JPH11314967A - 蛍石型セラミック材料 - Google Patents

蛍石型セラミック材料

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 蛍石型セラミック材料を提供する。 【解決手段】 一般式 【化１】 （式中、x ≦１、y ≦１および−１＜δ＜１であり、A
は、Ti、Zr、Hf、CeおよびThからなる群から選択される
一種またはそれ以上の金属またはその混合物であり、B
は、第２ａ族、第３ｂ族およびランタノイド類の金属か
らなる群から選択される少なくとも二種の金属である）
を有するセラミック材料。

Description

【発明の詳細な説明】
本発明は、セラミック材料、特に酸素および酸素含有ガ
ス混合物を分離するために有用な膜および燃料電池およ
び電気化学的反応器の電解質のための、イオンおよび／
または電気伝導性セラミック生成物の製造に使用するた
めの蛍石(fluorite)型セラミック材料に関する。
【０００１】酸素透過膜に使用するための蛍石型セラミ
ック材料は、以下の一般式
【０００２】
【化２】
【０００３】（式中、x ≦１およびy ≦１および−１＜
δ＜１であり、そしてA は、Ti、Zr、Hf、CeおよびThか
らなる群から選択される一種またはそれ以上の金属であ
り、B は、Smと、第２ａ族および第３ｂ族およびその他
のランタノイド類からなる群から選択される少なくとも
一種の金属である）を有している。
【０００４】伝統的な酸素導体のためのセラミック材料
は、Y 、MgおよびCaのような金属でドープされたジルコ
ニアを基材としている。
【０００５】その他のセラミック酸素導体は、Y 、Smお
よびGdのような金属でドープされたセリアを基材として
いる。これらの材料は、酸素分圧に応じて混合されたイ
オンおよび電気伝導性を示す。セリアベースの材料は、
１０００℃未満の温度でジルコニアベースの材料と比較
して、より高い伝導性を有しており、このことは、セリ
アベースのセラミックの市販の酸素分離、燃料電池用途
および触媒のための可能性を構成している。しかしなが
ら、純粋なセリアおよび純粋なドーパントの価格は、よ
り広範な商品化に対しては法外である。さらに、代表的
に使用される純粋な混合酸化物は、非常に処理しにくく
そして緻密なセラミック成分に焼結するのが非常に困難
である。
【０００６】本発明は、高温または中間温度で高い酸素
イオン伝導性または混合酸素イオン伝導性および電気伝
導性を備えた蛍石構造を有する新規のセラミック材料を
提供する。
【０００７】本発明によれば、この新規の材料は、以下
の一般式
【０００８】
【化３】
【０００９】（式中、x ≦１、y ≦１および−１＜δ＜
１であり、そしてA は、Ti、Zr、Hf、CeおよびThからな
る群から選択される一種またはそれ以上の金属であり、
B は、第２ａ族、第３ｂ族およびその他のランタノイド
類からなる群から選択される少なくとも二種の金属であ
る）を有している。
【００１０】Ce含有蛍石は、部分的に精製されたバスト
ネス石(bastnasite)鉱物を基材とする安価なCe濃縮物で
純粋なCe原料を置き換えることによって製造される。一
般式においてB で示される純粋なドーパントの価格は、
より広範な商品化に対して法外なので、これらの成分
は、本発明によれば、純粋でない部分的に精製されたS
m、GdおよびY を含有する混合酸化物で置き換えられ
る。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 一般式 【化１】 （式中、x ≦１、y ≦１および−１＜δ＜１であり、A
    は、Ti、Zr、Hf、CeおよびThからなる群から選択される
    一種またはそれ以上の金属またはその混合物であり、B
    は、第２ａ族、第３ｂ族およびランタノイド類の金属か
    らなる群から選択される少なくとも二種の金属である）
    を有するセラミック材料。
  2. 【請求項２】 A が、バストネス石鉱物のCe濃縮物を含
    有する請求項１に記載のセラミック材料。
  3. 【請求項３】 B が、Sm、GdおよびY の混合酸化物を含
    有する請求項１または２に記載のセラミック材料。
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