Published 1980 | Version v1
Book

Diffusion welding of ZrO2 solid electrolyte cells

Description

Zirconia based solid-electrolyte-cells can be applied as electrolysis-cells or fuel cells at high temperatures. Scaling up to technical aggregates must be realized by a gastight electrical series-connection of many tubular single cells. A suitable process for connecting single cells is diffusion welding. Starting materials were sintered zirconia-tubes (16 mm diameter, 10 mm length) and gastight interconnecting rings (16 mm diameter, 0.5-2mm length) from gold, platinum or electrically conducting mixed oxides. ZrO2-tubes and interconnecting rings were mounted in alternating sequence and diffusion welded under axial pressure at high temperatures. From economic reasons noble metals cannot be used for technical aggregates. The developments were therefore concentrated on the connection with mixed oxides. Optimized welding parameters are: 1400-15000C welding temperature, 2 hours welding time and an axial pressure of approximately 1 Nmm2. Up to now gastight tubes consisting of 20 single cells were preparated by diffusion-welding in one step. The process will be further developed for the production of 50-cell-tubes with a total length of about 60 cm. (orig.)

Abstract (German)

ZrO2-Festelektrolytzellen koennen als Elektrolysezellen oder Brennstoffzellen bei hohen Temperaturen verwendet werden. Zur Leistungssteigerung ist eine gasdichte Serienschaltung der kleinen Einzelzellen erforderlich. Die Verbindung wird zweckmaessigerweise durch Diffusionsschweissen hergestellt. Ausgangsmaterial waren gesinterte ZrO2-Roehrchen (16 mm Aussendurchmesser, 10 mm Laenge) und gasdichte Verbindungsmaterialringe (16 mm Aussendurchmesser, 0,5-2 mm Laenge) aus Gold, Platin oder elektrisch leitenden Mischoxiden. ZrO2-Roehrchen und Verbindungsringe wurden in abwechselnder Reihenfolge bei hoher Temperatur unter Axialdruck verschweisst. Da Edelmetalle fuer technische Anwendungen nicht geeignet sind, wurden Mischoxidverbindungen verwendet. Optimale Schweissparameter sind: Schweisstemperatur 1400-15000C, Schweisszeit 2 Stunden, Axialdruck ca. 1 Nmm2. Bisher wurden gasdichte Roehrchen aus 20 einzelnen Zellen durch Diffusionsschweissen hergestellt. Das Verfahren wird erweitert werden fuer Roehren aus 50 Zellen mit einer Gesamtlaenge von 60 cm. (orig.)

Additional details

Additional titles

Original title (German)
Diffusionsschweissen von ZrO

Publishing Information

Publisher
Deutscher Verlag fuer Schweisstechnik.
Imprint Place
Duesseldorf, Germany
ISBN
3871553719
Imprint Title
Joining of ceramics, glass and metal
Imprint Pagination
128 p.
Journal Volume
66
Series
DVS-Berichte.
Journal Page Range
p. 82-85.

Conference

Title
International colloquium on joining of ceramics, glass and metal.
Dates
03 - 05 Dec 1980.
Place
Baden-Baden, Germany, F.R.

INIS

Country of Publication
Germany
Country of Input or Organization
Germany
INIS RN
12640147
Subject category
S30: DIRECT ENERGY CONVERSION;
Resource subtype / Literary indicator
Conference
Descriptors DEI
DIFFUSION WELDING; ELECTROLYTIC CELLS; FUEL CELLS; HIGH TEMPERATURE; RINGS; SEALING MATERIALS; SOLIDS; TUBES; ZIRCONIUM OXIDES
Descriptors DEC
CHALCOGENIDES; DIRECT ENERGY CONVERTERS; FABRICATION; JOINING; OXIDES; OXYGEN COMPOUNDS; TRANSITION ELEMENT COMPOUNDS; WELDING; ZIRCONIUM COMPOUNDS

Optional Information

Notes
Imprint:Fuegen von Keramik, Glas und Metall.