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1. WO2004063110 - MATERIAU VITROCERAMIQUE ET SON PROCEDE DE FABRICATION

Numéro de publication WO/2004/063110
Date de publication 29.07.2004
N° de la demande internationale PCT/US2003/041230
Date du dépôt international 23.12.2003
CIB
C03C 8/24 2006.01
CCHIMIE; MÉTALLURGIE
03VERRE; LAINE MINÉRALE OU DE SCORIES
CCOMPOSITION CHIMIQUE DES VERRES, GLAÇURES OU ÉMAUX VITREUX; TRAITEMENT DE LA SURFACE DU VERRE; TRAITEMENT DE SURFACE DES FIBRES OU FILAMENTS DE VERRE, DE SUBSTANCES MINÉRALES OU DE SCORIES; LIAISON DU VERRE AU VERRE OU À D'AUTRES MATÉRIAUX
8Emaux; Glaçures; Compositions de scellement par fusion constituées de frittes vitreuses contenant des additifs
24Compositions de scellement par fusion, constituées de frittes vitreuses contenant des additifs, utilisées pour le scellement de matériaux différents, p.ex. verre et métal; Verre de scellement
C03C 27/00 2006.01
CCHIMIE; MÉTALLURGIE
03VERRE; LAINE MINÉRALE OU DE SCORIES
CCOMPOSITION CHIMIQUE DES VERRES, GLAÇURES OU ÉMAUX VITREUX; TRAITEMENT DE LA SURFACE DU VERRE; TRAITEMENT DE SURFACE DES FIBRES OU FILAMENTS DE VERRE, DE SUBSTANCES MINÉRALES OU DE SCORIES; LIAISON DU VERRE AU VERRE OU À D'AUTRES MATÉRIAUX
27Liaison de pièces de verre à des pièces en d'autres matériaux inorganiques; Liaison verre-verre par des procédés autres que la fusion
CPC
C03C 27/00
CCHEMISTRY; METALLURGY
03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
27Joining pieces of glass to pieces of other inorganic material; Joining glass to glass other than by fusing
C03C 8/24
CCHEMISTRY; METALLURGY
03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
8Enamels; Glazes; Fusion seal compositions being frit compositions having non-frit additions
24Fusion seal compositions being frit compositions having non-frit additions, i.e. for use as seals between dissimilar materials, e.g. glass and metal; Glass solders
C04B 2235/3201
CCHEMISTRY; METALLURGY
04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE
2235Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
02Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
30Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
32Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
3201Alkali metal oxides or oxide-forming salts thereof
C04B 2235/3205
CCHEMISTRY; METALLURGY
04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE
2235Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
02Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
30Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
32Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
3205Alkaline earth oxides or oxide forming salts thereof, e.g. beryllium oxide
C04B 2235/3215
CCHEMISTRY; METALLURGY
04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE
2235Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
02Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
30Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
32Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
3205Alkaline earth oxides or oxide forming salts thereof, e.g. beryllium oxide
3215Barium oxides or oxide-forming salts thereof
C04B 2235/3217
CCHEMISTRY; METALLURGY
04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE
2235Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
02Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
30Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
32Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
3217Aluminum oxide or oxide forming salts thereof, e.g. bauxite, alpha-alumina
Déposants
  • BATTELLE MEMORIAL INSTITUTE [US]/[US] (AllExceptUS)
  • KIM, Dong-Sang [KR]/[US] (UsOnly)
  • MEINHARDT, Kerry, D. [US]/[US] (UsOnly)
  • JOHNSON, Bradley, R. [US]/[US] (UsOnly)
  • SCHWEIGER, Michael, J. [US]/[US] (UsOnly)
Inventeurs
  • KIM, Dong-Sang
  • MEINHARDT, Kerry, D.
  • JOHNSON, Bradley, R.
  • SCHWEIGER, Michael, J.
Mandataires
  • BRANTON, Vincent, A.
Données relatives à la priorité
10/336,29703.01.2003US
Langue de publication anglais (EN)
Langue de dépôt anglais (EN)
États désignés
Titre
(EN) GLASS-CERAMIC MATERIAL AND METHOD OF MAKING
(FR) MATERIAU VITROCERAMIQUE ET SON PROCEDE DE FABRICATION
Abrégé
(EN)
The present invention is a glass-ceramic material and method of making useful for joining a solid ceramic component and at least one other solid component. The material is a blend of M1-M2-M3-M4, wherein M1 is BaO, SrO, CaO, MgO, or combinations thereof, M2 is Al2O3, present in the blend in an amount from 2 to 15 mol%, M3 is SiO2 with up to 50 mol% B203 and a metal oxide selected from the group of La2O3, Y2O3, Nd2O3 or combinations thereof, or between 0.1 and 7.5 mol% K2O. In the case of a metal oxide from the group La2O3, Y2O3, Nd2O3 or combinations thereof, it is preferred that the composition contain an additional 0.1 to 3 mol %CuO. In all cases, the glass ceramic material in a crystalline phase substantially matches a coefficient of thermal expansion of solid electrolytes having a thermal expansion coefficient of 12 x 10-6 °C-1 as measured from 25 °C to 1000 °C, and does not degrade with repeated heat cycling. According to the present invention, the series of glass ceramics in the M1-Al2O3-M3-M4 system can be used to join or seal both tubular and planar solid oxide fuel cells, oxygen electrolyzers, and membrane reactors for the production of syngas, commodity chemicals and other products.
(FR)
L'invention porte sur un matériau vitrocéramique permettant de lier un élément céramique solide à au moins un autre élément solide. Il s'agit d'un mélange du type M1-M2-M3-M4, où M1 est BaO, SrO, CaO, MgO, ou leur combinaison, M2 est Al2O3, présent à raison de 2 à 15 mole %, M3 est SiO2 avec jusqu'à 50 mole % de B203 et un oxyde métallique choisi parmi La2O3, Y2O3, Nd2O3 ou leur combinaison, ou entre 0,1 et 7,5 mole % de K2O. Dans le cas d'oxydes métalliques du groupe La2O3, Y2O3, Nd2O3 ou de leur combinaison, il est préférable d'ajouter au mélange de 0,1 à 3 mole % de CuO. Dans tous les cas, le matériau vitrocéramique en phase cristalline présente un coefficient de dilatation thermique, correspondant à celui des électrolytes solides, de 12 x 10-6 °C-1 mesuré de 25 °C à 1000 °C, et ne se dégrade pas malgré des cycles thermiques répétés. La série des vitrocéramiques du système M1-Al2O3-M3-M4 de l'invention peut servir à joindre ou étanchéifier des piles à combustible tubulaires ou planes à oxyde solide, des électrolyseurs d'oxygène ou des réacteurs à membrane de production gaz de synthèse, de produits chimiques, ou d'autres produits.
Également publié en tant que
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