[發明專利]用于在低pO2氣氛中可獲得的陶瓷裝置的燒結添加劑

無效

• 申請號: 201280014872.2
• 申請日: 2012-03-09
• 公開（公告）號: CN103460479A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發明（設計）人: S.拉莫斯塞;T.克勒門索;H.P.拉森
• 申請（專利權）人: 丹麥技術大學
• 主分類號: H01M8/12
• 分類號: H01M8/12;H01M4/88;C04B35/462;C04B35/486;C04B35/50;C04B35/44;C04B35/64;B01D53/22;B01D69/12;B01D71/02;B01D67/00;C23C28/00;C01B13/02
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 趙勝寶;李進

1.一種在低pO₂氣氛中生產陶瓷裝置的方法，該方法包括以下步驟：

-?提供包含基底材料和過渡金屬的組合物，其中用于第一層的基底材料選自鋯酸鹽、鈰酸鹽、鈦酸鹽、鑭酸鹽、鋁酸鹽、摻雜氧化鋯和/或摻雜二氧化鈰，其中摻雜物選自Ca、Ga、Sc、Y，和鑭系元素；

-?形成所述組合物的第一層，其中所述第一層為電解質層；

-?在所述第一層的一面或兩面上形成至少一個電極層或電極前體層；和

-?在低pO₂氣氛中燒結多層結構；

其特征在于

-?過渡金屬的量為基于第一層的組合物計的0.01-4?mol%；

-?氧氣分壓pO₂為10^-14?Pa或更少；和

-?燒結溫度在700-1600℃范圍內。

2.依據權利要求1的方法，其中用于第一層的基底材料選自摻雜氧化鋯和/或摻雜二氧化鈰，其中摻雜物選自Ca、Ga、Sc、Y，和鑭系元素。

3.依據權利要求1或2的方法，其中過渡金屬為選自Co、Cr、Fe、Mn、Nb、Ta、V和Zn的元素之一。

4.依據權利要求3的方法，其中過渡金屬為選自Cr、Nb、Ta和V的元素之一。

5.依據權利要求1-4的任一項的方法，其中過渡金屬以氧化物、離子或金屬元素的形式存在于組合物中。

6.依據權利要求1-5的任一項的方法，其中燒結步驟在800-1500℃的溫度進行。

7.依據權利要求1-6的任一項的方法，其中在還原氣氛中的pO₂為10^-16??Pa或更少。

8.依據權利要求1-7的任一項的方法，其中低pO₂氣氛包括惰性氣體和2-10?%體積的氫；H₂；H₂/CO/CO₂混合物；或真空。

9.依據權利要求1-8的任一項的方法，其中過渡金屬的量為基于第一層的組合物計的0.01-1?mol%。

10.依據權利要求1-9的任一項的方法，其中過渡金屬為鉭或鈮。

11.依據權利要求1-10的任一項的方法，其中過渡金屬為鈮。

12.依據權利要求1-11的任一項的方法，其中用于第一層的基底材料為摻雜氧化鋯，其中摻雜物選自Ca、Ga、Sc、Y和鑭系元素。

13.依據權利要求1-12的任一項的方法，該方法還包括在所述第一層的任何一面的至少一層上形成第三層的步驟。

14.依據權利要求1-13的任一項的方法，其中第一層和至少一個電極層或電極前體層在支持物上形成。

15.依據權利要求14的方法，其中所述支持物為金屬支持物。

16.依據權利要求1-15的任一項的方法，其中陶瓷裝置為陶瓷電化學裝置。

17.依據權利要求1-16的任一項的方法，其中陶瓷裝置為固體氧化物燃料電池或固體氧化物電解電池。