JPH0610113B2 - セラミックス長尺体の製造方法 - Google Patents
セラミックス長尺体の製造方法Info
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- JPH0610113B2 JPH0610113B2 JP1120954A JP12095489A JPH0610113B2 JP H0610113 B2 JPH0610113 B2 JP H0610113B2 JP 1120954 A JP1120954 A JP 1120954A JP 12095489 A JP12095489 A JP 12095489A JP H0610113 B2 JPH0610113 B2 JP H0610113B2
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
- H01M8/12—Fuel cells with solid electrolytes operating at high temperature, e.g. with stabilised ZrO2 electrolyte
- H01M8/1231—Fuel cells with solid electrolytes operating at high temperature, e.g. with stabilised ZrO2 electrolyte with both reactants being gaseous or vaporised
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
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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長尺体の製造方法に関するもので
あり、例えばセラミックスフィルター、セラミックスヒ
ーター、セラミックス窯道具、電極支持部材等に適用可
能である。
あり、例えばセラミックスフィルター、セラミックスヒ
ーター、セラミックス窯道具、電極支持部材等に適用可
能である。
（従来の技術） 従来、真直度が求められるセラミックス長尺品は、その
上部を支持部に引っ掛けて吊して焼成する、いわゆる吊
焼きが一般的であった。
上部を支持部に引っ掛けて吊して焼成する、いわゆる吊
焼きが一般的であった。
（発明が解決しようとする課題） しかし、近年、例えば筒状セラミックスフィルター、筒
状セラミックスヒーター、セラミックス窯道具、電極支
持部材等において、例えば濾過面積、加熱面積、発電面
積等を大きくして、一本当りの性能を向上させたいとい
う要望が高まっている。このためにはセラミックスの長
尺化が必要不可欠である。
状セラミックスヒーター、セラミックス窯道具、電極支
持部材等において、例えば濾過面積、加熱面積、発電面
積等を大きくして、一本当りの性能を向上させたいとい
う要望が高まっている。このためにはセラミックスの長
尺化が必要不可欠である。
しかし、比重の大きいセラミックスでは、長尺になると
自重による引張応力が大きくなることから、吊り焼成時
に破壊するという問題点があった。
自重による引張応力が大きくなることから、吊り焼成時
に破壊するという問題点があった。
本発明の課題は、吊り焼成時に自重による引張応力に起
因する破壊を防止できるようなセラミックス長尺体の製
造方法を提供することである。
因する破壊を防止できるようなセラミックス長尺体の製
造方法を提供することである。
（課題を解決するための手段） 本発明は、セラミックス長尺体の長さ方向を実質的に鉛
直方向と異なる方向に一致させた状態で、前記セラミッ
クス長尺体のセラミックス原料の収縮開始温度以上の予
備焼成温度で前記セラミックス長尺体を予備焼成する工
程と； しかる後に、前記長さ方向を実質的に鉛直方向と一致さ
せた状態で、前記予備焼成温度以上の温度で前記セラミ
ックス長尺体を焼成する工程とを有するセラミックス長
尺体の製造方法に係るものである。
直方向と異なる方向に一致させた状態で、前記セラミッ
クス長尺体のセラミックス原料の収縮開始温度以上の予
備焼成温度で前記セラミックス長尺体を予備焼成する工
程と； しかる後に、前記長さ方向を実質的に鉛直方向と一致さ
せた状態で、前記予備焼成温度以上の温度で前記セラミ
ックス長尺体を焼成する工程とを有するセラミックス長
尺体の製造方法に係るものである。
ここで、予備焼成工程では、セラミックス長尺体の長さ
方向を水平方向に一致させた状態、即ち横置き状態で焼
成することが好ましいが、例えば鉛直方向と一定角度を
なすように斜めに配置して予備焼成することもできる。
方向を水平方向に一致させた状態、即ち横置き状態で焼
成することが好ましいが、例えば鉛直方向と一定角度を
なすように斜めに配置して予備焼成することもできる。
