 前記生成形体を、250℃から600℃までの温度で少なくとも1時間にわたり予備焼成する工程と、
- 前記生成形体を、1100℃から1300℃までの温度で少なくとも1時間にわたり焼結することで、主結晶相としてキータイトを有するとともに、0.5%から5%までの気孔率を有するガラスセラミック物品を得る工程と
を含む。
SiO2 50~75、
Al2O3 17~28、
Li2O 2~6
を含有する。
SiO2 55~75、
Al2O3 18~25、
Li2O 3~5
を含有する。
SiO2 50~75、
Al2O3 17~28、
Li2O 2~6
を含有する場合に、化学的安定性および熱的安定性について特に有利であることが分かった。
SiO2 55~75、
Al2O3 18~25、
Li2O 3~5
を含有する。
SiO2 65.33
Al2O3 20.60
Li2O 3.84
Na2O 0.59
K2O 0.28
MgO 0.31
CaO 0.42
BaO 2.29
ZnO 1.50
TiO2 3.12
ZrO2 1.36
SnO2 0.24
V2O5 0.02
Fe2O3 0.10
合計 100.00
を有するLASガラスセラミックが準備される。
225gの完全脱灰(VE)水を、5gのレオロジー添加剤KG1201および0.3gの結合剤Dolacast 54と混合する。その混合は5分間にわたり行う。その混合物が油状の粘稠性に変わったら、500gのLASガラスセラミック粉体をゆっくりと添加する。ガラスセラミック粉体を添加した後に、泥漿を30分間にわたり撹拌する。引き続き、5gの結合剤AC 95を添加する。その泥漿をもう一度30分間にわたり撹拌する。固体含量は、68.9質量%である。KG1201、Dolacast 54およびAC 95は、Zschimmer&Schwarz社の製品である。
この実施例では、結合剤としてKuraray社のポリビニルアルコールMowiol(登録商標)を使用する。45gのVE水を90℃に加熱する。撹拌し続けながら、0.2gの145kg/molの分子量を有するMowiol(登録商標)28-99を熱水に加える。引き続き、100gのLASガラスセラミック粉体をゆっくりと添加し、その分散液を30分間にわたり撹拌する。固体含量は、同様に68.9質量%である。
この実施例では、結合剤として100kg/molの分子量を有するヒドロキシプロピルセルロース(HPC)を使用する。1gのHPCを、撹拌し続けながら45gの水に溶解させる。その溶液を20分間にわたり撹拌した後に、100gのLASガラスセラミック粉体をゆっくりと添加し、その分散液をさらに30分間にわたり撹拌する。固体含量は、同様に68.9質量%である。
Claims (10)
- ガラスセラミック物品の製造方法であって、少なくとも以下の工程:
- セラミック化可能なガラスまたはガラスセラミックからなる粉体であって、該ガラスまたはガラスセラミックが主成分としてSiO2、Al2O3およびLi2Oを含有し、1.3μmから3.5μmまでの平均粒度d50を有する粉体を準備する工程と、
- 少なくとも前記準備された粉体と、液状の分散媒とから鋳込み可能な泥漿を作製する工程と、
- 前記作製された泥漿を使用した泥漿鋳込み成形により生成形体を形成する工程と、
- 前記生成形体を、200℃未満の温度で少なくとも1時間にわたり乾燥させる工程と、
- 前記生成形体を、250℃から600℃までの温度で少なくとも1時間にわたり予備焼成する工程と、
- 前記生成形体を、1100℃から1300℃までの温度で少なくとも1時間にわたり焼結することで、主結晶相としてキータイトを有するとともに、1%から3%までの気孔率を有するガラスセラミック物品を得る工程と
を含む、製造方法。 - 前記セラミック化可能なガラスまたは前記ガラスセラミックは、酸化物基準で質量%で表現して、以下の成分:
SiO2 50~75、
Al2O3 17~28、
Li2O 2~6、および
合計で少なくとも2質量%で含まれている核形成剤としての1種以上の酸化物
を含有することを特徴とする、請求項1記載の方法。 - 前記1種以上の核形成剤は、TiO2、ZrO2、SnO2またはそれらの組み合わせであることを特徴とする、請求項2記載の方法。
- 前記鋳込み可能な泥漿は、60%から77%までの固体含量を有することを特徴とする、請求項1から3までのいずれか1項記載の方法。
- 前記鋳込み可能な泥漿は、分子量が30kg/molから250kg/molである有機添加物質を含有することを特徴とする、請求項1から4までのいずれか1項記載の方法。
- 前記有機添加物質は、ポリビニルアルコールまたはヒドロキシプロピルセルロースであることを特徴とする、請求項5記載の方法。
- 主成分としてSiO2、Al2O3およびLi2Oを含有するとともに、主結晶相としてキータイトを有する、1%から3%までの気孔率を有するガラスセラミック物品の、リチウムイオン電池用のカソードの製造における焼成治具としての使用。
- 前記ガラスセラミック物品は、酸化物基準で質量%で表現して、以下の成分:
SiO2 50~75、
Al2O3 17~28、および
Li2O 2~6、
を含有することを特徴とする、請求項7記載の使用。 - 前記焼成治具は、1mmから8mmまでの肉厚を有する容器であることを特徴とする、請求項7から8までのいずれか1項記載の使用。
- 前記焼成治具は、1mmから8mmまでの厚さを有する板であることを特徴とする、請求項7から8までのいずれか1項記載の使用。
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