JPH0646984Y2 - 有底セラミック焼結管 - Google Patents
有底セラミック焼結管Info
- Publication number
- JPH0646984Y2 JPH0646984Y2 JP1988091272U JP9127288U JPH0646984Y2 JP H0646984 Y2 JPH0646984 Y2 JP H0646984Y2 JP 1988091272 U JP1988091272 U JP 1988091272U JP 9127288 U JP9127288 U JP 9127288U JP H0646984 Y2 JPH0646984 Y2 JP H0646984Y2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- tube
- ceramic sintered
- bottomed
- alumina
- solid electrolyte
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Expired - Lifetime
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-
- Y02E60/12—
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、一端が閉じられた有底セラミック焼結管の構
造に係わり、特にナトリウム（Na）−硫黄（Ｓ）二次電
池用β−アルミナ［Na2O・χAl2O3（５≦χ≦11）］な
ど固体電解質管の焼成時の歩留まりの低減に好適な有底
セラミック焼結管の形状に関する。
造に係わり、特にナトリウム（Na）−硫黄（Ｓ）二次電
池用β−アルミナ［Na2O・χAl2O3（５≦χ≦11）］な
ど固体電解質管の焼成時の歩留まりの低減に好適な有底
セラミック焼結管の形状に関する。
［従来の技術］ 従来、一端が閉じられたβ−アルミナ系固体電解質管
（有底セラミック焼結管）は、AMTEC（Alkali Metal
Thermo−Electric Converter）と呼ばれる熱電変換装
置用NA+イオン伝導性を持つ固体電解質管、SOχセンサ
用固体電解質管、ナトリウム−硫黄の二次電池用の固体
電解質管、るつぼなどの用途に広く用いられている。
（有底セラミック焼結管）は、AMTEC（Alkali Metal
Thermo−Electric Converter）と呼ばれる熱電変換装
置用NA+イオン伝導性を持つ固体電解質管、SOχセンサ
用固体電解質管、ナトリウム−硫黄の二次電池用の固体
電解質管、るつぼなどの用途に広く用いられている。
この有底セラミック焼結管は、第３図〜第５図に示す如
く、その底部を、半径Ｒの半球状500（第３図）、半径
Ｒχ（Ｒ≠Ｒχ）の丸底600（第４図）、または平底筒
状700（第５図）に形成された後、焼成されている。
く、その底部を、半径Ｒの半球状500（第３図）、半径
Ｒχ（Ｒ≠Ｒχ）の丸底600（第４図）、または平底筒
状700（第５図）に形成された後、焼成されている。
なお、管壁から底壁に至る連結部の内周曲率半径をＢ、
内径の直径を2A、底外壁に形成した円状の平面の直径を
2D、管の外径の直径を2Cとした場合、第３図（底部半球
状）のものの、B/Aは１、D/Cは０である。
内径の直径を2A、底外壁に形成した円状の平面の直径を
2D、管の外径の直径を2Cとした場合、第３図（底部半球
状）のものの、B/Aは１、D/Cは０である。
［考案が解決しようとする課題］ しかるに、有底セラミック焼結管の底部が半球状500や
丸底600の場合は、焼成時に倒置あるいは横に寝かせる
必要があり、反り不良、口端部変形不良を生じやすい。
また、平底筒状700の場合は、成形時のクラック、欠
け、剥離不良が起きやすく、焼成時にも耐熱衝撃性の低
下によるクラック等の不良が起こりやすく、歩留まり率
が悪い。
丸底600の場合は、焼成時に倒置あるいは横に寝かせる
必要があり、反り不良、口端部変形不良を生じやすい。
また、平底筒状700の場合は、成形時のクラック、欠
