JPH03126505A - セラミックス管の静水圧加圧成形用成形型 - Google Patents
セラミックス管の静水圧加圧成形用成形型Info
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- JPH03126505A JPH03126505A JP26539089A JP26539089A JPH03126505A JP H03126505 A JPH03126505 A JP H03126505A JP 26539089 A JP26539089 A JP 26539089A JP 26539089 A JP26539089 A JP 26539089A JP H03126505 A JPH03126505 A JP H03126505A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明はセラミックス管の静水圧加圧成形用成形型に係
り、更に詳しくは、例えばナトリウム−硫黄電池用に用
いられるベータアルミナ管を静水圧加圧成形するに際し
て特に好適な成形型に関する。
り、更に詳しくは、例えばナトリウム−硫黄電池用に用
いられるベータアルミナ管を静水圧加圧成形するに際し
て特に好適な成形型に関する。
［従来の技術］
セラミックス管を用いる、例えばナトリウム−硫黄電池
は、一方に陰極活物質である溶融金属ナトリウム、他方
には陽極活物質である溶融硫黄を配し、両者をナトリウ
ムイオンに対して選択的な透過性を有するセラミックス
管であるベータアルミナ固体電解質で隔離し、３００〜
３５０℃て作動させる高温二次電池である。
は、一方に陰極活物質である溶融金属ナトリウム、他方
には陽極活物質である溶融硫黄を配し、両者をナトリウ
ムイオンに対して選択的な透過性を有するセラミックス
管であるベータアルミナ固体電解質で隔離し、３００〜
３５０℃て作動させる高温二次電池である。
このようなセラミックス管を用いるナトリウム−硫黄電
池の構成は、例えば第２図に示すように、陽極活物質で
ある溶融硫黄Ｓを含浸したカーボンフェルト等の陽極用
導電材１を収容する円筒状の陽極容器２と、該陽極容器
２の上端部と例えばアルファアルミナ製の絶縁体リング
３を介して連結され、且つ溶融金属ナトリウムＮａを貯
留する陰極容器４と、前記絶縁体リング３の内周部に接
合され、且つナトリウムイオンＮａ”を選択的に透過さ
せる機能を有する有底円筒状のセラミックス管であるベ
ータアルミナ￥ｆ５とからなっている。また、前記陰極
容器４の上蓋６の中央部には陰極容器４を通して下方向
にベータアルミナ管５の底部付近まて延びた陰極管７か
貫通支持されている。
池の構成は、例えば第２図に示すように、陽極活物質で
ある溶融硫黄Ｓを含浸したカーボンフェルト等の陽極用
導電材１を収容する円筒状の陽極容器２と、該陽極容器
２の上端部と例えばアルファアルミナ製の絶縁体リング
３を介して連結され、且つ溶融金属ナトリウムＮａを貯
留する陰極容器４と、前記絶縁体リング３の内周部に接
合され、且つナトリウムイオンＮａ”を選択的に透過さ
せる機能を有する有底円筒状のセラミックス管であるベ
ータアルミナ￥ｆ５とからなっている。また、前記陰極
容器４の上蓋６の中央部には陰極容器４を通して下方向
にベータアルミナ管５の底部付近まて延びた陰極管７か
貫通支持されている。
以上のような構成を有するセラミックス管を用いるナト
リウム−硫黄電池において、放電時には溶融金属ナトリ
ウムは電子を放出してナトリウムイオンとなり、これか
ベータアルミナ固体電解質中を透過して陽極側に移動し
、陽極の硫黄と外部回路を通ってきた電子と反応して多
硫化ナトリウムを生成し、２ｖ程度の電圧を発生する。
リウム−硫黄電池において、放電時には溶融金属ナトリ
ウムは電子を放出してナトリウムイオンとなり、これか
ベータアルミナ固体電解質中を透過して陽極側に移動し
、陽極の硫黄と外部回路を通ってきた電子と反応して多
硫化ナトリウムを生成し、２ｖ程度の電圧を発生する。
充電時には放電とは逆にナトリウム及び硫黄の生成反応
か起こる。
か起こる。
このように、ナトリウム−硫黄電池の性能は、セラミッ
クス管であるベータアルミナ固体電解質管中におけるナ
トリウムイオンの透過能、いわゆるイオン伝導性（電気
伝導度）に依存するものである。
クス管であるベータアルミナ固体電解質管中におけるナ
トリウムイオンの透過能、いわゆるイオン伝導性（電気
伝導度）に依存するものである。
ここて、ベータアルミナはその理論組成Ｎａ２Ｏ・５．
５ＡＩ２０：ｌかられかる通りＮａ２Ｏを含み、これが
ベータアルミナの結晶格子中てＮａ＋どなっており、イ
オン伝導性に寄与している。従ってベータアルミナ管か
雰囲気に露出された場合、Ｎａ”か雰囲気中のヒドロニ
ウムイオン８．０ ”と容易にイオン交換することによ
り、極めて短期間にベータアルミナの表面か変質する。
５ＡＩ２０：ｌかられかる通りＮａ２Ｏを含み、これが
ベータアルミナの結晶格子中てＮａ＋どなっており、イ
オン伝導性に寄与している。従ってベータアルミナ管か
雰囲気に露出された場合、Ｎａ”か雰囲気中のヒドロニ
ウムイオン８．０ ”と容易にイオン交換することによ
り、極めて短期間にベータアルミナの表面か変質する。
しかも、イオン交換したＮａ”が雰囲気中のＣＯ２及び
１１ゝと反応し、ベータアルミナ管表面においてＮａ１
ｌＣ０３やＮａ２ＣＯ３が析出し、ベータアルミナ管の
機械的強度が著しく低下する。このことは、例えば、５
ｏｌｉｄ ５ｔａｔｅ Ｔｏｎｉｃ ９ ＆ １０ （
＋９８：ｌ） ２３１−２：１６頁、およびＭａｔｅｒ
ｉａｌｓ ５ｃｉｅｎｃｅ、 Ｖｏｌ、ＸＩ Ｎｏ、２
（１９８５）５７−６２頁などに記載されている。
１１ゝと反応し、ベータアルミナ管表面においてＮａ１
ｌＣ０３やＮａ２ＣＯ３が析出し、ベータアルミナ管の
機械的強度が著しく低下する。このことは、例えば、５
ｏｌｉｄ ５ｔａｔｅ Ｔｏｎｉｃ ９ ＆ １０ （
＋９８：ｌ） ２３１−２：１６頁、およびＭａｔｅｒ
ｉａｌｓ ５ｃｉｅｎｃｅ、 Ｖｏｌ、ＸＩ Ｎｏ、２
（１９８５）５７−６２頁などに記載されている。
また、ナトリウム−！ｔ４電池の内部抵抗のうち、ベー
タアルミナ管の抵抗が占める割合は約５０％と高く、水
分の吸着、イオン交換によるベータアルミナ管の高抵抗
化は直接電池性能に影響する。
タアルミナ管の抵抗が占める割合は約５０％と高く、水
分の吸着、イオン交換によるベータアルミナ管の高抵抗
化は直接電池性能に影響する。
このような有底円筒状のベータアルミナ管のようなセラ
ミックス管の製造方法としては、従来より一般に、微粉
砕原料によりスラリーを調製し、スプレードライヤー等
て造粒物を作り、その造粒物を、ゴム型を用いて静水圧
加圧成形（ＣＩＰ）いわゆるラバープレス成形により所
定形状に成形し、次いでこれを焼成することによりセラ
ミックス管を製造している。
ミックス管の製造方法としては、従来より一般に、微粉
砕原料によりスラリーを調製し、スプレードライヤー等
て造粒物を作り、その造粒物を、ゴム型を用いて静水圧
加圧成形（ＣＩＰ）いわゆるラバープレス成形により所
定形状に成形し、次いでこれを焼成することによりセラ
ミックス管を製造している。
［発明が解決しようとする課題］
しかしながら、従来、有底円筒状のセラミックス管を静
水圧加圧成形するに際して用いるゴム型としでは管壁部
分と管底部分とが一体化したものか用いられており、こ
れによれば、ベータアルミナ管成形後におけるスプリン
グバックによりしばしばベータアルミナ管成形体の円筒
部と底部との境界部分に破損か生し、成形歩留が低下す
ることか判明した。
水圧加圧成形するに際して用いるゴム型としでは管壁部
分と管底部分とが一体化したものか用いられており、こ
れによれば、ベータアルミナ管成形後におけるスプリン
グバックによりしばしばベータアルミナ管成形体の円筒
部と底部との境界部分に破損か生し、成形歩留が低下す
ることか判明した。
［課題を解決するための手段］
そこで、本発明者は、上記の問題に鑑みて種々検討を行
ない、成形工程における成形歩留を向上させるために、
ゴム型を分割し、かつゴム型と中心金型との間のクリア
ランスを所定とすることか効果的なことを見出し１本発
明に到達したものである。
ない、成形工程における成形歩留を向上させるために、
ゴム型を分割し、かつゴム型と中心金型との間のクリア
ランスを所定とすることか効果的なことを見出し１本発
明に到達したものである。
すなわち、本発明によれば、セラミックス管を静水圧加
圧成形するに際して用いる成形型てあって、管壁成形用
ゴム型と管底成形用ゴム型からなり、該管壁成形用ゴム
型の硬度が該管底成形用ゴム型の硬度と同一かそれより
大きいことを特徴とする静水圧加圧成形用成形型、が提
供される。
圧成形するに際して用いる成形型てあって、管壁成形用
ゴム型と管底成形用ゴム型からなり、該管壁成形用ゴム
型の硬度が該管底成形用ゴム型の硬度と同一かそれより
大きいことを特徴とする静水圧加圧成形用成形型、が提
供される。
また１本発明においては、管底成形用ゴム型と中心金型
間のクリアランスを、管壁成形用ゴム型と中心金型間の
クリアランスと同一かそれより大きく形成すると、成形
体の破損を防止する点からさらに好ましい。
間のクリアランスを、管壁成形用ゴム型と中心金型間の
クリアランスと同一かそれより大きく形成すると、成形
体の破損を防止する点からさらに好ましい。
［作用コ
本発明においては、セラミックス管を静水圧加圧成形す
るに際し、管壁成形用ゴム型と管底成形用ゴム型の二つ
のゴム型からなる成形型を用い、管壁成形用ゴム型の硬
度が管底成形用ゴム型の硬度と同一かそれより大きいこ
とを特徴とする。
るに際し、管壁成形用ゴム型と管底成形用ゴム型の二つ
のゴム型からなる成形型を用い、管壁成形用ゴム型の硬
度が管底成形用ゴム型の硬度と同一かそれより大きいこ
とを特徴とする。
このような成形型を使用して静水圧加圧成形すると、高
い成形歩留を維持しつつ品質の安定したセラミックス管
成形体を作製することができる。
い成形歩留を維持しつつ品質の安定したセラミックス管
成形体を作製することができる。
また、第１図に示すように、管底成形用ゴム型１１と中
心金型（マンドレル）１２との間のクリアランスａを、
管壁成形用ゴム型１３と中心金型１２の間のクリアラン
スｂと同一かそれより大きくすることにより、さらに成
形歩留が向上する。
心金型（マンドレル）１２との間のクリアランスａを、
管壁成形用ゴム型１３と中心金型１２の間のクリアラン
スｂと同一かそれより大きくすることにより、さらに成
形歩留が向上する。
本発明ては、第１図の如く、セラミックス管の管底部１
４か上方に、管の開口部１５が下向きとなるように成形
することか成形体の破損を防止するため、好ましい。従
来においては、管底部１４が下向きで成形しているため
、成形後のスブリンクバックにより、特に成形体に軸方
向の圧縮か生し、成形体の破損か発生し易かったのであ
る。
４か上方に、管の開口部１５が下向きとなるように成形
することか成形体の破損を防止するため、好ましい。従
来においては、管底部１４が下向きで成形しているため
、成形後のスブリンクバックにより、特に成形体に軸方
向の圧縮か生し、成形体の破損か発生し易かったのであ
る。
本発明で使用するゴム型の硬度は、ショア硬度て４０〜
９０°、好ましくは４５〜６０６である。ゴム型の硬度
がショア硬度４０°未満ては、ゴム型に接する造粒粉体
の層か充分に漬れずに造粒粒子の形骸か残り、得られる
セラミックス管成形体か平滑化しにくい。セラミックス
管である、例えばベータアルミナ管成形体が平滑化しな
いと、表面の水分吸着性か上昇し、ベータアルミナ管が
高抵抗化するほか機械的強度か低下する。ゴム型の硬度
がショア硬度９０″を超えると、セラミックス管成形体
が破壊され易くなり成形歩留が低下する。
９０°、好ましくは４５〜６０６である。ゴム型の硬度
がショア硬度４０°未満ては、ゴム型に接する造粒粉体
の層か充分に漬れずに造粒粒子の形骸か残り、得られる
セラミックス管成形体か平滑化しにくい。セラミックス
管である、例えばベータアルミナ管成形体が平滑化しな
いと、表面の水分吸着性か上昇し、ベータアルミナ管が
高抵抗化するほか機械的強度か低下する。ゴム型の硬度
がショア硬度９０″を超えると、セラミックス管成形体
が破壊され易くなり成形歩留が低下する。
