JPH054943B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH054943B2 JPH054943B2 JP61251202A JP25120286A JPH054943B2 JP H054943 B2 JPH054943 B2 JP H054943B2 JP 61251202 A JP61251202 A JP 61251202A JP 25120286 A JP25120286 A JP 25120286A JP H054943 B2 JPH054943 B2 JP H054943B2
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- JP
- Japan
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- powder
- compact
- sintering
- sintered
- container
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Description
〔発明の属する技術分野〕
この発明は、核融合炉のブランケツト材等に用
いられる酸化リチウム焼結体の製造方法に関す
る。 〔従来技術と問題点〕 核融合炉のブランケツト材の有力な候補である
酸化リチウム（以下の本文ではLi2Ｏとする）は、
通常Li2Ｏの粉末を加圧成形し、それを焼結する
ことによつて得られる。そして、トリチウムの増
殖作用を高める観点からはLi2Ｏ焼結体はできる
限り密度が高く、表面の清浄性（着色、汚損、不
純物の付着などがないこと）に優れたものが要求
される。従来、検討されているLi2Ｏ圧粉体の焼
結方法の特徴と、その問題点などは以下の通りで
ある。 (1) Li2Ｏ圧粉体をアルミナ基板などの上に載置
し、これをアルゴンガス雰囲気中で900°〜1200
℃の温度で１〜４時間焼結する方法（焼結条件
は以下全て同様とする）：この方法は簡便であ
るが、焼結密度の上昇が少なく、かつガス雰囲
気中の不純物などの付着により焼結体の表面が
変色しやすいという問題がある。 (2) 真空中（10-4〜10-6torr）で焼結を行う方
法：この方法によれば高い焼結密度が得られ、
表面の清浄性も向上する。しかし、真空中であ
るとLi2Ｏ圧粉体のLiが蒸発して重量減が生ず
るとともに、Li2Ｏに含有される水酸化リチウ
ム（LiOH）、炭酸リチウム（Li2CO3などが揮
発して炉内を汚染するという欠点がある。ま
た、この方法は量産性の面で劣つている。 (3) 白金（Pt）、タンタル（Ta）、ニツケル
（Ni）、モリブデン（Mo）、タングステン（Ｗ）
の容器にLi2Ｏ圧粉体を収容し、これを密閉状
態にしてアルゴンガスもしくは真空雰囲気で焼
結する方法：Pt，Ta容器を用い、密閉状態が
完全であるならば、良好なLi2Ｏ焼結体を得る
ことができる。しかし、ともに高価な材料であ
り、容器の製作費も高くて経済的に劣ることか
つTaはLi2Ｏ中にごくわずかに含有される
LiOH，Li2CO3によつて激しい腐食をうけ容器
を繰返し使用することは不可能である。Ni，
Mo，ＷはPt，Taより安価であるが、それぞれ
Li2Ｏと反応を起こし、清浄な表面を有する焼
結体を得ることは困難である。 (4) Pt，Taの箔でLi2Ｏ圧粉体を完全に覆い、そ
れを密閉状態の容器に収容して焼結する方法：
この方法によれば極めて良好な特性を有する
Li2Ｏ焼結体が得られる。しかし、前項(3)と同
様の欠点を有し、さらに異形の圧粉体ではこの
方法の採用が困難である。 〔発明の目的〕 この発明は、核融合炉のブランケツト材として
必要とされる焼結密度と表面性状を容易に得るこ
とができ、量産性、経済性に優れたLi2Ｏ焼結体
の製造方法を提供することを目的とする。 〔発明の要点〕 以上の目的は、金属もしくはセラミツク製の容
器を使用し、該容器中にリチウムアルミネート粉
末（LiAlO2）でLi2Ｏ圧粉体を埋設し、不活性ガ
スもしくは真空中にて焼結することにより達成さ
れる。 本発明者らは、Li2Ｏ焼結体の表面に発生する
着色、汚点、重金属の付着などは、雰囲気ガス中
の不純物およびLi2Ｏ圧粉体に微量含有される
LiOH，Li2CO3の浸み出しなどが、その原因にな
るものと考えた。そして、Pt，Ta箔でLi2Ｏ圧粉
体を完全に覆つて焼結した場合、良好な表面性状
をもつ焼結体になるのは、これら箔の存在で雰囲
気ガス中の不純物と圧粉体の反応が防止され、か
つPtとTaがLiON，Li2CO3を吸収するためであ
ろうと判断した。しかし、PtとTaを用いた場合
は前述の欠点を有している。そこで、発明者らは
Li2Ｏ圧粉体と雰囲気ガスとの反応を防止でき、
かつLiOH，Li2CO3を吸収できる微細な粉末を用
い、この粉末中にLi2Ｏを埋設して焼結すれば、
本発明の目的を達成できるのではないかと発想
し、この粉末としてLiAlO2を選定することによ
り本発明を完結することができた。 〔発明の実施例〕 以下に実施例に基づき本発明を詳細に説明す
る。市販のLi2Ｏ粉末を、圧力5t／cm2で形状49mm
×49mm×25mm厚の圧粉体に成形した。この圧粉体
の理論密度比は73％であつた。Li2Ｏ圧粉体の焼
結は第１図の状態にて行つた。第１図は、Li2Ｏ
圧粉体１を板厚0.5mmのSUS304ステンレスを用い
て製作した容器２に収容し、その周囲を炭酸塩混
合法で作成した平均粒径0.9μmのLiAlO2粉末３で
満たし、さらにっす304ステンス製の蓋４で密閉
した状態を示している。この後、第１図の状態の
容器を焼結炉に配設し、アルゴンガス中で1200℃
×2Hの条件で焼結を行つた。 本発明の方法に対する比較例としては、Li2Ｏ
圧粉体をアルミナ基板上に直置きし、それを炉内
に配設して前記と同様の条件で焼結するものと、
Li2Ｏ圧粉体を厚さ0.1mmのTa箔で完全に覆いを
行い、それをTa容器に収容して焼結するものの
二つについて実験を行つた。 以上の実験結果を整理すると第１表のようにな
る。第１表より、Li2Ｏ焼結体の理論密度比すな
わち焼結性は圧粉体をTa箔で覆つた場合が最も
優れているが、LiAlO2粉末で埋設して焼結した
場合でもその理論密度比は86％となり、取扱上お
よびトリチウムの増殖効率の観点からも問題のな
い値であつた。焼結体の表面性状においては、ア
ルミナ基板上に直置きして焼結した場合は満足す
る結果は得られないが、他の二つの方法では清浄
な表
いられる酸化リチウム焼結体の製造方法に関す
る。 〔従来技術と問題点〕 核融合炉のブランケツト材の有力な候補である
酸化リチウム（以下の本文ではLi2Ｏとする）は、
通常Li2Ｏの粉末を加圧成形し、それを焼結する
ことによつて得られる。そして、トリチウムの増
殖作用を高める観点からはLi2Ｏ焼結体はできる
限り密度が高く、表面の清浄性（着色、汚損、不
純物の付着などがないこと）に優れたものが要求
される。従来、検討されているLi2Ｏ圧粉体の焼
結方法の特徴と、その問題点などは以下の通りで
ある。 (1) Li2Ｏ圧粉体をアルミナ基板などの上に載置
し、これをアルゴンガス雰囲気中で900°〜1200
℃の温度で１〜４時間焼結する方法（焼結条件
は以下全て同様とする）：この方法は簡便であ
るが、焼結密度の上昇が少なく、かつガス雰囲
気中の不純物などの付着により焼結体の表面が
変色しやすいという問題がある。 (2) 真空中（10-4〜10-6torr）で焼結を行う方
法：この方法によれば高い焼結密度が得られ、
表面の清浄性も向上する。しかし、真空中であ
るとLi2Ｏ圧粉体のLiが蒸発して重量減が生ず
るとともに、Li2Ｏに含有される水酸化リチウ
ム（LiOH）、炭酸リチウム（Li2CO3などが揮
発して炉内を汚染するという欠点がある。ま
た、この方法は量産性の面で劣つている。 (3) 白金（Pt）、タンタル（Ta）、ニツケル
（Ni）、モリブデン（Mo）、タングステン（Ｗ）
の容器にLi2Ｏ圧粉体を収容し、これを密閉状
態にしてアルゴンガスもしくは真空雰囲気で焼
結する方法：Pt，Ta容器を用い、密閉状態が
完全であるならば、良好なLi2Ｏ焼結体を得る
ことができる。しかし、ともに高価な材料であ
り、容器の製作費も高くて経済的に劣ることか
つTaはLi2Ｏ中にごくわずかに含有される
LiOH，Li2CO3によつて激しい腐食をうけ容器
を繰返し使用することは不可能である。Ni，
Mo，ＷはPt，Taより安価であるが、それぞれ
Li2Ｏと反応を起こし、清浄な表面を有する焼
結体を得ることは困難である。 (4) Pt，Taの箔でLi2Ｏ圧粉体を完全に覆い、そ
れを密閉状態の容器に収容して焼結する方法：
この方法によれば極めて良好な特性を有する
Li2Ｏ焼結体が得られる。しかし、前項(3)と同
様の欠点を有し、さらに異形の圧粉体ではこの
方法の採用が困難である。 〔発明の目的〕 この発明は、核融合炉のブランケツト材として
必要とされる焼結密度と表面性状を容易に得るこ
とができ、量産性、経済性に優れたLi2Ｏ焼結体
の製造方法を提供することを目的とする。 〔発明の要点〕 以上の目的は、金属もしくはセラミツク製の容
器を使用し、該容器中にリチウムアルミネート粉
末（LiAlO2）でLi2Ｏ圧粉体を埋設し、不活性ガ
スもしくは真空中にて焼結することにより達成さ
れる。 本発明者らは、Li2Ｏ焼結体の表面に発生する
着色、汚点、重金属の付着などは、雰囲気ガス中
の不純物およびLi2Ｏ圧粉体に微量含有される
LiOH，Li2CO3の浸み出しなどが、その原因にな
るものと考えた。そして、Pt，Ta箔でLi2Ｏ圧粉
体を完全に覆つて焼結した場合、良好な表面性状
をもつ焼結体になるのは、これら箔の存在で雰囲
気ガス中の不純物と圧粉体の反応が防止され、か
つPtとTaがLiON，Li2CO3を吸収するためであ
ろうと判断した。しかし、PtとTaを用いた場合