け、剥離不良が起きやすく、焼成時にも耐熱衝撃性の低
下によるクラック等の不良が起こりやすく、歩留まり率
が悪い。
特に、有底セラミック焼結管が固体電解質管である場合
は、固体中を特定イオンの移動が容易に行われるように
管壁や底壁を薄く形成するので支障が起きやすくこれら
の課題の解決が迫られていた。
は、固体中を特定イオンの移動が容易に行われるように
管壁や底壁を薄く形成するので支障が起きやすくこれら
の課題の解決が迫られていた。
本考案の目的は、成形時や焼成時のクラック、欠け、剥
離不良率の低減、および耐熱衝撃性の向上を図った有底
セラミック焼結管の提供にある。
離不良率の低減、および耐熱衝撃性の向上を図った有底
セラミック焼結管の提供にある。
［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本考案は、以下の構成を採
用した。
用した。
（１）一端が閉じられ他端が開口するとともに、底外壁
に円状の平面を形成し、内底が半球状となった円筒状の
有底セラミック焼結管において、底部の肉厚を管側面部
の肉厚より大きく、且つ前記底部から前記管側面部に至
る連結部の肉厚を前記底部の肉厚より大きく設定すると
ともに、管の外径の直径2Cに対し前記平面の直径2Dを1/
3≦D/C≦11/12に設定した。
に円状の平面を形成し、内底が半球状となった円筒状の
有底セラミック焼結管において、底部の肉厚を管側面部
の肉厚より大きく、且つ前記底部から前記管側面部に至
る連結部の肉厚を前記底部の肉厚より大きく設定すると
ともに、管の外径の直径2Cに対し前記平面の直径2Dを1/
3≦D/C≦11/12に設定した。
（２）上記（１）の構成を有し、有底セラミック焼結管
は、β−アルミナ系固体電解質管である。
は、β−アルミナ系固体電解質管である。
［作用および考案の効果］ 本考案の有底セラミック焼結管は、次の作用および効果
を有する。
を有する。
＜請求項１の効果＞ 底外壁に円状の平面が形成されている。このため有底セ
ラミック焼結管の焼成を直立状態で行うことが可能とな
り、焼成時における、反り不良、他端（口端部）変形不
良の低減が図れる。
ラミック焼結管の焼成を直立状態で行うことが可能とな
り、焼成時における、反り不良、他端（口端部）変形不
良の低減が図れる。
底部の肉厚が管側面部の肉厚より大きいので、焼成の際
の収縮時に生じる重力による荷重の影響を低減でき、底
部の変形を防止できる。又、連結部の肉厚を底部の肉厚
より大きく設定しているので、管側面部の重量と底部の
反力により加わる剪断力に伴う連結部の変形が防止でき
る。
の収縮時に生じる重力による荷重の影響を低減でき、底
部の変形を防止できる。又、連結部の肉厚を底部の肉厚
より大きく設定しているので、管側面部の重量と底部の
反力により加わる剪断力に伴う連結部の変形が防止でき
る。
内底が半球状であるとともに、底外壁に円状の平面を形
成し、管の外径の直径2Cに対し平面の直径2Dを1/3≦D/C
≦11/12に設定している。このため、管側面部から底部
にかけての形状の変化が緩やかになり、耐熱衝撃性を向
上させることができる。また、成形時に発生する圧力分
布が一定となり均一密度の成形体を得ることができ、成
形時や焼成時のクラック、欠け、剥離等の不良率を低減
することができる。
成し、管の外径の直径2Cに対し平面の直径2Dを1/3≦D/C
≦11/12に設定している。このため、管側面部から底部
にかけての形状の変化が緩やかになり、耐熱衝撃性を向
上させることができる。また、成形時に発生する圧力分
布が一定となり均一密度の成形体を得ることができ、成
形時や焼成時のクラック、欠け、剥離等の不良率を低減
することができる。
数値限定の理由は、D/C＜1/3であると直立焼成時不安定
となるため、反り不良が発生しやすく、D/C＞11/12であ
ると成形時、焼成時にクラック、欠け、剥離が生じやす
く、耐熱衝撃性が低下するためである。
となるため、反り不良が発生しやすく、D/C＞11/12であ
ると成形時、焼成時にクラック、欠け、剥離が生じやす
く、耐熱衝撃性が低下するためである。
＜請求項２に対する効果＞ 請求項１の構成を、管壁と底壁の薄いβ−アルミナ系固
体電解質管に適応すれば、上記効果が顕著に作用する。
体電解質管に適応すれば、上記効果が顕著に作用する。
［実施例］ つぎに本考案の一実施例（請求項１、２に対応）を第１
図および第２図に基づき説明する。
図および第２図に基づき説明する。
ナトリウム−硫黄の二次電池は、陽極活物質に溶融状の
硫黄または溶融状のNa2Sχ、陰極活物質に溶融状のナト
リウム、電解質にナトリウムイオンに対して選択的に導
電性をもつβ−アルミナ系固体電解質管を用い、この電
池は、30℃前後で作動させ、反応は、 2Na＋χＳ→Na2Sχ（放電） 2Na＋χＳ←Na2Sχ（充電） となり、開路電圧は2.08V、エネルギーを200Whkg-1程度
取り出している。
硫黄または溶融状のNa2Sχ、陰極活物質に溶融状のナト
リウム、電解質にナトリウムイオンに対して選択的に導
電性をもつβ−アルミナ系固体電解質管を用い、この電
池は、30℃前後で作動させ、反応は、 2Na＋χＳ→Na2Sχ（放電） 2Na＋χＳ←Na2Sχ（充電） となり、開路電圧は2.08V、エネルギーを200Whkg-1程度
取り出している。
本考案のβ−アルミナ系固体電解質管Ｅは、円筒状のβ
−アルミナの焼成体からなり、一端が閉じられ底部１と
なり、他端は開口され口端部２となっている。ここで、
焼成前の各寸法は、管壁21から底壁11に至る連結部３の
内周曲率半径をＢ、内径の直径を2A、管の外径の直径を
2C、底壁11の外壁に形成される円状の平面12の直径を2D
としている。
−アルミナの焼成体からなり、一端が閉じられ底部１と
なり、他端は開口され口端部２となっている。ここで、
焼成前の各寸法は、管壁21から底壁11に至る連結部３の
内周曲率半径をＢ、内径の直径を2A、管の外径の直径を
2C、底壁11の外壁に形成される円状の平面12の直径を2D
としている。
底部１は、底壁11が前記連結部３の内周曲率半径Ｂの寸
法を有する円弧の一部となり、底部１の肉厚は、口端部
２の肉厚よりやや厚く形成されている。
法を有する円弧の一部となり、底部１の肉厚は、口端部
２の肉厚よりやや厚く形成されている。
口端部２は、先端が開口22となっている。
連結部３は、前記底部１の内周曲率半径Ｂと内径の直径
2Aとの関係をB/A＝１とし、且つ、底部１の平面12の直
径2Dと前記口端部２の管の外径の直径2Cとの関係D/Cを
本実施例では1/2と2/3に、各々設定されている。この連
結部３の肉厚は底部１の肉厚よりやや厚く形成されてい
る。
2Aとの関係をB/A＝１とし、且つ、底部１の平面12の直
径2Dと前記口端部２の管の外径の直径2Cとの関係D/Cを
本実施例では1/2と2/3に、各々設定されている。この連
結部３の肉厚は底部１の肉厚よりやや厚く形成されてい
る。
本実施例では、未焼成のβ−アルミナ系固体電解質管Ｅ
の開口22を塞ぎ、同系の組成を有する粉末中に埋設して
1600℃前後の温度で30分焼成し、第１表〜第４表に示す
試験毎に、各20本、合計160本製造がなされた。なお、
焼成後、収縮によりβ−アルミナ系固体電解質管Ｅの体
積が約1/2となるがB/AおよびD/Cの関係は変化しない。
の開口22を塞ぎ、同系の組成を有する粉末中に埋設して
1600℃前後の温度で30分焼成し、第１表〜第４表に示す
試験毎に、各20本、合計160本製造がなされた。なお、
焼成後、収縮によりβ−アルミナ系固体電解質管Ｅの体
積が約1/2となるがB/AおよびD/Cの関係は変化しない。
＜第１表＞焼成時の反り不良、口端部変形不良の発生の
本数（本）、および不良率（％）の結果を示し、比較と
して、従来の底部半球状（第３図品）のものを、それぞ
れ上記の方法で各20本ずつ製造（以下第４表まで同様）
した。
本数（本）、および不良率（％）の結果を示し、比較と
して、従来の底部半球状（第３図品）のものを、それぞ
れ上記の方法で各20本ずつ製造（以下第４表まで同様）
した。
本実施例のβ−アルミナ系固体電解質管Ｅは、焼成時の
反り不良、口端部変形の不良率が低減した。
反り不良、口端部変形の不良率が低減した。
一方、底部半球状のもの（従来例）は高い不良率（９
本）を示した。これは、底部外側に平面が無い為、焼成
時に垂直に立てる事ができず、耐火材るつぼにもたせ掛
ける状況になり、収縮により反りや変形が生じるものと
思われる。
本）を示した。これは、底部外側に平面が無い為、焼成
時に垂直に立てる事ができず、耐火材るつぼにもたせ掛
ける状況になり、収縮により反りや変形が生じるものと
思われる。
＜第２表＞成形時のクラック、欠け、剥離の発生の本数
および不良率の結果を示す。
および不良率の結果を示す。
本実施例のものは、成形時のクラック、欠け、剥離の不
良率が低減した。
良率が低減した。
平底筒状のもの（従来例）は高い不良率（16本）を示し
た。これは、側面部から底部にかけて形状が急激に変化
している為に、成形時の加圧が均一的にかかり難く、ク
ラック、欠け、剥離が発生し易いものと思われる。
た。これは、側面部から底部にかけて形状が急激に変化
している為に、成形時の加圧が均一的にかかり難く、ク
ラック、欠け、剥離が発生し易いものと思われる。
＜第３表＞成形体を焼成した際のクラック、欠け、剥離
の発生の本数および不良率の結果を示す。
の発生の本数および不良率の結果を示す。
本実施例のものは、焼成時のクラック、欠け、剥離の不
良率が低減した。
良率が低減した。
平底筒状のもの（従来例）は高い不良率（11本）を示し
た。これは、成形時に均一に加圧され難い形状である為
に、成形時に不良にはならなかったものの、内部に残留
応力が残り、焼成時の収縮過程で、クラック、欠け、剥
離が発生し易いものと思われる。
た。これは、成形時に均一に加圧され難い形状である為
に、成形時に不良にはならなかったものの、内部に残留
応力が残り、焼成時の収縮過程で、クラック、欠け、剥
離が発生し易いものと思われる。
＜第４表＞焼成管に、800℃耐熱衝撃試験を行った結果
を示す。
を示す。
本実施例のものは、耐熱衝撃性が向上した。
平底筒状のもの（従来例）は高い不良率（15本）を示し
た。これは、成形時、焼成時のクラック、欠け、剥離不
良と同様、側面部から底部にかけて急激な形状変化が熱
衝撃による応力集中を招き、破壊され易くなるものと思
われる。
た。これは、成形時、焼成時のクラック、欠け、剥離不
良と同様、側面部から底部にかけて急激な形状変化が熱
衝撃による応力集中を招き、破壊され易くなるものと思
われる。
本考案は、上記実施例以外に次の実施態様を含む。
a.セラミック焼結管は、固体電解質の場合、固定中のイ
オンの移動の種類により次のものを使用しても良い。
オンの移動の種類により次のものを使用しても良い。
H+……H3PW12040・29H2O、HUO2PO2・4H2O Li+ …Li3N、リシコン；Li14Zn(GeO4)4 Na+ …ナシコン；Na3Zr2Si2PO12 Cu+ …7CuBr・C6H12N4CH2Br、RbCu4Cl3I2 Ag+ …RbAg4I5、Ag6I4(WO4) K+……K2O・5.2Fe2O3・0.8ZnO Tl+ …Tl1.8Ta1.8W0.2O6・nH2O Sr+ …Sr−β″−アルミナ Cd++…Cd−β″−アルミナ Ba++…Ba−β″−アルミナ F-……PbF2 Cl- …PbCl2、SnCl2 O-……安定化ジルコニア；(ZrO2)0.9(Y2O3)0.1または(B
iO3)0.75(Y2O3)0.25 b.セラミック焼結管のセラミック材料は、α−アルミ
ナ、ベリリア（BeO）、カルシア（CaO）、マグネシア
（MgO）、石英ガラス（SiO2）、トリア（ThO2）、チタ
ニア（TiO2）、ウラニア（UO2）、ジルコニア、（Zr
O2）、ムライト（3Al2O3・2SiO2）、スピネル（MgO・Al2
O3）、フォルステライト（2MgO・SiO2）、ジルコン（Zr
O2・SiO2）等を使用しても良い。
iO3)0.75(Y2O3)0.25 b.セラミック焼結管のセラミック材料は、α−アルミ
ナ、ベリリア（BeO）、カルシア（CaO）、マグネシア
（MgO）、石英ガラス（SiO2）、トリア（ThO2）、チタ
ニア（TiO2）、ウラニア（UO2）、ジルコニア、（Zr
O2）、ムライト（3Al2O3・2SiO2）、スピネル（MgO・Al2
O3）、フォルステライト（2MgO・SiO2）、ジルコン（Zr
O2・SiO2）等を使用しても良い。
第１図は、本考案のβ−アルミナ系固体電解質管の一実
施例の横部断面図、第２図はその底面図である。 第３図〜第５図は従来のβ−アルミナ系固体電解質管の
横部断面図である。 図中 Ｅ…β−アルミナ系固体電解質管（有底セラミッ
ク焼結管）、１…底部（一端）、２…口端部（他端）、
2C…管の外径の直径、2D…平面の直径、３…連結部、11
…底壁、12…平面、21…管壁
施例の横部断面図、第２図はその底面図である。 第３図〜第５図は従来のβ−アルミナ系固体電解質管の
横部断面図である。 図中 Ｅ…β−アルミナ系固体電解質管（有底セラミッ
ク焼結管）、１…底部（一端）、２…口端部（他端）、
2C…管の外径の直径、2D…平面の直径、３…連結部、11
…底壁、12…平面、21…管壁
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 曽我 幸三 愛知県名古屋市瑞穂区高辻町14番18号 日 本特殊陶業株式会社内 (72)考案者 広田 久雄 愛知県名古屋市瑞穂区高辻町14番18号 日 本特殊陶業株式会社内 (56)参考文献 実開 昭61−161877（ＪＰ，Ｕ)
Claims (2)
- 【請求項１】一端が閉じられ他端が開口するとともに、
底外壁に円状の平面を形成し、内底が半球状となった円
筒状の有底セラミック焼結管において、 底部の肉厚を管側面部の肉厚より大きく、且つ前記底部
から前記管側面部に至る連結部の肉厚を前記底部の肉厚
より大きく設定するとともに、 管の外径の直径2Cに対し前記平面の直径2Dを1/3≦D/C≦
11/12に設定したことを特徴とする有底セラミック焼結
管。 - 【請求項２】前記有底セラミック焼結管は、β−アルミ
ナ系固体電解質管である請求項１記載の有底セラミック
焼結管。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1988091272U JPH0646984Y2 (ja) | 1988-07-08 | 1988-07-08 | 有底セラミック焼結管 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1988091272U JPH0646984Y2 (ja) | 1988-07-08 | 1988-07-08 | 有底セラミック焼結管 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0214337U JPH0214337U (ja) | 1990-01-29 |
| JPH0646984Y2 true JPH0646984Y2 (ja) | 1994-11-30 |
Family
ID=31315753
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1988091272U Expired - Lifetime JPH0646984Y2 (ja) | 1988-07-08 | 1988-07-08 | 有底セラミック焼結管 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0646984Y2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6044259A (ja) * | 1983-08-19 | 1985-03-09 | Inoue Japax Res Inc | みがき装置 |
-
1988
- 1988-07-08 JP JP1988091272U patent/JPH0646984Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0214337U (ja) | 1990-01-29 |
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