NO150796B - Fremgangsmaate for fremstilling av komponenter av alkalimetalloksyd-beta-aluminiumoksyd - Google Patents

Fremgangsmaate for fremstilling av komponenter av alkalimetalloksyd-beta-aluminiumoksyd Download PDF

Info

Publication number
NO150796B
NO150796B NO821726A NO821726A NO150796B NO 150796 B NO150796 B NO 150796B NO 821726 A NO821726 A NO 821726A NO 821726 A NO821726 A NO 821726A NO 150796 B NO150796 B NO 150796B
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
compound
stated
sintering
glass
parts
Prior art date
Application number
NO821726A
Other languages
English (en)
Other versions
NO821726L (no
NO150796C (no
Inventor
Gerard Desplanches
Jean-Pierre Dumas
Original Assignee
Comp Generale Electricite
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Comp Generale Electricite filed Critical Comp Generale Electricite
Publication of NO821726L publication Critical patent/NO821726L/no
Publication of NO150796B publication Critical patent/NO150796B/no
Publication of NO150796C publication Critical patent/NO150796C/no

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/009After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone characterised by the material treated
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/10Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on aluminium oxide
    • C04B35/111Fine ceramics
    • C04B35/113Fine ceramics based on beta-aluminium oxide
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/45Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
    • C04B41/50Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials
    • C04B41/5022Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials with vitreous materials
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/80After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone of only ceramics
    • C04B41/81Coating or impregnation
    • C04B41/85Coating or impregnation with inorganic materials
    • C04B41/86Glazes; Cold glazes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/36Accumulators not provided for in groups H01M10/05-H01M10/34
    • H01M10/39Accumulators not provided for in groups H01M10/05-H01M10/34 working at high temperature
    • H01M10/3909Sodium-sulfur cells
    • H01M10/3918Sodium-sulfur cells characterised by the electrolyte
    • H01M10/3927Several layers of electrolyte or coatings containing electrolyte
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for fremstilling av deler av alkalimetalloksyd-£-aluminiumoksyd, særlig for elektrokjemiske natrium/svovel-celler.
Det er kjent at sådanne materialer og særlig natriumoksyd-J> -aluminiumoksyd for nærværende i stor utstrekning anvendes som fast elektrolytt i natrium/svovel-celler.
Det- erindres kort om at en fremgangsmåte for fremstilling av sådanne deler, f.eks. rør, går ut på å utføre følgende prosesstrinn i rekkefølge: aluminiumoksydpulver og pulver av natriumkarbonat blandes intimt til det oppnås et forut bestemt mengdeforhold Al203/Na20,
den intime blanding varmes opp i åpen digel,
den oppvarmede blanding tillates fri avkjøling,
det således frembragte pulver knuses,
delene tildannes til ønsket form,
de formede deler sintres.
Denne sintring finner sted i et sintringskammer som opp-varmes til en temperatur omkring 1600-1700°C, idet tem-peraturen bibeholdes fra 30 minutter til 4 timer.
I elektriske celler som benytter faste elektrolytter frem-stilt av alkalimetalloksyd-^»-aluminiumoksyd av vanlige sammensetninger, viser det seg imidlertid etter et visst antall ladninger og utladninger, at den teoretiske strøm-verdi ved gjenoppladning av cellen blir større enn den på-krevede strømverdi.
Dette innebærer Faradey-tap ved elektronledning i elektro-lytten og er et varsel om at vedkommende celle bør tas ut av drift.
Foreliggende oppfinnelse gjør det mulig å overvinne sådanne ulemper.
Oppfinnelsen gjelder således en fremgangsmåte for fremstilling av deler av alkalimetalloksyd-^ -aluminiumoksyd med utførelse av følgende prosesstrinn i rekkefølge: A) Pulver av aluminiumoksyd og pulver av natriumkarbonat blandes intimt til en blanding hvor mengdeforholdet Al202/Na20 ligger mellom 5 og 11,
B) denne intime blanding varmes opp i åpen digel,
C) den oppvarmede blanding tillates fri avkjøling,
D) det således frembragte pulver knuses,
E) delene tildannes i ønsket form,
F) de formede deler innføres i et sintringskammer,
og
G) komponentene sintres i kammeret,
idet fremgangsmåten har som særtrekk at sintringskammeret tilføres minst en forbindelse som spaltes under sintringen og på .minst en av delenes veggflater danner et tynt glass-sjikt som oppviser høy ionisk ledningsevne for natriumioner .
Oppfinnelsen vil nå bli nærmere beskrevet ved hjelp av noen utførelseseksempler.