は前述の欠点を有している。そこで、発明者らは
Li2Ｏ圧粉体と雰囲気ガスとの反応を防止でき、
かつLiOH，Li2CO3を吸収できる微細な粉末を用
い、この粉末中にLi2Ｏを埋設して焼結すれば、
本発明の目的を達成できるのではないかと発想
し、この粉末としてLiAlO2を選定することによ
り本発明を完結することができた。 〔発明の実施例〕 以下に実施例に基づき本発明を詳細に説明す
る。市販のLi2Ｏ粉末を、圧力5t／cm2で形状49mm
×49mm×25mm厚の圧粉体に成形した。この圧粉体
の理論密度比は73％であつた。Li2Ｏ圧粉体の焼
結は第１図の状態にて行つた。第１図は、Li2Ｏ
圧粉体１を板厚0.5mmのSUS304ステンレスを用い
て製作した容器２に収容し、その周囲を炭酸塩混
合法で作成した平均粒径0.9μmのLiAlO2粉末３で
満たし、さらにっす304ステンス製の蓋４で密閉
した状態を示している。この後、第１図の状態の
容器を焼結炉に配設し、アルゴンガス中で1200℃
×2Hの条件で焼結を行つた。 本発明の方法に対する比較例としては、Li2Ｏ
圧粉体をアルミナ基板上に直置きし、それを炉内
に配設して前記と同様の条件で焼結するものと、
Li2Ｏ圧粉体を厚さ0.1mmのTa箔で完全に覆いを
行い、それをTa容器に収容して焼結するものの
二つについて実験を行つた。 以上の実験結果を整理すると第１表のようにな
る。第１表より、Li2Ｏ焼結体の理論密度比すな
わち焼結性は圧粉体をTa箔で覆つた場合が最も
優れているが、LiAlO2粉末で埋設して焼結した
場合でもその理論密度比は86％となり、取扱上お
よびトリチウムの増殖効率の観点からも問題のな
い値であつた。焼結体の表面性状においては、ア
ルミナ基板上に直置きして焼結した場合は満足す
る結果は得られないが、他の二つの方法では清浄
な表
以上説明したごとく、本発明によればLi2Ｏ圧
粉体をLiAlO2粉末中に埋設して不活性ガスもし
くは真空雰囲気中で焼結することにより、高価な
Pt，Taの箔と容器を使用することなく、かつ炉
内を汚染せず、高密度で表面性状の良好なLi2Ｏ
焼結体を得ることが可能で、経済性および量産性
などに優れたLi2Ｏ焼結体の製造方法を提供でき
るという効果を有する。
粉体をLiAlO2粉末中に埋設して不活性ガスもし
くは真空雰囲気中で焼結することにより、高価な
Pt，Taの箔と容器を使用することなく、かつ炉
内を汚染せず、高密度で表面性状の良好なLi2Ｏ
焼結体を得ることが可能で、経済性および量産性
などに優れたLi2Ｏ焼結体の製造方法を提供でき
るという効果を有する。
第１図は本発明の焼結方法を示したものでLi2
Ｏ圧粉体をLiAlO2粉末中に埋設した状態の側断
面図である。 １……酸化リチウム圧粉体、２……ステンレス
容器、３……LiAlO2粉末。
Ｏ圧粉体をLiAlO2粉末中に埋設した状態の側断
面図である。 １……酸化リチウム圧粉体、２……ステンレス
容器、３……LiAlO2粉末。
Claims (1)
- １ 酸化リチウム圧粉体をリチウムアルミネート
粉末中に埋設し、不活性ガスもしくは真空中にお
いて焼結することを特徴とする酸化リチウム焼結
体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61251202A JPS63103857A (ja) | 1986-10-22 | 1986-10-22 | 酸化リチウム焼結体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61251202A JPS63103857A (ja) | 1986-10-22 | 1986-10-22 | 酸化リチウム焼結体の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63103857A JPS63103857A (ja) | 1988-05-09 |
| JPH054943B2 true JPH054943B2 (ja) | 1993-01-21 |
Family
ID=17219206
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61251202A Granted JPS63103857A (ja) | 1986-10-22 | 1986-10-22 | 酸化リチウム焼結体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63103857A (ja) |
-
1986
- 1986-10-22 JP JP61251202A patent/JPS63103857A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63103857A (ja) | 1988-05-09 |
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