更に、管底成形用ゴム型１１と中心金型１２と間のクリ
アランスａを、セラミックス管の管底部１４の厚さＣに
対して１〜４倍、好ましくは２〜３倍とする。このこと
により、成形体管底部１４が緻密に形成され、特に破損
のおそれの高い管底部１４と管壁部１６の接合部分の破
損が防止される。
アランスａを、セラミックス管の管底部１４の厚さＣに
対して１〜４倍、好ましくは２〜３倍とする。このこと
により、成形体管底部１４が緻密に形成され、特に破損
のおそれの高い管底部１４と管壁部１６の接合部分の破
損が防止される。
なお、このような二つのゴム型からなる成形型を用いて
行なう静水圧加圧成形は、本発明では最高加圧成形圧力
を２０００ｋｇｆ／ｃｍ２程度として行なう。
行なう静水圧加圧成形は、本発明では最高加圧成形圧力
を２０００ｋｇｆ／ｃｍ２程度として行なう。
本発明で使用するゴム型の材質としては、特にその種類
は限定されず、例えば天然ゴム、ネオプレン、ウレタン
等が用いられる。
は限定されず、例えば天然ゴム、ネオプレン、ウレタン
等が用いられる。
なお、本発明の静水圧加圧成形用成形型は、特にナトリ
ウム−硫黄電池に用いられるベータアルミナ管を静水圧
加圧成形するのに適したものであるが、これに限られず
、その他アルミナ、ムライト、ジルコニア、シリコンナ
イトライド（窒化珪素）等の分野にも適用できるもので
ある。
ウム−硫黄電池に用いられるベータアルミナ管を静水圧
加圧成形するのに適したものであるが、これに限られず
、その他アルミナ、ムライト、ジルコニア、シリコンナ
イトライド（窒化珪素）等の分野にも適用できるもので
ある。
［実施例］
次に、本発明を実施例に基き更に詳しく説明するが、本
発明はこれらの実施例に限られるものではない。
発明はこれらの実施例に限られるものではない。
（実施例）
スプレードライヤーにより、水分２．４ｗｔ１、平均粒
径７５ｐｍのベータアルミナ造粒粉体を得これを第１図
に示す型式の静水圧加圧成形機により、下記衣１のよう
にゴム型硬度および管底成形用ゴム型とマンドレルのク
リアランスを種々変えて、最高成形圧力２０００ｋｇｆ
／ｃ＋ａ２にてラバープレス成形を行ない、有底円筒状
であって、外径か３３ｍｕ＋φ、長さか３００ｍｍ、管
底肉厚が２．０＋＋ｍ、管壁肉厚が２．０１のベータア
ルミナ管成形体を得た。
径７５ｐｍのベータアルミナ造粒粉体を得これを第１図
に示す型式の静水圧加圧成形機により、下記衣１のよう
にゴム型硬度および管底成形用ゴム型とマンドレルのク
リアランスを種々変えて、最高成形圧力２０００ｋｇｆ
／ｃ＋ａ２にてラバープレス成形を行ない、有底円筒状
であって、外径か３３ｍｕ＋φ、長さか３００ｍｍ、管
底肉厚が２．０＋＋ｍ、管壁肉厚が２．０１のベータア
ルミナ管成形体を得た。
なお、管壁成形用ゴム型とマンドレルのクリアランスは
４．６ｍｍとした。
４．６ｍｍとした。
得られたベータアルミナ管成形体の成形歩留を表１に示
す。
す。
（以下、余白）
表１
表１から明らかなように、管壁成形用ゴム型の硬度が管
底成形用ゴム型の硬度と同一かそれより大きく、管底成
形用ゴム型とマンドレル間のクリアランスな管壁成形用
ゴム型とマンドレルのクリアランスと同一かそれより大
きく形成すると、成形体の破損か防止され、成形歩留か
高くなることかわかる。
底成形用ゴム型の硬度と同一かそれより大きく、管底成
形用ゴム型とマンドレル間のクリアランスな管壁成形用
ゴム型とマンドレルのクリアランスと同一かそれより大
きく形成すると、成形体の破損か防止され、成形歩留か
高くなることかわかる。
［発明の効果コ
以上説明したように、本発明によれば、セラミックス管
を静水圧加圧成形するに際し、管壁成形用ゴム型と管底
成形用ゴム型の二つのゴム型からなる成形型を用い、管
壁成形用ゴム型の硬度な管底成形用ゴム型の硬度と同一
かそれより大きくしたので、成形後のスプリングバック
によってもセラミックス管成形体が破損しないで高い成
形歩留を維持され、しかも品質の安定したセラミックス
管成形体を作製することかてきる。
を静水圧加圧成形するに際し、管壁成形用ゴム型と管底
成形用ゴム型の二つのゴム型からなる成形型を用い、管