鉛直方向とは、重力のかかる方向をいい、惑星の重量方
向に限られず、宇宙ステーション等で人工的に重力を発
生させた場合の人工重力方向も含む。
向に限られず、宇宙ステーション等で人工的に重力を発
生させた場合の人工重力方向も含む。
（実施例） 第１図（Ａ）はセラミックス長尺体１を横置きで予備焼
成している状態を示す概略側面図、同図（Ｂ）は同じく
正面図、第２図（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）はそれぞれ予備
焼成後のセラミックス長尺体１を本焼成している状態を
示す概略図である。
成している状態を示す概略側面図、同図（Ｂ）は同じく
正面図、第２図（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）はそれぞれ予備
焼成後のセラミックス長尺体１を本焼成している状態を
示す概略図である。
本例においては、まず焼成台３の上に、予備焼成温度で
セラミックス長尺体１と反応しない粉分体より成る敷粉
２を敷き、敷粉２上にセラミックス長尺体１を載置し、
この状態（水平方向に支持した状態）で予備焼成を行
う。この時の温度は、少なくともセラミックス長尺体１
の原料セラミックスが収縮を開始する温度以上に設定す
る。そして、この後に、予備焼成の終ったセラミックス
長尺体１を第２図（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）のいずれかの
方法で吊り焼成した。この時の温度は、予備焼成温度以
上とした。
セラミックス長尺体１と反応しない粉分体より成る敷粉
２を敷き、敷粉２上にセラミックス長尺体１を載置し、
この状態（水平方向に支持した状態）で予備焼成を行
う。この時の温度は、少なくともセラミックス長尺体１
の原料セラミックスが収縮を開始する温度以上に設定す
る。そして、この後に、予備焼成の終ったセラミックス
長尺体１を第２図（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）のいずれかの
方法で吊り焼成した。この時の温度は、予備焼成温度以
上とした。
第２図（Ａ）においては、セラミックス長尺体１の上端
部付近にカラー４を取りつけ、セラミックス長尺体１を
支持部５の貫通孔５ａに通し、カラー４で長尺体１を支
持してある。これにより長尺体１は、自重により鉛直方
向へと吊られる。第２図（Ｂ）の例では、セラミックス
長尺体１の上端部付近に孔７を設け、これに吊り棒６を
差し込み、この吊り棒６を支持部５に引っ掛けてセラミ
ックス長尺体１を吊っている。第２図（Ｃ）の例では、
セラミックス長尺体１の上端にテーパー部８を設け、こ
のテーパー部８を支持部５に引っ掛けてセラミックス長
尺体１を吊っている。
部付近にカラー４を取りつけ、セラミックス長尺体１を
支持部５の貫通孔５ａに通し、カラー４で長尺体１を支
持してある。これにより長尺体１は、自重により鉛直方
向へと吊られる。第２図（Ｂ）の例では、セラミックス
長尺体１の上端部付近に孔７を設け、これに吊り棒６を
差し込み、この吊り棒６を支持部５に引っ掛けてセラミ
ックス長尺体１を吊っている。第２図（Ｃ）の例では、
セラミックス長尺体１の上端にテーパー部８を設け、こ
のテーパー部８を支持部５に引っ掛けてセラミックス長
尺体１を吊っている。
本例では、まず横置きで予備焼成を行ったことが重要で
あり、しかも予備焼成時にセラミックスの収縮開始温度
以上の温度としたことが極めて効果的である。これによ
り、まず吊り焼成に先立って、セラミックス長尺体１の
組織が幾分か収縮し、その熱間強度が向上する。この状
態で、予備焼成温度以上の温度で吊り焼成を行うと、す
でに熱間強度が向上していることから自重による破壊を
防止できると共に、鉛直方向に自重を掛けつつ焼成して
いることから、鉛直方向の真直度が十分得られるもので
ある。
あり、しかも予備焼成時にセラミックスの収縮開始温度
以上の温度としたことが極めて効果的である。これによ
り、まず吊り焼成に先立って、セラミックス長尺体１の
組織が幾分か収縮し、その熱間強度が向上する。この状
態で、予備焼成温度以上の温度で吊り焼成を行うと、す
でに熱間強度が向上していることから自重による破壊を
防止できると共に、鉛直方向に自重を掛けつつ焼成して
いることから、鉛直方向の真直度が十分得られるもので
ある。
そして、仮に予備焼成温度をセラミックス材料の収縮開
始温度より低くすると、予備焼成時にセラミックスの脱
脂のみ行われるので、セラミックス長尺体の長さ寸法を
大きくすると、吊り焼成時に取り扱いのできる程度の強
度が得られない。
始温度より低くすると、予備焼成時にセラミックスの脱
脂のみ行われるので、セラミックス長尺体の長さ寸法を
大きくすると、吊り焼成時に取り扱いのできる程度の強
度が得られない。
また、予備焼成温度をその後の吊り焼成の温度よりも高