Til å begynne med dannes en intim blanding av y> -aluminiumoksydpulver og natriumkarbonat i et sådant mengdeforhold mellom bestanddelene at det oppnås alkalimetalloksyd-£ - aluminiumoksyd med et forhold AlC>202/Na20 mellom 5
og 11.
I denne blanding kan det også med fordel inngå litiumkar-bonat og/eller magnesiumoksyd på kjent måte.
En sådan blanding anbringes i en åpen digel, således at den reaksjon som opptrer finner sted i uavgrenset atmos-fære.
Digelen anbringes i en varmeovn som bringes til en temperatur mellom 1150 og 1300°C, f.eks. 1200°C og holdes i dette temperaturområde i 1 til 5 timer.
Etter denne oppvarming tilltes blandingen fri avkjøling i digelen. Det natriumoksyd-£ -aluminiumoksyd som oppnås på denne måte knuses til et fint pulver.
Derpå utformes vedkommende deler til ønsket form, særlig som rør, og dette utføres f.eks. ved isostatisk sammen-trykning .
Derpå utføres en sintring av delene, hvilket i henhold til oppfinnelsen finner sted på følgende måte.
De ferdig formede deler anbringes i et sintringskammer som føres inn i en varmeovn.
Under denne sintring påføres i det minste på den side av delen som er tenkt å være i kontakt med natrium i en elek-trokjemisk celle av natrium/svoveltype, eller eventuelt på begge sider av delen, et tynt glassjikt hvis tykkelse er av størrelsesorden noen mikrometer, f.eks. mellom 1 og 20 ,um.
I henhold til forskjellige utførelsesvarianter av oppfinnelsen kan et sådant glass ha en molarformel 33 Na20, 67 B203, eller 27,5 Na20, 27,5 B203, 45 Si02,
eller også 12,5 NaO, 75 B203, 12,5 A1203, og det oppviser da en god ioneledningsevne for natriumioner.
Med det formål å påføre et sådant belegg, innføres i sintringskammeret en bæregass som inneholder bestanddelene av nevnte glass, sammen med oksygen.
Glassets alkaliske bestanddel, nemlig Na203 i de ovenfor angitte utførelseseksempler, avgis imidlertid vanlig-vis direkte fra de deler som sintres.
Det samme kan være tilfellet for A1203 når glasset om-fatter en sådan bestanddel. I dette tilfellet kan imidlertid også, f.eks. A1C13 innføres i sintringskammeret sammen med oksygen.
For å frembringe bestanddelen B203, kan det sammen med oksygen tilføres en boran slik som BH3, eller et bor-halogenid, slik som f.eks. BC13 eller BBr3.
For å oppnå bestanddelen Si02 kan det sammen med oksygen innføres silan slik som SiH^ eller en silisiumhalogenid slik som f.eks. SiCl. eller SiHCl...
4 3
Den forbindelse som tilføres kan være iblandet en inert gass, slik som argon eller helium.
For å påføre et belegg av f.eks. Na20. B203 innfør-
es i sintringskammeret under sintringsprosessen et bor-halogenid (BC13 eller BBr3) sammen med oksygen, idet vedkommende forbindelse kan være utspedd i en inert gass, slik som argon eller helium, og prosessen finner sted en forut bestemt tid og med en forut bestemt tilførsel av gass, som er fastlagt for å oppnå et belegg med gitt
tykkelse. Det bør bemerkes at i det tilfellet natrium inngår i glassets sammensetning, tilføres dette utelukk-ende fra det natriumoksyd-^ -aluminiumoksyd som utgjør vedkommende deler som skal fremstilles.
En utførelsesvariant går ut på at det på bunnen av sintringskammeret før dette innføres i ovnen anbringes et fast produkt som spaltes under sintringsprosessen og derved danner det tilsiktede glassjikt.
Således kan f.eks. en fastlagt mengde boraks anbringes i kammeret for å danne et glassbelegg Na^O. B2°3"
Det skal nå angis noen konkrete eksempler på hvorledes oppfinnelsens fremgangsmåte kan utføres i praksis.
EKSEMPEL 1
I et sintringskammer som inneholder et rør med total vegg-overflate på 660 cm 2ble det ved sintringstemperatur innført 330 cm BCl, utspedd i 8500 cm<3> oksygen med en total gasstilførsel på 8830 cm i løpet av 20 minutter. Det belegg som derved ble oppnådd oppviste en tykkelse på omtrent 2^um.
EKSEMPEL 2
I et sintringskammer som inneholdt samme rør som angitt ovenfor, ble det innført 0,5 g dehydratisert boraks.
Det belegg som ble oppnådd på denne måte oppviste en tykkelse på omtrent 10^,um.
Delene av fast elektrolytt i henhold til oppfinnelsen oppviste en levetid meget lenger enn levetiden for de natrium/svovel-celler hvor delene ble anvendt.
For å gi et begrep om den oppnådde forbedring kan det
angis at en natrium/svovel-celle som benytter en elektro-
lytt av natriumoksyd-£ -aluminiumoksyd av vanlig type,
viser seg å være utbrukt etter 7 dager med perioder av kraftige oppladnnger og utladninger.
I motsetnng til dette, oppviser celler med elektrolytter
dekket av et tynt glassbelegg i henhold til oppfinnelsen uforandrede driftsegenskaper etter 10 døgns drift av samme art som angitt ovenfor.
Oppfinnelsen kan med fordel utnyttes ved natrium/svovel-
celler for elektrisk trekkraft.