壁成形用ゴム型の硬度な管底成形用ゴム型の硬度と同一
かそれより大きくしたので、成形後のスプリングバック
によってもセラミックス管成形体が破損しないで高い成
形歩留を維持され、しかも品質の安定したセラミックス
管成形体を作製することかてきる。
ｉｆ図は本発明の成形型を用いた静水圧加圧成形の一例
を示す断面図、第２図はナトリウム−硫黄電池の断面構
成図である。 １１・・・管底成形用ゴム型、１２・・・中心金型、１
３・・・管壁成形用ゴム型、１４・・・ベータアルミナ
管の管底部、１５・・・ベータアルミナ管の開口部、１
６・・・ベータアルミナ管の管壁部、１７・・・中心金
型固定治具。 第 図
を示す断面図、第２図はナトリウム−硫黄電池の断面構
成図である。 １１・・・管底成形用ゴム型、１２・・・中心金型、１
３・・・管壁成形用ゴム型、１４・・・ベータアルミナ
管の管底部、１５・・・ベータアルミナ管の開口部、１
６・・・ベータアルミナ管の管壁部、１７・・・中心金
型固定治具。 第 図
Claims (2)
- （１）セラミックス管を静水圧加圧成形するに際して用
いる成形型であって、管壁成形用ゴム型と管底成形用ゴ
ム型からなり、該管壁成形用ゴム型の硬度が該管底成形
用ゴム型の硬度と同一かそれより大きいことを特徴とす
る静水圧加圧成形用成形型。 - （２）管底成形用ゴム型と中心金型間のクリアランスが
、管壁成形用ゴム型と中心金型間のクリアランスと同一
かそれより大きい請求項１記載の静水圧加圧成形用成形
型。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1265390A JP2634674B2 (ja) | 1989-10-12 | 1989-10-12 | セラミックス管の静水圧加圧成形用成形型 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1265390A JP2634674B2 (ja) | 1989-10-12 | 1989-10-12 | セラミックス管の静水圧加圧成形用成形型 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03126505A true JPH03126505A (ja) | 1991-05-29 |
| JP2634674B2 JP2634674B2 (ja) | 1997-07-30 |
Family
ID=17416514
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1265390A Expired - Lifetime JP2634674B2 (ja) | 1989-10-12 | 1989-10-12 | セラミックス管の静水圧加圧成形用成形型 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2634674B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN110341034A (zh) * | 2019-08-29 | 2019-10-18 | 济源市东方自动化设备有限公司 | 一种陶瓷管内壁凸沿压制模具组件 |
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1989
- 1989-10-12 JP JP1265390A patent/JP2634674B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| CN110341034B (zh) * | 2019-08-29 | 2024-04-19 | 济源市东方自动化设备有限公司 | 一种陶瓷管内壁凸沿压制模具组件 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2634674B2 (ja) | 1997-07-30 |
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