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ES2321352T3 - Material de sellado de alta temperatura. - Google Patents

Material de sellado de alta temperatura. Download PDF

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ES2321352T3
ES2321352T3 ES99124312T ES99124312T ES2321352T3 ES 2321352 T3 ES2321352 T3 ES 2321352T3 ES 99124312 T ES99124312 T ES 99124312T ES 99124312 T ES99124312 T ES 99124312T ES 2321352 T3 ES2321352 T3 ES 2321352T3
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Jorgen Gutzon Larsen
Peter Halvor Larsen
Carsten Bagger
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Topsoe Fuel Cell AS
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Topsoe Fuel Cell AS
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Abstract

Una composición de vidrio para uso como material de sellado en pilas de combustible, que comprende una matriz de vidrio con componentes principales de SiO2, Al2O3 y uno o más compuestos de óxidos metálicos de grupo I, preparada usando feldespasto o nefelina sienita como materiales de partida y que contiene un material de carga dispersado uniformemente en la matriz, el material de carga que consiste en partículas de uno o más compuestos refractivos del grupo: MgO, MgO-MgAl 2O 4, circonio estabilizado, (Mg, Ca)SiO 3, Mg 2SiO 4, MgSiO 3, CaSiO 3, CaZrO 3, M II Al 2Si 2O 8, donde M II = Ca, Sr o Ba.

Description

Material de sellado de alta temperatura.
Antecedentes de la invención
La invención se refiere a una composición de vidrio para uso como material de sellado en pilas de combustible, preferiblemente en las pilas de combustible de óxidos sólidos (SOFC) de tipo de apilamiento plano. Típicamente, tales pilas de combustible se componen de ZrO_{2} estabilizado con Y, (YSZ) electrolito con electrodos y capas de contacto con la placa conductora de electrones Interconnect (IC), que realiza las conexiones en serie entre las celdas. Los sellos herméticos de gas son de vital importancia para el rendimiento, la durabilidad y el funcionamiento seguro de las pilas de combustible que incluyen el colector de distribución y el intercambiador de calor.
Las dificultades para proporcionar un material de sellado adecuado son numerosas:
El material de sellado debe tener la capacidad de adherirse a los componentes de la pila de combustible con un tratamiento de calor no mayor de 1300ºC que es la temperatura máxima del tratamiento de calor de una pila de combustible y ser elástico para recoger deformaciones, por ejemplo debido a diferencias del TEC entre los componentes de la pila de combustible y al mismo tiempo ser capaz de soportar cierta presión excesiva a la temperatura de funcionamiento que requiere una viscosidad de más de 10^{5} dPas\cdots. El coeficiente de expansión térmica (TEC) debe estar en el intervalo de 9-13\cdot10^{-6}K^{-1} para no iniciar grietas en los componentes de la pila de combustible. Adicionalmente, el material de sellado tiene que ser estable durante un período de tiempo de digamos 40.000 h sin deterioro por cristalización o reacciones con los otros materiales así como con los gases ambientales, con el vapor, metano, hidrógeno, monóxido de carbono y dióxido de carbono o nitrógeno y oxígeno contenidos en la atmósfera.
Los sellos de vidrio o vitro cerámicos pueden cumplir con los requerimientos establecidos anteriormente y de acuerdo con la bibliografía se ha descrito una amplia variedad de vidrios potenciales:
TABLA 1 Materiales de sellado de SOFC
1 
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De acuerdo con Ley et al. (K. L. Ley, M. Krumpelt, R. Kumar, J. H. Meiser & I. Bloom, 1996, J. Mater. Res., Vol. 11, Nº 6, páginas 1489-1493) cada uno de estos tipos de vidrio tiene un inconveniente: los álcalis y silicatos y boratos alcalinos reaccionarán con los componentes de la pila de combustible. Los vidrios de borato alcalino tienen un TEC demasiado bajo y los vidrios sódico cálcicos una viscosidad demasiado baja.
