JPS58109165A - 基材にベ−タアルミナを被覆する方法 - Google Patents
基材にベ−タアルミナを被覆する方法Info
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- JPS58109165A JPS58109165A JP57219363A JP21936382A JPS58109165A JP S58109165 A JPS58109165 A JP S58109165A JP 57219363 A JP57219363 A JP 57219363A JP 21936382 A JP21936382 A JP 21936382A JP S58109165 A JPS58109165 A JP S58109165A
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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】
この発明は基材をベータアルミナで被覆する方法に閤す
る。
る。
発明の背景
ペータアルンナ（β−アル建す）は昔過酸化ナトリクム
のようなアルカリ金Ｉｍ飯化物を含んだアルミナ化合物
である。ナトリウムイオンは約ＳＯＯ″’Ｃにおいて移
動度が高くな）、このことがベータアル叱すを適度な昇
温時の固体電解質として有用なものとなす。β−７′ル
建すは例えけナトリウムイオク蓄電池におけるナトリク
ム膜として使用できる。β−アル宅すの製品は押出、均
圧、及びすベシ鋳造によシ製造される。
のようなアルカリ金Ｉｍ飯化物を含んだアルミナ化合物
である。ナトリウムイオンは約ＳＯＯ″’Ｃにおいて移
動度が高くな）、このことがベータアル叱すを適度な昇
温時の固体電解質として有用なものとなす。β−７′ル
建すは例えけナトリウムイオク蓄電池におけるナトリク
ム膜として使用できる。β−アル宅すの製品は押出、均
圧、及びすベシ鋳造によシ製造される。
β−アル建すの被覆物はゾルーゲルプ胃セス又はβ−ア
ルミナの水性スラリを焼成することによシＩＩＩＩＩＩ
Ｉ＆される。しかし、これらのβ−アル（す被覆物の胸
製法は完全に満足できるものではない。その理由は、ゾ
ルーゲルプロセス祉非常に薄い被膜の製造についてのみ
適幽であシ、スラリプロセスは非常に処理が遅く、基材
を加熱することか必要であシ、このことが基１ｔＫよっ
てはそれを損傷する恐れがあるえめである。プラズマス
プレートーチな使用したβ−アル叱す被覆の形成が試み
られたが、得られ九被膜が非導電性であったため失敗で
あった。
ルミナの水性スラリを焼成することによシＩＩＩＩＩＩ
Ｉ＆される。しかし、これらのβ−アル（す被覆物の胸
製法は完全に満足できるものではない。その理由は、ゾ
ルーゲルプロセス祉非常に薄い被膜の製造についてのみ
適幽であシ、スラリプロセスは非常に処理が遅く、基材
を加熱することか必要であシ、このことが基１ｔＫよっ
てはそれを損傷する恐れがあるえめである。プラズマス
プレートーチな使用したβ−アル叱す被覆の形成が試み
られたが、得られ九被膜が非導電性であったため失敗で
あった。
先行技術
米国特許第＠、２−よ、りｘｉ号はナトリウム蒸気中で
α及びβ−アル建すの混合物をプラズマスプレーするプ
ロセスを開示している。
α及びβ−アル建すの混合物をプラズマスプレーするプ
ロセスを開示している。
米国特許第儒Ｏｔλ１２４号拡ナトリクム塩と混合した
β−アルミナからイオン導電性磁赫を製造する方法を開
示している。
β−アルミナからイオン導電性磁赫を製造する方法を開
示している。
従ってこの発明は、β−アルミナ（仁の明細書で定義し
た）とアルカリ金属の炭酸塩との粉末状拠金物を調製し
、鋏粉末状混合物を溶解させるのに十分な熱源を通して
基材上にスプレーすることをｖＦＩＩｋとする、基材に
ペニタアルンナを被覆する方法に存する。
た）とアルカリ金属の炭酸塩との粉末状拠金物を調製し
、鋏粉末状混合物を溶解させるのに十分な熱源を通して
基材上にスプレーすることをｖＦＩＩｋとする、基材に
ペニタアルンナを被覆する方法に存する。
発明の記載
本発明者らは導電性を維持しながら基材にβ−アル電す
を被覆する方法を見い出した。β−アル建すは好適には
β−アルミナ中に存在するものと同じアルカリ金属の炭
酸塩と混合し、この混合物をＳＳｔさせ、次いで基材に
スプレーする。この発明方法は従前の方法とは＾なシ、
基材を過ｆｆ１Ｋ加熱、す、、ることなく基材にすにや
く被膜を形成することができる。仁の発明による被膜は
所望の犀さにすることができ、内部応力がなく、基材へ
の接着性も優れている。
を被覆する方法を見い出した。β−アル建すは好適には
β−アルミナ中に存在するものと同じアルカリ金属の炭
酸塩と混合し、この混合物をＳＳｔさせ、次いで基材に
スプレーする。この発明方法は従前の方法とは＾なシ、
基材を過ｆｆ１Ｋ加熱、す、、ることなく基材にすにや
く被膜を形成することができる。仁の発明による被膜は
所望の犀さにすることができ、内部応力がなく、基材へ
の接着性も優れている。
この明細書中で１β−アルンナ”の用語はム’２ｏｎ
Ｉ Ｏないしデ３モルパーセント及Ｕ Ｍ ！Ｏｊない
し２０モルパーセント（Ｍはナトリウム、リチウム、カ
リウム、又祉それらの拠金物）の化合物を意味する。β
−，アルミナの化学式はｎＭ、Ｏｓ（／−ｎ）ムｊｚｏ
１ （ｎはｏ、ｏｊないしｏ、Ｊ）で与えることができ
る。β−アルンナの化学量論式はＮａ１Ｑ・／／１１！
０１である。輩がリチウム又はカリウムである場合、β
−アル建すは轟業界で周知な安定剤ガえｉｆ ｌａｇｏ
を含有させることが必要である。上記化学式のβ−アル
擢すで舅がナトリウムであるのが好適であシ、この理由
はこの形態のβ−アル建すが最も広範１１ＫＩＩ！用さ
れているからでるる。
Ｉ Ｏないしデ３モルパーセント及Ｕ Ｍ ！Ｏｊない
し２０モルパーセント（Ｍはナトリウム、リチウム、カ
リウム、又祉それらの拠金物）の化合物を意味する。β
−，アルミナの化学式はｎＭ、Ｏｓ（／−ｎ）ムｊｚｏ
１ （ｎはｏ、ｏｊないしｏ、Ｊ）で与えることができ
る。β−アルンナの化学量論式はＮａ１Ｑ・／／１１！
０１である。輩がリチウム又はカリウムである場合、β
−アル建すは轟業界で周知な安定剤ガえｉｆ ｌａｇｏ
を含有させることが必要である。上記化学式のβ−アル
擢すで舅がナトリウムであるのが好適であシ、この理由
はこの形態のβ−アル建すが最も広範１１ＫＩＩ！用さ
れているからでるる。
この発明のＩＩ＆ｌ工１ｉにおいて、β−アル建すにナ
トリウム、リチウム、カリウム又はそれらの混合物の炭
酸塩を添加混合する。すなわち添加物ＦｉＭ、Ｃｏ、の
化学式をもち、ＭＢβ−アル建す中に存在するものと同
じアルカリ金属が好適である。β−アル建す及び炭酸塩
の拠金物の粒子寸法は約０．／ＩＩ７ｗｘ（１００メツ
シユ）以下とすべきであシ、この粒子寸法より大きい場
合はこの発明の植機プロセスに都合がよくないためであ
る。製造し九β−アルミナ被膜中に十分に炭酸塩が存在
しない場合はその導電性が十分ではなく、且つ炭酸塩が
多過ぎることは必要ではなくβ−アルミナ被膜を汚染す
る。混合物はＭ、Ｃｏ。
トリウム、リチウム、カリウム又はそれらの混合物の炭
酸塩を添加混合する。すなわち添加物ＦｉＭ、Ｃｏ、の
化学式をもち、ＭＢβ−アル建す中に存在するものと同
じアルカリ金属が好適である。β−アル建す及び炭酸塩
の拠金物の粒子寸法は約０．／ＩＩ７ｗｘ（１００メツ
シユ）以下とすべきであシ、この粒子寸法より大きい場
合はこの発明の植機プロセスに都合がよくないためであ
る。製造し九β−アルミナ被膜中に十分に炭酸塩が存在
しない場合はその導電性が十分ではなく、且つ炭酸塩が
多過ぎることは必要ではなくβ−アルミナ被膜を汚染す
る。混合物はＭ、Ｃｏ。
約３ないし約−〇重量係、及びβ−アルミナｇ。
ないし９３重量−からなるべきであシ、好適にはＭ、Ｃ
ｏ、 ！ないし１０重量％及びβ−アルミナ９０ないし
９３重量−である。好適な操作では炭酸塩とβ−アルミ
ナとを混合し、できた塊を粉砕して混合物を篩にかけ、
次いで混合物を１００℃にて１時間乾燥し、被覆プロセ
スの障害となる水を除去する。
ｏ、 ！ないし１０重量％及びβ−アルミナ９０ないし
９３重量−である。好適な操作では炭酸塩とβ−アルミ
ナとを混合し、できた塊を粉砕して混合物を篩にかけ、
次いで混合物を１００℃にて１時間乾燥し、被覆プロセ
スの障害となる水を除去する。
混合物を溶融し基材上にスプレーする横々の方法、例え
ば溶射金属吹付ガン又はプラズマスプレートーチによシ
、混合物を基材上に植種してもよい、プラズマスプレー
トーチはよシ効率的であり、よシ速い速度で混合物を推
進することにより基材により良く付着するため好適であ
る。プラズマスプレートーチの使用において、アーク温
度を部分的に制御するアンペア数は開用する特定の粉末
によシ調節する。温度が低過ぎる場合粉末はトーチ中で
溶解せず、・温度が−過ぎる場合被膜は導電性でなくな
る。プラズマスプレートーチのガス圧及び粉末供給速度
は、トーチのアーク中に粉末の適量が送シ込まれるよう
に調節する。仮にトーチのガス圧が高過ぎた場合粉末は
アーク中で溶解せず、ガス圧が低過ぎた場合粉末はアー
ク中に供給されない。粉末供給速度が低過ぎる場合プラ
ズマスプレートーチは効率的に作動せず基材を過熱して
しまい、粉末供給速度が高過ぎる場合はトーチ中で粉末
全部が溶融せずトーチが詰まってしまう。プラズマスプ
レートーチ作動時には粉末をアーク中に輸送するため、
好適にはアルゴンであるキヤ１： リアガスを必要とする。プラズマスプレートーチにおい
て、粉末の粒子は電気的アークを通過する噴射キャリア
ガスに流入される。この電気アーク通過過程で粒子は溶
融し、次いで基材にぶつかシ付着する。基材は代表的に
はアークから約！ｒ、／ｌｘｈないし約７．４（＄１（
約コないし約３インチ）離して配置する。
ば溶射金属吹付ガン又はプラズマスプレートーチによシ
、混合物を基材上に植種してもよい、プラズマスプレー
トーチはよシ効率的であり、よシ速い速度で混合物を推
進することにより基材により良く付着するため好適であ
る。プラズマスプレートーチの使用において、アーク温
度を部分的に制御するアンペア数は開用する特定の粉末
によシ調節する。温度が低過ぎる場合粉末はトーチ中で
溶解せず、・温度が−過ぎる場合被膜は導電性でなくな
る。プラズマスプレートーチのガス圧及び粉末供給速度
は、トーチのアーク中に粉末の適量が送シ込まれるよう
に調節する。仮にトーチのガス圧が高過ぎた場合粉末は
アーク中で溶解せず、ガス圧が低過ぎた場合粉末はアー
ク中に供給されない。粉末供給速度が低過ぎる場合プラ
ズマスプレートーチは効率的に作動せず基材を過熱して
しまい、粉末供給速度が高過ぎる場合はトーチ中で粉末
全部が溶融せずトーチが詰まってしまう。プラズマスプ
レートーチ作動時には粉末をアーク中に輸送するため、
好適にはアルゴンであるキヤ１： リアガスを必要とする。プラズマスプレートーチにおい
て、粉末の粒子は電気的アークを通過する噴射キャリア
ガスに流入される。この電気アーク通過過程で粒子は溶
融し、次いで基材にぶつかシ付着する。基材は代表的に
はアークから約！ｒ、／ｌｘｈないし約７．４（＄１（
約コないし約３インチ）離して配置する。
この発明方法はシリカガラス、金属、及びプラスチック
を含んだ任意の組成をもつ被覆用基材が使用できる。基
材はほとんどどのような形状も使用でき、その表面はど
んな粉末スプレーの被覆をも受は入れる。被膜はほとん
どどのような厚さでもよいが、非常に被膜が厚い場合そ
の内部応力のため、被膜に亀裂が入るか又は基材から被
膜がはがれることとなる。被膜の厚さは所望によシ磨砕
その他の手法によって均一にすることができる。被覆さ
れた基材は燃料電池、蓄電池、研究室試験用、及び他の
応用に便用できる。
を含んだ任意の組成をもつ被覆用基材が使用できる。基
材はほとんどどのような形状も使用でき、その表面はど
んな粉末スプレーの被覆をも受は入れる。被膜はほとん
どどのような厚さでもよいが、非常に被膜が厚い場合そ
の内部応力のため、被膜に亀裂が入るか又は基材から被
膜がはがれることとなる。被膜の厚さは所望によシ磨砕
その他の手法によって均一にすることができる。被覆さ
れた基材は燃料電池、蓄電池、研究室試験用、及び他の
応用に便用できる。
以下実施例に基づいてこの発明を説明する。
実施例
二種の等級のβ−アルミナ、すなわち粒子寸法規格０．
／ダク箇以上（＋１００）がｌコ優、ｏ、θクダＵ以上
（＋コ００）が６デー、及び０．ＯＱ Ｊ Ｗ以上（＋
３コｊ）がｇ７チである磨砕していない焼成β−アルミ
ナ、及び特定のメツシュ寸法をもたないが個々の結晶寸
法に近い超磨砕β−アルミナを調製した。炭酸ナトリウ
ム組成が混合物のｔ重量％となるように各々の等級のア
ルミナと炭酸ナトリウムとを混合した。次いでプラズマ
スプレートーチ＠ＳＳＯアンペア、アルゴンガス圧ダ、
コ、２ ｋｇ／ｃｍ２ゲージ圧（Ａ Ｏｐｓｉｇ ）及
び混合物供給速度３０で作動させて上記の混合物を基材
上にスプレーした。基材はシリカガラス管であり、離し
て配置し、１分間に１００回転の速度で回転させる。最
初に炭酸ナトリウムと混合しなかつた両等級のβ−アル
ミナも対照としてプラズマスプレーする。炭酸ナトリウ
ムと混合していないβ−アルミナから調叛した被膜は、
磨砕していない焼成β−アルミナについては導電性が全
くなく、趨磨砕したβ−アルミナについては極〈わずか
な導電性しか示さなかつ九。炭酸ナトリウムと混合した
β−アルミナから１１１製した被膜は、磨砕していない
混合物についてはわずかな導電性を示し、超磨砕した混
合物については導電性の劇的な改良がなされた。被膜の
厚さは平均約ｌ／３ミリメータであった。被膜はすべて
機械的に全く堅牢であることがわが″）た。表面にβ−
アルミナ被膜を施した７リカガラスの試験片をダイヤモ
ンドのと切りにより切断したが、切断部分付近にβ−ア
ルミナ被膜の剥離する傾向はみられなかった。インチ長
さの試験片のシリカガラスに偶然亀裂が入ったが、胸囲
のβ−アルミナ層は被覆されたままであった。
／ダク箇以上（＋１００）がｌコ優、ｏ、θクダＵ以上
（＋コ００）が６デー、及び０．ＯＱ Ｊ Ｗ以上（＋
３コｊ）がｇ７チである磨砕していない焼成β−アルミ
ナ、及び特定のメツシュ寸法をもたないが個々の結晶寸
法に近い超磨砕β−アルミナを調製した。炭酸ナトリウ
ム組成が混合物のｔ重量％となるように各々の等級のア
ルミナと炭酸ナトリウムとを混合した。次いでプラズマ
スプレートーチ＠ＳＳＯアンペア、アルゴンガス圧ダ、
コ、２ ｋｇ／ｃｍ２ゲージ圧（Ａ Ｏｐｓｉｇ ）及
び混合物供給速度３０で作動させて上記の混合物を基材
上にスプレーした。基材はシリカガラス管であり、離し
て配置し、１分間に１００回転の速度で回転させる。最
初に炭酸ナトリウムと混合しなかつた両等級のβ−アル
ミナも対照としてプラズマスプレーする。炭酸ナトリウ
ムと混合していないβ−アルミナから調叛した被膜は、
磨砕していない焼成β−アルミナについては導電性が全
くなく、趨磨砕したβ−アルミナについては極〈わずか
な導電性しか示さなかつ九。炭酸ナトリウムと混合した
β−アルミナから１１１製した被膜は、磨砕していない
混合物についてはわずかな導電性を示し、超磨砕した混
合物については導電性の劇的な改良がなされた。被膜の
厚さは平均約ｌ／３ミリメータであった。被膜はすべて
機械的に全く堅牢であることがわが″）た。表面にβ−
アルミナ被膜を施した７リカガラスの試験片をダイヤモ
ンドのと切りにより切断したが、切断部分付近にβ−ア
ルミナ被膜の剥離する傾向はみられなかった。インチ長
さの試験片のシリカガラスに偶然亀裂が入ったが、胸囲
のβ−アルミナ層は被覆されたままであった。
発明の効果
この発明方法によれば導電性を維持しなからβ−アルミ
ナを基材に被覆することができる。
ナを基材に被覆することができる。
またこの°発明方法は従前の方法とは異なり、基材を過
度に加熱すること々〈基材にすばやく被膜を形成するこ
とができる。
度に加熱すること々〈基材にすばやく被膜を形成するこ
とができる。
この発明は４’ｄｌＬ性を維持しながらβ−アルミナを
基材に植機する方法である。粉末状混合物はβ−アルミ
ナ及びアルカリ金属の炭酸塩から合物の溶融・スプレー
にプラズマスプレートーチが使用できる。
基材に植機する方法である。粉末状混合物はβ−アルミ
ナ及びアルカリ金属の炭酸塩から合物の溶融・スプレー
にプラズマスプレートーチが使用できる。
：’ ニア；；。
７，１、
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ｌ ベータアルミナとアルカリ金属の縦酸塩との粉末状
混合物を調製し、腋粉末状混舎物を＊ａさせるに十分な
熱源を通して基材上にスプレーすることを特徴とする、
基材にベータアルミナを被覆する方法。 ２ ベータアルミ１がＭ、ｏ（ｎＦｉＮａ、ＬｉｔＸ及
びそ′れらの混合物）１０ないしツｊ４ルバーセント及
ヒムＪ、Ｏ，！ないし２０モルパーセントの化合物であ
る特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３ 混合物が縦酸塩！ないし一〇重量−及びベータアル
ミナ１０ないし１５重量−からなる特許請求の範１ｉｊ
ｌ／ａ又は第Ｊ項記載の方法。 弘 混合物が炭酸塩３ないし約１０重量−及びベータア
ルミすｔｏないしデ！重量パーセントからなる特許請求
の範囲第３項記載の方法。 よ 混合物の粒子寸法が０．／ ４１ ｔｗｍ 以下
である特許請求の範囲第１項ないし第＃項のいずれかに
記載の方法。 五 混合物がプラズマスプレートーチによシ加熱される
特許請求の範囲第１項ないし第ｊ＠１のいずれかに記載
の方法。 ２ 縦酸塩中のアルカリ金属がベータアルミす中のアル
カリ金属と同じである特許請求の範Ｓ嬉１項ないし第６
項のいずれかに記載の方法。 □
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/331,107 US4395432A (en) | 1981-12-16 | 1981-12-16 | β-Alumina coating |
| US331107 | 1981-12-16 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58109165A true JPS58109165A (ja) | 1983-06-29 |
| JPH0224905B2 JPH0224905B2 (ja) | 1990-05-31 |
Family
ID=23292650
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57219363A Granted JPS58109165A (ja) | 1981-12-16 | 1982-12-16 | 基材にベ−タアルミナを被覆する方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4395432A (ja) |
| JP (1) | JPS58109165A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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