くすると、予備焼成時に組織が完全に緻密化してしま
い、その後の吊り焼成によって長さ方向での真直度を矯
正するという効果が得られないので、寸法精度が十分で
はない。
くすると、予備焼成時に組織が完全に緻密化してしま
い、その後の吊り焼成によって長さ方向での真直度を矯
正するという効果が得られないので、寸法精度が十分で
はない。
このように、本実施例では、横置き状態でのセラミック
ス原料の収縮開始温度以上の予備焼成と、予備焼成温度
以上で吊り焼成とを巧みに組み合わせることで、高い真
直性と破壊防止という相反する課題を同時に解決し、ま
た従来よりも長さ寸法の大きい長尺体の製造をも可能と
した。
ス原料の収縮開始温度以上の予備焼成と、予備焼成温度
以上で吊り焼成とを巧みに組み合わせることで、高い真
直性と破壊防止という相反する課題を同時に解決し、ま
た従来よりも長さ寸法の大きい長尺体の製造をも可能と
した。
上記セラミックス長尺体の外周断面は長方形、円形、三
角形等任意の形をとりうる。また、筒状としてもよく、
この内周断面も長方形、円形、三角形等任意の形として
よい。
角形等任意の形をとりうる。また、筒状としてもよく、
この内周断面も長方形、円形、三角形等任意の形として
よい。
本発明をセラミックスヒーターに適用すると、長尺化に
より発熱面積が上昇し、セラミックスフィルターに適用
すると濾過面積、濾過速度を大きくできると共に、濾過
面積を大きくできることからフィルターを緻密化しても
濾過速度が落ちないようにすることができる。
より発熱面積が上昇し、セラミックスフィルターに適用
すると濾過面積、濾過速度を大きくできると共に、濾過
面積を大きくできることからフィルターを緻密化しても
濾過速度が落ちないようにすることができる。
また、本発明により、燃料電池、特にSOFC（個体酸化物
型燃料電池）の電極部材や支持部材を製造すると、電極
部材の長尺化により１本当りの発電量を高めることがで
き、発電量当りの製作コストを低くすることができる。
型燃料電池）の電極部材や支持部材を製造すると、電極
部材の長尺化により１本当りの発電量を高めることがで
き、発電量当りの製作コストを低くすることができる。
本発明により製造されるセラミックス長尺体の材質、寸
法、形状等は種々変更でき、また上記長尺体の成形方法
も、鋳込み法、押し出し法、プレス法等公知の方法をと
りうる。
法、形状等は種々変更でき、また上記長尺体の成形方法
も、鋳込み法、押し出し法、プレス法等公知の方法をと
りうる。
以下、更に具体的な実施例について説明する。
実施例１ 300mm〜2000mmの各長さの20mmのセラミックス棒（ZrO
2製）を押し出し成形し、ZrO2の収縮開始温度以上の表
１に示す予備焼成温度で第１図（Ａ），（Ｂ）に示すよ
うに横置き状態で予備焼成を行った。この後、予備焼成
温度以上の温度であり焼成温度1450℃で、第２図（Ｂ）
に示す孔吊り方法で焼成を行った。吊り用の棒６（第２
図（Ｂ）参照）としては、３mmのアルミナ棒を用い
た。本例では、セラミックス原料であるZrO2の収縮開始
温度は1250℃である。
2製）を押し出し成形し、ZrO2の収縮開始温度以上の表
１に示す予備焼成温度で第１図（Ａ），（Ｂ）に示すよ
うに横置き状態で予備焼成を行った。この後、予備焼成
温度以上の温度であり焼成温度1450℃で、第２図（Ｂ）
に示す孔吊り方法で焼成を行った。吊り用の棒６（第２
図（Ｂ）参照）としては、３mmのアルミナ棒を用い
た。本例では、セラミックス原料であるZrO2の収縮開始
温度は1250℃である。
結果は表１に示した。表中「◎」は吊焼成時に破壊，ク
ラック共に見られなかったこと、「△」は破壊はしない
がクラックが発生したこと、「×」は破壊したこと、
「−」取り扱いできる強度がなかったことを示す。
ラック共に見られなかったこと、「△」は破壊はしない
がクラックが発生したこと、「×」は破壊したこと、
「−」取り扱いできる強度がなかったことを示す。
また、長さ900mmのセラミックス棒について、予備焼成
温度を表１のように設定し、その各々について真直度を
測定した。結果を以下に示す。
温度を表１のように設定し、その各々について真直度を
測定した。結果を以下に示す。
（発明の効果） 本発明に係るセラミックス長尺体の製造方法によれば、
セラミックス原料の収縮開始温度以上の温度で予備焼成
しているので、予備焼成によりセラミックス長尺体の組
織の緻密化が進み、熱間強度が高まる。しかも、実質的
に鉛直方向と異なる方向にセラミックス長尺体の長さ方
向を一致させ、セラミックス原料の収縮開始温度以上の
予備焼成温度で予備焼成しているので、予備焼成時に、
鉛直方向にかかる自重により破壊されることがない。
セラミックス原料の収縮開始温度以上の温度で予備焼成
しているので、予備焼成によりセラミックス長尺体の組
織の緻密化が進み、熱間強度が高まる。しかも、実質的
に鉛直方向と異なる方向にセラミックス長尺体の長さ方