\global\parskip0.920000\baselineskip
Por el contrario, varias composiciones de vidrio dentro del sistema La_{2}O_{3}-Al_{2}O_{3}- B_{2}O_{3}-SiO_{2} deben ser adecuadas.
La presente invención contrasta con la conclusión de los autores mencionados anteriormente basada en los sellos de vidrio de álcali-alúmina-silicato polimerizados altamente viscosos, que son reacios a cristalizar a temperaturas elevadas. Un ejemplo de un vidrio altamente polimerizado es el vidrio de SiO_{2} puro, que tiene una red 3D polimerizada (cuarzo como la fase cristalina) basada en SiO_{4}^{4-} tetraédrico, donde cada ión de oxígeno se conecta a dos iones de Si (B. E. Warren & Biscoe, 1938, J. Am. Ceram. Soc. 21, página 29). Mediante la adición de óxidos metálicos del grupo I, II y III esta red se rompe y la temperatura de reblandecimiento, la viscosidad y el punto de fusión disminuyen significativamente. Es posible retener una estructura polimerizada del fundido con una viscosidad alta sustituyendo NaAlO_{2} por SiO_{2} (D. C. Boyd & D. A. Thompson, en Ullmann, Vol. 11, página 815). Por consiguiente, un fundido de NaAlSi_{3}O_{8} tiene una viscosidad alta de 10^{8\cdot5} dPas\cdots a 1120ºC (H. Rawson, 1967, Academic Press, Londres y Nueva York, página 89). Se supone que este fundido tiene una estructura de red 3D (Si_{1-x}, Al_{x})O_{4}^{(4+x)-}, donde xNa^{+} compensa la carga negativa extra, similar a la red 3D en el mineral albita con la misma composición. La cristalización de tal fundido altamente viscoso mantenida cerca de 100ºC por debajo del punto de fusión puede tomar años debido a la viscosidad alta (H. Rawson, 1967). Mediante la adición o sustracción de NaAlSiO_{4}, SiO_{2}, es posible alcanzar dos temperaturas de fusión eutécticas a 1062ºC y 1068ºC con composiciones: NaAlSiO_{4} : SiO_{2}, 37,0 : 63,0% en peso y 65,0 : 35% en peso, respectivamente (J. F. Schairer, J. Geol. 58, Nº 5, 514, 1950). Para el sistema: KAlSiO_{2}, SiO_{2}, se puede obtener un punto eutéctico de 990 \pm 20ºC con una composición de KAlSiO_{4} : SiO_{2} igual a 32,8 : 67,2% en peso (J. F. Schairer, N. L. Bowen, Bull Soc, Geol. Finlandia, 20,74 (1947).
El TEC de un vidrio de NaAlSi_{3}O_{8} es 7,5\cdot10^{-6}, que es menor que el de los componentes de las SOFC 10,0-13\cdot10^{-6}. El TEC del vidrio de albita se puede aumentar ligeramente mediante la adición de NaAlO_{2}, mientras que se puede obtener un valor de 10,4\cdot10^{-6}K^{-1} mediante la adición de Na_{2}O dando una composición catiónica de Na_{3 . 33}Al_{1 . 67}Si_{5} (O. V. Mazurin, M. V. Streltsina & T. P. Shvaikoshvaikoskaya, Handbook of glass data, parte C, página 371, de K. Hunold & R. Brûckner, 1980a, Glastech. Ber. 53, 6, páginas 149-161). Se pueden obtener valores mayores de hasta más de 12 x 10^{-6}K^{-1} mediante la adición suplementaria de Na_{2}O de acuerdo con estos autores.
En la Figura 1 se muestra un ejemplo de un vidrio con TEC equilibrado de NaAlSi_{3}O_{8} + Na_{2}O para sellar circonio estabilizado con itria. La adición de K_{2}O tendrá un efecto aun mayor sobre el TEC.
La adición de Na_{2}O y K_{2}O solos disminuirá la viscosidad y la T_{vidrio} y la T_{reblandecimiento} como se ilustra en la Tabla 2 para el Na_{2}O, que será necesaria para temperaturas de funcionamiento inferiores a 1000ºC.
TABLA 2
3
Sin embargo, la adición de álcalis causará un índice de reacción aumentado con los otros componentes de la pila de combustible y una evaporación de sodio y potasio, para que esta solución esté mejor adecuada a temperaturas de funcionamiento bajas. También se puede usar la adición de pequeñas cantidades de BO_{3} para disminuir la temperatura y la viscosidad del fundido. Una alternativa a la adición de álcalis para aumentar el TEC es usar cargas con un TEC alto y (Y. Harufuji 1992: Patente Japonesa Nº 480.077 A2) y (Y. Harufuji 1994, Patente Japonesa Nº 623.784 A2) por tanto Harufuji menciona diferentes fibras de carbono, boro, SiC, polititanocarbosilano, ZrO_{2} y Al_{2}O_{3} y polvos de Al_{2}O_{3}, ZrO_{2}, SiO_{2}, MgO, Y_{2}O_{3} y CaO y Al, Ag, Au y Pt.
Se pueden usar otros silicatos alcalinos como cargas para funcionamiento a baja temperatura. Se puede usar una combinación de adición de álcali y carga para obtener un TEC, una viscosidad y el punto de reblandecimiento T_{r} óptimos. También es una posibilidad la adición de pequeñas cantidades de B_{2}O_{3} (< del 5% en peso) en lugar de o junto con Na_{2}O combinado con la adición de cargas con TEC alto mencionada anteriormente. La adición de carga reducirá la superficie expuesta del vidrio y por tanto la evaporación de los constituyentes más volátiles del vidrio.
Las reacciones que causan deterioro pueden implicar:
(1)
Puede ocurrir la evaporación de SiO en condición reductora en el lado del ánodo y puede tener lugar condensación en otras áreas del sistema de la pila de combustible. Aparentemente este proceso es lento.
(2)
El sodio y el potasio volátil pueden reaccionar con los otros materiales de la pila de combustible, por ejemplo con la cromita de la placa de interconexión. La evaporación está fuertemente influenciada por el sodio excedente del vidrio. Por esta razón los vidrios de sellado con proporciones álcali/Al superiores a 1 sólo se deben usar en pilas de combustible con temperaturas de funcionamiento bajas.
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Sumario de la invención
De acuerdo con la invención se proporciona una composición de vidrio para uso como un material de sellado en pilas de combustible como se ha descrito en la reivindicación 1.
El material de carga se añade al vidrio de sellado para ajustar el coeficiente de expansión térmica, para que iguale el TEC de las otras partes de la pila de combustible. Adicionalmente se puede mejorar la estabilidad del vidrio y aumentar la viscosidad.
Los óxidos de tierras raras son por ejemplo CeO_{2} y Eu_{2}O_{3} y ThO_{2}. Las realizaciones preferidas de la composición pueden contener, además del K_{2}O, Na_{2}O en la proporción molar estequiométrica de Al_{2}O_{3}: Na_{2}O en el intervalo de 0,1-1,3 para alcanzar un TEC óptimo, mientras que al mismo tiempo se evita demasiado metal alcalino que puede reaccionar con los otros materiales en la pila de combustible.
Uno o más compuestos de óxidos metálicos del grupo IIA pueden ser componentes de la matriz de vidrio.
Las composiciones de vidrio conocidas con componentes principales que comprenden SiO_{2}, Al_{2}O_{3} y uno o más compuestos de óxidos metálicos del grupo I o grupo II son provechosas para sellar pilas de combustible con separadores de gas de interconexiones de La-Sr/Ca/Mg-Cr/V-O de material cerámico o una aleación metálica, por ejemplo material de Cr-Fe-Y_{2}O_{3} y con una temperatura de funcionamiento superior a 600ºC. En particular, las composiciones que han dispersado uniformemente dentro del vidrio un material de carga refractivo que consiste en partículas de uno o más compuestos del grupo: MgO, compuestos de MgO-MgAl_{2}O_{4}, circonio estabilizado, tierras raras (especialmente Eu_{2}O_{3} y CeO_{2}), ThO_{2}, TiO_{2}, (MgCa)SiO_{3}, Mg_{2}SiO_{4}, MgSiO_{3}, CaSiO_{3}, CaZrO_{3}, M^{II}AlSi_{2}O_{8}, M^{II} = Ca, Sr o
Ba.
En la invención se usan materiales de partida de feldespastos o nefelina sienita disponibles en el mercado para preparar el material de vidrio básico.
El material de partida se funde a aproximadamente 1550ºC durante una hora en un crisol de alúmina o platino. Después el material fundido se templa en agua, se tritura y se muele hasta polvo de vidrio con un tamaño de partícula de menos de 90 \mum. Después el polvo de vidrio que tiene un TEC de aproximadamente 75 x 10^{-7}/K se mezcla con una carga, por ejemplo MgO (TEC 130 x 10^{-7}/K) con un tamaño de grano de menos de 10-40 \mum en una proporción de 2:3,5 (volumen) para obtener un TEC de 110 x 10^{-7}/K.
Los sellos de vidrio se producen mediante el llenado de formas de grafito con el polvo mezclado seguido de estampado y retirada del exceso de polvo. Después el polvo se sinteriza en un horno en atmósfera de N_{2} a 750ºC durante 5 horas y a 1300ºC, durante una hora. Los sellos de vidrio para huecos estrechos < 1 mm (por ejemplo en el área de electrodo) se producen mediante colado en cinta de mezclas de vidrio y carga.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo 1
Un feldespasto disponible en el mercado (SiO_{2} = 68,4, Al_{2}O_{3} = 19,1, Fe_{2}O_{3} = 0,1, CaO = 2,0, Na_{2}O = 7,5,
K_{2}O = 2,8; punto de fusión 1270ºC) se funde a 1550ºC en una hora en un crisol de Al_{2}O_{3} o Pt. Posteriormente, el fundido se templa en agua a partir de 1000ºC, se tritura y se muele hasta \leq 90 \mum en un molino de porcelana lleno hasta la mitad con bolas de porcelana. El polvo de vidrio obtenido de este modo con un TEC de \sim 75 x 10^{-7}/K se mezcla con la carga preferida de MgO calcinado (1700ºC) con un TEC de 130 x 10^{-7}/K y un tamaño de grano de 10-40 \mum en una proporción de vidrio : MgO de 2 : 3,5 para obtener un TEC de 110 x 10^{-7}/K. Los sellos de vidrio con forma de bastoncillos triangulares de producen llenando el polvo mezclado en un molde de grafito con ranuras con forma de V, seguido de estampado y retirada del exceso de polvo. La composición se sinteriza en un horno en atmósfera de N_{2} a 750ºC durante 5 horas y a 1300ºC durante 2 horas. Los bastoncillos triangulares producidos se pueden procesar a máquina hasta las dimensiones deseadas. Si la viscosidad es demasiado alta puede ser una ventaja la adición de pequeñas cantidades (< del 5%) de B_{2}O_{3} y/o Na_{2}O.
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Ejemplo 2
Igual que en el Ejemplo 1 excepto que el polvo de feldespasto disponible en el mercado (< 90 \mum) se mezcla con el polvo de MgO calcinado (1700ºC) y se funde en moldes de grafito por encima de 1300ºC durante 5 horas.
\newpage
Ejemplo 3
(Fuera de la invención)
Se produce vidrio a partir de polvo seco de:
100
El polvo se mezcla en una botella de polietileno (PE) de 5 litros con bolas de porcelana de 20-30 mm durante 24 horas. El polvo se vierte en crisoles de Al_{2}O_{3} y se calienta hasta 1550ºC durante 2 horas y posteriormente se templa a partir de 600ºC en H_{2}O. Los materiales templados obtenidos de este modo se trituran hasta producir granos de < 9 mm y se muelen en un molino de porcelana durante 17 horas con bolas de 20-30 mm de tamaño hasta producir un polvo de vidrio con un tamaño de partícula de menos de 100 \mum.
Después el polvo de vidrio se mezcla con ZrO_{2} al 50% en peso estabilizado con polvo esférico de 40-60 \mum de Y_{2}O_{3} al 8% en moles, se calcina a 1700ºC y se vierte en un molde de grafito, como se ha descrito en el Ejemplo 1 y después se sinteriza a 750ºC durante 5 horas y a 1125ºC durante 1 hora seguido de enfriamiento en horno. La curva de expansión de esta mezcla se proporciona en la Figura 1.
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Ejemplo 4
El vidrio, producido como en el Ejemplo 1 ó 2 y un material de carga (por ejemplo MgO o circonio estabilizado con itria) se mezclan mediante molienda de bolas durante 2 horas con un dispersante, polivinilpirrolidona disuelta en metiletilcetona y etanol. Posteriormente, se añade una mezcla aglutinante de polivinilbutiral, dibutilftalato, polietilenglicol, Additol (Hoechst) (disuelta en metiletilcetona y etanol) y se continúa la molienda de bolas durante 24 horas. La suspensión producida de este modo se vierte sobre un sustrato en movimiento y se deja que se seque durante 24 horas antes de retirarla.
Las cintas verdes se cortan con las dimensiones deseadas y se aplican al área de sellado en el estado verde. El sellado se consigue mediante un tratamiento de calor posterior hasta 1200ºC usando una rampa de temperatura inferior a 50ºC/h en el intervalo de hasta 500ºC.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo 5
(Fuera de la invención)
Una composición de acuerdo con Beall (1986) (J. H. Simmons, D. R. Uhlmann, G. H. Beall (eds.) en 1982: Advances in Ceramics, Vol. 4, página 291, Am. Ceram. Soc.) de:
SiO_{2}
38,9
Al_{2}O_{3}
13,7
MgO
11,0
SrO
10,1
BaO
14,0
MgF_{2}
12,6
se produce mezclando los componentes de óxido y MgF_{2} en un molino de vibración de alta intensidad con bolas de Al_{2}O_{3}. Después la composición se funde a 1550ºC durante 1 hora. El vidrio producido de este modo es lechoso con un TEC de 110 x 10^{-4}/K de acuerdo con Beall (1986). El vidrio es más bien viscoso y no se adhirió bien al material de la pila de combustible. La adherencia a estos materiales se puede mejorar mediante la adición de pequeñas cantidades (hasta el 5%) de B_{2}O_{3} y/o metales alcalinos.

Claims (5)

1. Una composición de vidrio para uso como material de sellado en pilas de combustible, que comprende una matriz de vidrio con componentes principales de SiO_{2}, Al_{2}O_{3} y uno o más compuestos de óxidos metálicos de grupo I, preparada usando feldespasto o nefelina sienita como materiales de partida y que contiene un material de carga dispersado uniformemente en la matriz, el material de carga que consiste en partículas de uno o más compuestos refractivos del grupo: MgO, MgO-MgAl_{2}O_{4}, circonio estabilizado, (Mg, Ca)SiO_{3}, Mg_{2}SiO_{4}, MgSiO_{3}, CaSiO_{3}, CaZrO_{3}, M^{II}Al_{2}Si_{2}O_{8}, donde M^{II} = Ca, Sr o Ba.
2. Una composición de vidrio de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada por que la matriz de vidrio comprende Al_{2}O_{3} y Na_{2}O, con una proporción molar estequiométrica de Al_{2}O_{3} : Na_{2}O en el intervalo de 0,1-1,3.
3. Una composición de vidrio de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada por que la matriz de vidrio contiene Al_{2}O_{3} y K_{2}O donde la proporción molar estequiométrica de Al_{2}O_{3} : K_{2}O está en el intervalo de 0,1-1,3.
4. Una composición de vidrio de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada por que la composición comprende además átomos de flúor como cristalizador parcial que forma un vitro cerámico.
5. Una composición de vidrio de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes caracterizada por que la composición comprende adicionalmente del 0,1 al 10% de B_{2}O_{3}.
ES99124312T 1998-12-15 1999-12-06 Material de sellado de alta temperatura. Expired - Lifetime ES2321352T3 (es)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116409937A (zh) * 2023-04-23 2023-07-11 广东省先进陶瓷材料科技有限公司 一种封接材料及其制备方法和应用

Families Citing this family (45)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6878651B2 (en) * 2000-12-01 2005-04-12 Ford Global Technologies, Llc Glass compositions for ceramic electrolyte electrochemical conversion devices
DE10116046A1 (de) * 2001-03-30 2002-10-24 Elringklinger Ag Dichtung
DE10236731A1 (de) * 2001-09-28 2003-04-30 Forschungszentrum Juelich Gmbh Hochtemperarturbeständige Dichtung
US7222406B2 (en) * 2002-04-26 2007-05-29 Battelle Memorial Institute Methods for making a multi-layer seal for electrochemical devices
GB0222146D0 (en) * 2002-09-24 2002-10-30 Morgan Crucible Co Mg-MgA1O refractory components for fuel cells and/or reformers
US7425381B2 (en) * 2003-01-13 2008-09-16 Hewlett-Packard Development Company, L.P. High temperature seal
CA2579781A1 (en) * 2004-09-22 2007-01-04 Battelle Memorial Institute High strength insulating joints for solid oxide fuel cells and other high temperature applications and method of making
US7498585B2 (en) * 2006-04-06 2009-03-03 Battelle Memorial Institute Method and apparatus for simultaneous detection and measurement of charged particles at one or more levels of particle flux for analysis of same
US20060060633A1 (en) * 2004-09-22 2006-03-23 Battelle Memorial Institute High strength insulating metal-to-ceramic joints for solid oxide fuel cells and other high temperature applications and method of making
US20060063057A1 (en) * 2004-09-22 2006-03-23 Battelle Memorial Institute High strength insulating metal-to-metal joints for solid oxide fuel cells and other high temperature applications and method of making
US7399720B1 (en) * 2004-10-15 2008-07-15 Brow Richard K Glass and glass-ceramic sealant compositions
JP5639737B2 (ja) * 2004-12-28 2014-12-10 テクニカル ユニバーシティ オブ デンマーク ガラスに対する金属の、金属に対する金属の、又は、セラミックに対する金属の接続を生じさせる方法。
KR100924700B1 (ko) * 2005-01-12 2009-11-03 테크니칼 유니버시티 오브 덴마크 소결 중 수축률 및 공극률이 조절된 다층 구조물의 제조방법, 상기 제조방법에 따라 제조된 다층 구조물 및 상기 다층 구조물을 포함하는 고체 산화물 연료전지
EP1844510A1 (en) 2005-01-31 2007-10-17 Technical University of Denmark Redox-stable anode
DK1760817T3 (da) * 2005-08-31 2013-10-14 Univ Denmark Tech Dtu Reversibel fastoxidbrændselscellestak og fremgangsmåde til fremstilling af samme
KR100693938B1 (ko) 2005-09-20 2007-03-12 요업기술원 고체산화물 연료전지용 고온 밀봉재
EP1783107A1 (fr) 2005-11-08 2007-05-09 L'AIR LIQUIDE, Société Anonyme pour l'Etude et l'Exploitation des Procédés Georges Claude Procédé d'élaboration d'un scellement haute température céramique/métal, composition en céramique et verre et ensemble de jonction céramique-métal
JP2007149430A (ja) * 2005-11-25 2007-06-14 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 固体酸化物形燃料電池用シール材とその製造方法
JP5005947B2 (ja) * 2006-04-19 2012-08-22 日本電信電話株式会社 固体酸化物形燃料電池のガスシール構造
WO2008031518A1 (de) * 2006-09-14 2008-03-20 Siemens Aktiengesellschaft Dichtmittel für hochtemperatur-brennstoffzellen und verfahren zu dessen herstellung
EP1930974B1 (en) 2006-11-23 2012-03-21 Technical University of Denmark Method for the manufacture of reversible solid oxide cells
CN101682069B (zh) * 2007-04-12 2013-11-20 康宁股份有限公司 密封材料、使用该材料的装置以及装置的制造方法
AT505141B1 (de) * 2007-05-04 2009-02-15 Alpps Fuel Cell Systems Gmbh Verbindung von chemischen oder thermischen reaktoren
ATE549762T1 (de) * 2007-10-05 2012-03-15 Topsoe Fuel Cell As Dichtung für eine poröse metallfolie enthaltende brennstoffzelle
KR101199432B1 (ko) * 2007-12-21 2012-11-12 생-고뱅 세라믹스 앤드 플라스틱스, 인코포레이티드 연료 전지용 다층 유리-세라믹 밀봉재
EP2104171A1 (en) * 2008-03-20 2009-09-23 The Technical University of Denmark Deformable glass based composite seal for high temperature application
EP2109173B1 (en) 2008-04-07 2013-05-08 Topsøe Fuel Cell A/S Solid oxide fuel cell stack, process for the preparation thereof and use of an E-glass therein
JP5390148B2 (ja) * 2008-09-16 2014-01-15 一般財団法人ファインセラミックスセンター 熱サイクル耐久性に優れるガスシール部位を有するガスシール構造体及びその製造方法
US8043986B2 (en) * 2008-11-13 2011-10-25 General Electric Company Sealing glass composition, method and article
EP2228858B1 (en) 2009-03-13 2013-06-26 Topsøe Fuel Cell A/S Fuel cell stack
FR2947540B1 (fr) * 2009-07-03 2012-01-06 Commissariat Energie Atomique Compositions de verre pour joints d'appareils fonctionnant a de hautes temperatures et procede d'assemblage les utilisant.
JP5280963B2 (ja) * 2009-08-04 2013-09-04 株式会社ノリタケカンパニーリミテド 固体酸化物形燃料電池用接合材およびその製造方法
JP5290088B2 (ja) * 2009-08-20 2013-09-18 株式会社ノリタケカンパニーリミテド 固体酸化物形燃料電池用接合材およびその製造方法
JP4959762B2 (ja) * 2009-08-26 2012-06-27 株式会社ノリタケカンパニーリミテド 酸素分離膜モジュールおよびその製造方法ならびに酸素分離膜モジュール用シール材
US9695518B2 (en) 2009-10-06 2017-07-04 Haldor Topsoe A/S Sealing glass for solid oxide electrolysis cell (SOEC) stacks
US8166777B2 (en) * 2010-03-22 2012-05-01 Battelle Memorial Institute Glass composition and process for sealing void spaces in electrochemical devices
FR2958283B1 (fr) 2010-04-01 2014-07-04 Commissariat Energie Atomique Compositions de verres vitroceramiques pour joints d'appareils fonctionnant a de hautes temperatures et procede d'assemblage les utilisant.
JP4872027B1 (ja) * 2010-11-01 2012-02-08 日本碍子株式会社 固体酸化物型燃料電池
CN103570372B (zh) * 2012-07-24 2015-07-15 中国科学院大连化学物理研究所 中低温固体氧化物燃料电池用玻璃-陶瓷密封材料及制备方法
JP6262508B2 (ja) * 2013-11-29 2018-01-17 株式会社ノリタケカンパニーリミテド 接合材
WO2017191787A1 (ja) * 2016-05-06 2017-11-09 住友精密工業株式会社 燃料電池の製造方法および燃料電池
US10544058B1 (en) * 2017-06-01 2020-01-28 National Technology & Engineering Solutions Of Sandia, Llc High thermal expansion glass composites and uses thereof
WO2021070927A1 (ja) * 2019-10-11 2021-04-15 株式会社村田製作所 固体電池
JP7327496B2 (ja) 2019-10-11 2023-08-16 株式会社村田製作所 固体電池
CN114538779A (zh) * 2022-02-10 2022-05-27 浙江氢邦科技有限公司 一种sofc封装玻璃粉体的制备方法及其sofc封装玻璃粉体、sofc封装玻璃

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3804666A (en) 1971-12-13 1974-04-16 Scm Corp Glazed ceramic ware
US3837869A (en) 1972-07-20 1974-09-24 Du Pont Celsian containing dielectric crossover compositions
US3891452A (en) 1973-04-11 1975-06-24 Nasa Refractory porcelain enamel passive control coating for high temperature alloys
JPS6090850A (ja) * 1983-10-21 1985-05-22 Nippon Electric Glass Co Ltd 結晶性封着材料の製造方法
JPS60235744A (ja) * 1984-05-04 1985-11-22 Asahi Glass Co Ltd セラミック基板用組成物
US5045402A (en) 1986-08-01 1991-09-03 International Business Machines Corporation Zirconia toughening of glass-ceramic materials
US5009709A (en) 1988-09-15 1991-04-23 Den-Mat Corporation Strong dental porcelain and method for its manufacture
JP2971502B2 (ja) * 1990-03-27 1999-11-08 旭硝子株式会社 コバール封着用ガラス組成物
US5153070A (en) 1990-08-01 1992-10-06 Corning Incorporated Coated refractory article and method
US5079194A (en) 1990-10-11 1992-01-07 Aluminum Company Of America Crystal growth inhibitor for glassy low dielectric inorganic composition
JP3068264B2 (ja) * 1991-07-31 2000-07-24 三菱重工業株式会社 固体電解質燃料電池
US5141899A (en) 1991-08-26 1992-08-25 Aluminum Company Of America Low dielectric inorganic composition for multilayer ceramic package containing titanium silicate glass and crystal inhibitor
JPH0660891A (ja) * 1992-08-12 1994-03-04 Tonen Corp 燃料電池用封止材
US5273837A (en) * 1992-12-23 1993-12-28 Corning Incorporated Solid electrolyte fuel cells
JPH0757748A (ja) * 1993-07-23 1995-03-03 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 高温用ガスケット材とその製造法
JP3105717B2 (ja) * 1993-10-28 2000-11-06 三菱重工業株式会社 平板型電解質燃料電池
DE4423794C1 (de) 1994-07-01 1996-02-08 Ivoclar Ag Zr0¶2¶-haltige Glaskeramik, Verfahren zu deren Herstellung sowie deren Verwendung
DE4423793C1 (de) 1994-07-01 1996-02-22 Ivoclar Ag Leucithaltige Phosphosilikat-Glaskeramik, Verfahren zu deren Herstellung und deren Verwendung
US5453331A (en) * 1994-08-12 1995-09-26 University Of Chicago Compliant sealants for solid oxide fuel cells and other ceramics
JPH08134434A (ja) * 1994-11-07 1996-05-28 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 高温用シール材料とその製造方法
ES2158974T3 (es) 1995-06-08 2001-09-16 Rauter Vita Zahnfabrik Mezcla de polvos para la produccion de un opacificante en forma de pasta.
JP3547062B2 (ja) * 1995-10-26 2004-07-28 東燃ゼネラル石油株式会社 燃料電池用封止材料
EP0897897A1 (de) * 1997-08-18 1999-02-24 Siemens Aktiengesellschaft Composit-Glaslot, Verwendung eines Composit-Glaslotes und Hochtemperatur-Brennstoffzelle
EP0982274A3 (en) * 1998-08-14 2000-08-02 Corning Incorporated Sealing frits

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116409937A (zh) * 2023-04-23 2023-07-11 广东省先进陶瓷材料科技有限公司 一种封接材料及其制备方法和应用

Also Published As

Publication number Publication date
EP1010675A1 (en) 2000-06-21
JP2000235862A (ja) 2000-08-29
US6828263B2 (en) 2004-12-07
DE69940420D1 (de) 2009-04-02
EP1010675B1 (en) 2009-02-18
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US20030040420A1 (en) 2003-02-27

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