Claims (12)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av deler av alkalimetalloksyd-^ -aluminiumoksyd med følgende prosesstrinn i rekkefølge: A) Pulver av aluminiumoksyd og pulver av natriumkarbonat blandes intimt til en blanding hvor mengdeforholdet Al2O3/Na20 ligger mellom 5 og 11, B) denne intime blanding varmes opp i åpen digel,C) den oppvarmede blanding tillates fri avkjøling, D) det således frembragte pulver knuses, E) delene tildannes til ønsket form, F) de formede deler innføres i et sintringskammer, og G) komponentene sintres. i kammeret, karakterisert ved at sintringskammeret tilføres minst en forbindelse som spaltes under sintringen og på minst en av delenes veggflater danner et tynt glass-sjikt som oppviser høy ionisk ledningsevne for natriumioner.
2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at nevnte forbindelse føres inn i sintringskammeret i gassform sammen med oksygen under sintringsprosessen i løpet av en fastlagt tid og med mengdestrøm i samsvar med den sjikttykkelse som ønskes oppnådd.
3. Fremgangsmåte som angitt i krav 2, karakterisert ved at det glassjikt som av-settes oppviser et valgt molærforhold med følgende mate-rialsammensetninger:
4. Fremgangsmåte som angitt i krav 3, karakterisert ved at bestanddelen Na20 i glasset tilføres fra selve det anvendte alkalimetalloksyd-£ -aluminiumoksyd.
5. Fremgangsmåte som angitt i krav 3 eller 4, karakterisert ved at bestanddelen B203 i glasset oppnås ved at det sammen med oksygenet tilføres en forbindelse valgt blant boraner og borhalogenider.
6. Fremgangsmåte som angitt i krav 3-5, karakterisert ved at bestanddelen A1203 i glasset tilføres fra selve det foreliggende alkalimetalloksyd-^ -aluminiumoksyd i delene.
7. Fremgangsmåte som angitt i krav 3-5, karakterisert ved at bestanddelen A1203 i glasset tilføres fra det foreliggende alkalimetalloksyd-^) -aluminiumoksyd samt ved tilførsel av AlCl^ sammen med oksygenet.
8. Fremgangsmåte som angitt i krav 3-5, karakterisert ved at bestanddelen Si02 oppnås ved at det sammen med oksygenet tilføres en forbindelse valgt blant silaner og silisiumhalogenider.
9. Fremgangsmåte som angitt i krav 5, 7 og 8, karakterisert ved at den tilførte forbindelse utspedes i en inert gass.
10. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at nevnte forbindelse anbringes i sintringskammeret forut for sintringsprosessen i fast form og forut fastlagt mengde i samsvar med den ønskedes tykkelse av glassjiktet.
11. Fremgangsmåte som angitt i krav 10, karakterisert ved at det for å frembringe nevnte forbindelse i det minste anvendes boraks.
12. Fremgangsmåte som angitt i krav 1-11, karakterisert ved at glassjiktet gis en tykkelse mellom 1 og 20^,um.
NO821726A 1981-05-27 1982-05-25 Fremgangsmaate for fremstilling av komponenter av alkalimetalloksyd-beta-aluminiumoksyd NO150796C (no)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR8110614A FR2506754A1 (fr) 1981-05-27 1981-05-27 Procede de preparation de pieces en alumine beta-alcaline notamment pour generateurs electrochimiques sodium-soufre

Publications (3)

Publication Number Publication Date
NO821726L NO821726L (no) 1982-11-29
NO150796B true NO150796B (no) 1984-09-10
NO150796C NO150796C (no) 1984-12-27

Family

ID=9258961

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO821726A NO150796C (no) 1981-05-27 1982-05-25 Fremgangsmaate for fremstilling av komponenter av alkalimetalloksyd-beta-aluminiumoksyd

Country Status (8)

Country Link
EP (1) EP0066746B1 (no)
JP (1) JPS57205974A (no)
AT (1) ATE16003T1 (no)
CA (1) CA1177113A (no)
DE (1) DE3266773D1 (no)
DK (1) DK238082A (no)
FR (1) FR2506754A1 (no)
NO (1) NO150796C (no)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5059497A (en) * 1990-04-20 1991-10-22 Hughes Aircraft Company Composite ion-conductive electrolyte member
DE19621413A1 (de) * 1996-05-28 1997-12-04 Max Planck Gesellschaft Flüssigkeitsphasensinterprozess für Aluminat-Keramiken

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1137080A (en) * 1965-10-22 1968-12-18 Ford Motor Co Solid electrolytes
FR1491674A (fr) * 1965-10-22 1967-08-11 Ford France Procédé électrochimique de production d'énergie électrique et accumulateur secondaire pour sa mise en oeuvre
US4021255A (en) * 1972-01-31 1977-05-03 Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho Sintered beta-alumina article permeable to sodium and potassium ions and methods for producing same
FR2304587A1 (fr) * 1975-03-20 1976-10-15 Comp Generale Electricite Procede de preparation de pieces en alumine beta alcaline
JPS5213319A (en) * 1975-07-23 1977-02-01 Fuji Photo Film Co Ltd Single lens reflex camera with date recording device
US4190500A (en) * 1978-06-19 1980-02-26 E. I. Du Pont De Nemours And Company Sodium ion conducting sodium aluminum borate glasses
IT1147336B (it) * 1979-04-23 1986-11-19 Gen Electric Oggetti composti di beta-allumina,di prevalenza beta"-allumina e metodo per produrre tali oggetti
EP0046357B1 (en) * 1980-08-19 1984-05-09 Chloride Silent Power Limited Solid electrolyte material incorporating beta-alumina ceramic, its manufacture and sodium-sulphur cells and other energy conversion devices utilising such material

Also Published As

Publication number Publication date
FR2506754B1 (no) 1983-09-30
JPS57205974A (en) 1982-12-17
FR2506754A1 (fr) 1982-12-03
NO821726L (no) 1982-11-29
DK238082A (da) 1982-11-28
EP0066746B1 (fr) 1985-10-09
ATE16003T1 (de) 1985-10-15
DE3266773D1 (en) 1985-11-14
NO150796C (no) 1984-12-27
EP0066746A1 (fr) 1982-12-15
CA1177113A (fr) 1984-10-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6828263B2 (en) High temperature sealing material
Baldwin et al. Halide glasses
US8563453B2 (en) High zirconia fused cast refractory
JPWO2013031508A1 (ja) リチウムイオン伝導性ガラスセラミックスおよびその製造方法
US4184015A (en) Amorphous cationic conductors
US4190500A (en) Sodium ion conducting sodium aluminum borate glasses
US11691920B2 (en) High alumina fused cast refractory and method of producing same
Goel et al. Sintering behavior of lanthanide-containing glass-ceramic sealants for solid oxide fuel cells
US3615758A (en) Devitrifiable glasses and to glass-ceramics
NO150796B (no) Fremgangsmaate for fremstilling av komponenter av alkalimetalloksyd-beta-aluminiumoksyd
US3704146A (en) Ceramic whiteware compositions comprising a borate flux
HU224060B1 (hu) Eljárás kovasavtartalmú, tűzálló massza előállítására
US2030390A (en) Glass
Robinson et al. Subsolidus Relations in the System SiO2—Al2O3—P2O5
US2937100A (en) Glass compositions and glass-to-metal seals
US1968854A (en) Gaseous electric discharge device
Manthina et al. Silica‐free sealing glass for sodium‐beta alumina battery
US4226629A (en) Electrofusion method of producing boron aluminum oxide refractory
WO1985001934A1 (fr) Verre possedant une conductivite du type anionique obtenue a l&#39;aide de fluor
KR102009796B1 (ko) 밀폐 유리 조성물 및 제품
Hordieiev et al. Glass formation and properties of glasses in the system SrO–B2O3–SiO2–xAl2O3 (x= 0; 10 mol.%)
Hu et al. Short range order structrures of lithium oxy-thiosilicophosphate glasses
US2030389A (en) Sodium resistant glass
Subasri Low temperature synthesis of sodium aluminosilicate glass-NaAlSi3O8
CA1193621A (en) Sodium ion conducting glasses and batteries embodying such glasses