向を一致させ、セラミックス原料の収縮開始温度以上の
予備焼成温度で予備焼成しているので、予備焼成時に、
鉛直方向にかかる自重により破壊されることがない。
しかも、予備焼成後の焼成を、成形体の長さ方向を実質
的に鉛直方向と一致させた状態で焼成を行うので、鉛直
方向にかかる自重によりセラミックス長尺体の鉛直度が
高まり、寸法精度が向上する。なおかつ、予備焼成温度
はこの本焼成時の温度よりも低くしてあるので、予備焼
成時に既にセラミックス長尺体の組織が固くなりすぎ
て、後の本焼成時に長さ方向の芯直度の矯正を行えなく
なるおそれもない。
的に鉛直方向と一致させた状態で焼成を行うので、鉛直
方向にかかる自重によりセラミックス長尺体の鉛直度が
高まり、寸法精度が向上する。なおかつ、予備焼成温度
はこの本焼成時の温度よりも低くしてあるので、予備焼
成時に既にセラミックス長尺体の組織が固くなりすぎ
て、後の本焼成時に長さ方向の芯直度の矯正を行えなく
なるおそれもない。
第１図（Ａ）はセラミックス長尺体を横置きで予備焼成
している状態を示す概略側面図、同図（Ｂ）は同じく正
面図、 第２図（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）はそれぞれ予備焼成後の
セラミックス長尺体を本焼成している状態を示す概略図
である。 １……セラミックス長尺体、４……カラー ６……吊り棒、８……テーパー部
している状態を示す概略側面図、同図（Ｂ）は同じく正
面図、 第２図（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）はそれぞれ予備焼成後の
セラミックス長尺体を本焼成している状態を示す概略図
である。 １……セラミックス長尺体、４……カラー ６……吊り棒、８……テーパー部
Claims (1)
- 【請求項１】セラミックス長尺体の長さ方向を実質的に
鉛直方向と異なる方向に一致させた状態で、前記セラミ
ックス長尺体のセラミックス原料の収縮開始温度以上の
予備焼成温度で前記セラミックス長尺体を予備焼成する
工程と； しかる後に、前記長さ方向を実質的に鉛直方向と一致さ
せた状態で、前記予備焼成温度以上の温度で前記セラミ
ックス長尺体を焼成する工程と を有するセラミックス長尺体の製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1120954A JPH0610113B2 (ja) | 1989-05-15 | 1989-05-15 | セラミックス長尺体の製造方法 |
| US07/520,772 US5064588A (en) | 1989-05-15 | 1990-05-08 | Method of manufacturing elongate ceramic articles |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1120954A JPH0610113B2 (ja) | 1989-05-15 | 1989-05-15 | セラミックス長尺体の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02302372A JPH02302372A (ja) | 1990-12-14 |
| JPH0610113B2 true JPH0610113B2 (ja) | 1994-02-09 |
Family
ID=14799096
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1120954A Expired - Fee Related JPH0610113B2 (ja) | 1989-05-15 | 1989-05-15 | セラミックス長尺体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0610113B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU3171399A (en) | 1998-04-21 | 1999-11-08 | Toto Ltd. | Solid electrolyte fuel cell and method of producing the same |
| JP4859522B2 (ja) * | 2006-05-08 | 2012-01-25 | 三菱重工業株式会社 | 固体電解質型燃料電池及びその製造方法 |
-
1989
- 1989-05-15 JP JP1120954A patent/JPH0610113B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02302372A (ja) | 1990-12-14 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |