JP2011044321A - Manufacturing method of separator with gas diffusion layer for fuel cell - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、燃料電池用ガス拡散層付きセパレータの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a separator with a gas diffusion layer for a fuel cell.
固体高分子型燃料電池は、空気極および燃料極（電極）に空気および燃料（燃料流体）をそれぞれ供給し、各電極での電気化学反応によって電力を得る装置である。従来、固体高分子型燃料電池では、固体高分子膜（電解質膜）と、固体高分子膜の両面に設けられた触媒層と、これら固体高分子膜および各触媒層を挟むように設けられたガス拡散層とからなる単セルを、金属板等のセパレータを介して直列に積層する構成（セルスタック）が採用されている。 A polymer electrolyte fuel cell is a device that supplies air and fuel (fuel fluid) to an air electrode and a fuel electrode (electrode), respectively, and obtains electric power by an electrochemical reaction at each electrode. Conventionally, in a polymer electrolyte fuel cell, a solid polymer membrane (electrolyte membrane), a catalyst layer provided on both sides of the solid polymer membrane, and the solid polymer membrane and each catalyst layer are sandwiched. A configuration (cell stack) is employed in which single cells including a gas diffusion layer are stacked in series via a separator such as a metal plate.
セパレータは、隣接する各単セルの空気と燃料との混合を防ぐとともに、単セル同士を電気的に接続している。ガス拡散層は、各触媒層に燃料流体をそれぞれ供給するために、導電性の多孔質材料からなる薄板や、セパレータの表面に形成された多数の溝等によって構成されている。 The separator prevents mixing of air and fuel in each adjacent single cell and electrically connects the single cells. The gas diffusion layer is configured by a thin plate made of a conductive porous material, a large number of grooves formed on the surface of the separator, and the like in order to supply a fuel fluid to each catalyst layer.
例えば特許文献１では、セパレータに多孔質材を拡散接合することにより、セパレータと多孔質材との接触面積を大きくして電気抵抗を低下させ、効率の向上を図っている。この特許文献１記載の技術では、セパレータとして、厚さが０．２ｍｍのステンレス鋼の平板が用いられ、多孔質体のガス拡散層としては、同じくステンレス鋼の粉末を発泡焼結させたものが用いられている。そして、このステンレス鋼の粉末をバインダー及び発泡剤と混合してなる発泡性スラリーをセパレータの表面にドクターブレード法又はスクリーン印刷によって所定の厚さに塗工し、これを乾燥、焼結することにより、セパレータにガス拡散層を拡散接合してなるガス拡散層付きセパレータを得るようにしている。 For example, in Patent Document 1, the porous material is diffusion-bonded to the separator to increase the contact area between the separator and the porous material, thereby reducing the electrical resistance and improving the efficiency. In the technique described in Patent Document 1, a stainless steel flat plate having a thickness of 0.2 mm is used as a separator, and a gas diffusion layer of a porous body is also obtained by foaming and sintering stainless steel powder. It is used. Then, a foamable slurry obtained by mixing this stainless steel powder with a binder and a foaming agent is applied to the surface of the separator to a predetermined thickness by the doctor blade method or screen printing, and then dried and sintered. The separator with the gas diffusion layer obtained by diffusion bonding the gas diffusion layer to the separator is obtained.
ところで、セパレータの表面に塗工した発泡性スラリーは、乾燥、焼結される際に大きく収縮する。この場合、セパレータの面積が小さいものは、収縮による影響は少ないが、セパレータの面積が大きくなると、ガス拡散層にクラックが生じ易い。このため、特許文献１記載の方法では、セパレータの面積を大きくして燃料電池の大容量化を図ることが難しい。 By the way, the foaming slurry coated on the surface of the separator is greatly shrunk when being dried and sintered. In this case, the separator having a small area is less affected by the shrinkage, but if the separator area is large, the gas diffusion layer is likely to crack. For this reason, in the method described in Patent Document 1, it is difficult to increase the capacity of the fuel cell by increasing the area of the separator.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、セパレータの面積を大きくしてもガス拡散層にクラックが生じにくい燃料電池用ガス拡散層付きセパレータの製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a method for producing a separator with a gas diffusion layer for a fuel cell, in which cracks are not easily generated in the gas diffusion layer even if the area of the separator is increased. And
本発明の燃料電池用ガス拡散層付きセパレータの製造方法は、セパレータ用金属粉、結着剤、可塑剤、溶剤を含む粘性組成物を薄板状に成形、乾燥してセパレータ用焼結前成形板を製造する工程、前記セパレータ用焼結前成形板を焼結してセパレータ用焼結板を製造する焼結工程、前記セパレータ用焼結板を圧密してセパレータ用焼結圧密板を製造する圧密工程、ガス拡散層用金属粉、結着剤、可塑剤、溶剤を含む発泡性スラリーを薄板状に成形、乾燥してなるガス拡散層用焼結前発泡成形板を前記セパレータ用焼結圧密板の表面に積層した複合板を製造する工程、この複合板を焼結してガス拡散層付きセパレータを製造する工程を含み、前記セパレータ用焼結板の破断伸びを０．４％以上、密度比を８０％以上とし、前記セパレータ用焼結圧密板の密度比を９０％以上とすることを特徴とする。 The method for producing a separator with a gas diffusion layer for a fuel cell according to the present invention comprises forming a viscous composition containing a metal powder for a separator, a binder, a plasticizer, and a solvent into a thin plate and drying it to form a pre-sintered molded plate for the separator A sintering process for sintering the separator pre-sintered molded plate to produce a separator sintered plate, and compacting the separator sintered plate to produce a separator sintered compacted plate Forming a foamed slurry containing a metal powder for a gas diffusion layer, a binder, a plasticizer, and a solvent into a thin plate and drying the pre-sintered foamed molded plate for a gas diffusion layer. Including a step of manufacturing a composite plate laminated on the surface of the substrate, a step of manufacturing a separator with a gas diffusion layer by sintering the composite plate, the breaking elongation of the sintered plate for separator is 0.4% or more, and the density ratio 80% or more, sintering for the separator The density ratio of the fine plate, characterized in that 90% or more.
従来技術でガス拡散層にクラックが生じるのは、ガス拡散層を焼結する際の収縮率がセパレータの金属板と大きく異なることが原因である。したがって、クラックの発生を防止するためには、両者の収縮率を近づければよいと考えられるが、燃料電池のセパレータは、スタックされた単セルを気密に隔離するためのものであるから、これをガス拡散層と同じような通気性に優れる多孔質体とすることはできない。 The reason why cracks occur in the gas diffusion layer in the prior art is that the shrinkage rate when the gas diffusion layer is sintered is greatly different from the metal plate of the separator. Therefore, in order to prevent the occurrence of cracks, it is considered that the contraction rate of both should be close, but the separator of the fuel cell is for airtightly isolating the stacked single cells. Cannot be made into a porous body having excellent air permeability like the gas diffusion layer.
本発明者は、セパレータを焼結体によって製造するとしても、焼結後の破断伸びを０．４％以上、密度比を８０％以上とし、その焼結後に圧密加工を施すことによって密度比を９０％以上まで高め、更にこれを再焼結することにより密度比が９８．５〜１００％のセパレータを得ることができることを見出すとともに、その製造プロセスにおいて２回の焼結工程を経ることに着目し、その再焼結時の熱処理を利用してガス拡散用成形板を焼結するようにしたのである。 Even if the inventor manufactures the separator with a sintered body, the elongation at break after sintering is 0.4% or more, the density ratio is 80% or more, and the density ratio is set by performing consolidation after the sintering. Focusing on the fact that a separator with a density ratio of 98.5 to 100% can be obtained by increasing it to 90% or more and further re-sintering, and undergoes two sintering steps in the manufacturing process. However, the gas diffusion molded plate was sintered by using the heat treatment during the re-sintering.
本発明の製造方法において、前記複合板を製造する工程は、前記セパレータ用焼結圧密板の表面にガス拡散層用金属粉、結着剤、可塑剤、溶剤を含む発泡性スラリーを薄板状に成形して乾燥することにより行うことができる。
セパレータ用焼結圧密板をキャリアシートとして利用して発泡性スラリーを塗工することができ、その塗工作業によりセパレータ用焼結圧密板の上にガス拡散用焼結前成形板を直接積層することができる。
In the production method of the present invention, the step of producing the composite plate comprises forming a foamable slurry containing metal powder for a gas diffusion layer, a binder, a plasticizer, and a solvent on a surface of the sintered compacted plate for a separator. It can be performed by molding and drying.
A foamed slurry can be applied using a sintered compacted plate for a separator as a carrier sheet, and a pre-sintered molded plate for gas diffusion is directly laminated on the sintered compacted plate for a separator by the coating operation. be able to.
また、本発明の製造方法において、前記複合板を製造する工程は、予め前記ガス拡散層用金属粉、結着剤、可塑剤、溶剤を含む発泡性スラリーを薄板状に成形、乾燥して前記ガス拡散層用焼結前発泡成形板を製造しておき、このガス拡散層用焼結前発泡成形板を前記セパレータ用焼結圧密板の上に積層することにより行うことができる。
ガス拡散用焼結前発泡成形板を予め成形しておくことにより、その乾燥工程時にガス拡散用焼結前発泡成形板単体で収縮させることになり、積層後の収縮率の差をさらに小さくすることができる。
In the production method of the present invention, the step of producing the composite plate may be performed by molding and drying the foamable slurry containing the metal powder for gas diffusion layer, the binder, the plasticizer, and the solvent in advance into a thin plate shape. It can be performed by producing a pre-sintered foam molded plate for gas diffusion layer and laminating this pre-sintered foam molded plate for gas diffusion layer on the sintered compacted plate for separator.
By pre-molding the pre-sintered foam molded plate for gas diffusion, the foamed pre-sintered foam molded plate itself is shrunk during the drying process, further reducing the difference in shrinkage after lamination. be able to.
そして、これらの製造方法によって製造されたガス拡散層付きセパレータは、密度比が９９．４〜１００％のセパレータの表面に通気性に優れるガス拡散層が拡散接合しており、両者の間の電気抵抗が小さく、燃料流体を均一に拡散させて供給することができる。 In the separator with a gas diffusion layer manufactured by these manufacturing methods, a gas diffusion layer having excellent air permeability is diffusion bonded to the surface of the separator having a density ratio of 99.4 to 100%. The resistance is small, and the fuel fluid can be uniformly diffused and supplied.
本発明のガス拡散層付きセパレータの製造方法によれば、セパレータを焼結体によって形成したことにより、このセパレータの再焼結時の収縮率と、その上で焼結されるガス拡散層の収縮率とが近くなり、両者の収縮率差に基づくガス拡散層のクラックの発生を防止することができる。この場合、セパレータとしては、破断伸びが０．４％以上、密度比８０％以上の焼結板から密度比９０％以上に圧密して再焼結することにより製造しており、最終の密度比を９８．５〜１００％とすることができ、しかも、その再焼結工程を利用してガス拡散層を焼結するようにしており、効率的に製造することができる。 According to the method for producing a separator with a gas diffusion layer of the present invention, since the separator is formed of a sintered body, the shrinkage rate during re-sintering of the separator and the shrinkage of the gas diffusion layer sintered thereon And the occurrence of cracks in the gas diffusion layer based on the difference in contraction rate between the two can be prevented. In this case, the separator is manufactured by compacting and sintering from a sintered plate having a breaking elongation of 0.4% or more and a density ratio of 80% or more to a density ratio of 90% or more. 98.5 to 100%, and the gas diffusion layer is sintered using the re-sintering process, and can be manufactured efficiently.
以下、本発明のガス拡散層付きセパレータの製造方法の実施形態について説明する。
この実施形態の製造方法は、図１のフローチャートに示したように、結着剤、可塑剤、溶剤とセパレータ用チタン原料粉を混合して粘性組成物を調製する工程と、その粘性組成物を薄板状に成形および乾燥してセパレータ用焼結前成形板を製造する工程と、セパレータ用焼結前成形板を脱脂・焼結してセパレータ用焼結板を製造する工程と、セパレータ用焼結板を圧密してセパレータ用焼結圧密板を製造する工程とを備え、これら一連のセパレータ製造用のプロセスとは別に、結着剤、発泡剤、可塑剤、溶剤とガス拡散層用チタン原料粉を混合して発泡性スラリーを調製する工程を有し、その発泡性スラリーをセパレータ用焼結圧密板の上に薄板状に成形および乾燥してガス拡散層用焼結前発泡成形板を積層した複合板を製造する工程と、この複合板全体を焼結してガス拡散層付きセパレータを製造する工程とを含んでいる。
これら各工程を順に説明する。Ｓ１〜Ｓ８の符号は図１のフローチャートの工程に対応する。
Hereinafter, an embodiment of a manufacturing method of a separator with a gas diffusion layer of the present invention is described.
As shown in the flowchart of FIG. 1, the manufacturing method of this embodiment includes a step of preparing a viscous composition by mixing a binder, a plasticizer, a solvent and a titanium raw material powder for a separator, and the viscous composition. Forming and drying into a thin plate to produce a pre-sintered molded plate for a separator, degreasing and sintering the pre-sintered molded plate for a separator to produce a sintered plate for a separator, and sintering for a separator In addition to a series of processes for manufacturing separators, a binder, a foaming agent, a plasticizer, a solvent, and a titanium raw material powder for a gas diffusion layer. To prepare a foamable slurry, and the foamable slurry is formed into a thin plate shape on a sintered compacted plate for a separator and dried to laminate a pre-sintered foamed molded plate for a gas diffusion layer. The process of manufacturing the composite board and this Sintering the entire composite plate and a process for producing a separator with the gas diffusion layer.
Each of these steps will be described in turn. Reference numerals S1 to S8 correspond to the steps in the flowchart of FIG.
（セパレータ用粘性組成物の調製工程：Ｓ１）
結着剤は、水溶性のものと有機溶剤溶解性のもののどちらも利用することができる。水溶性の結着剤にはたとえば、メチルセルロース系、エチルセルロース系、ポリビニルアルコール系の結着剤を使用でき、有機溶剤溶解性の結着剤にはたとえば、アクリル系、ポリビニルブチラール系、エチルセルロース系の結着剤を使用できる。
可塑剤は、水溶性結着剤を使用する場合にはグリセリン、エチレングリコール、ポリエチレングリコールなどを使用でき、有機溶剤溶解性結着剤を使用する場合にはフタル酸エステルなどを使用できる。
溶剤は、水溶性結着剤を使用する場合には水を使用し、有機溶剤溶解性結着剤を使用する場合にはエタノール、トルエン、イソプロパノール、ターピネオール、ブチルカルビトール、シクロヘキサン、メチルエチルケトンなどが使用できる。ただし、工程の環境負荷低減を考慮すると水溶性の結着剤を使用することが望ましい。
(Preparation process of viscous composition for separator: S1)
Either a water-soluble or organic solvent-soluble binder can be used. Examples of water-soluble binders that can be used include methylcellulose-based, ethylcellulose-based, and polyvinyl alcohol-based binders. Examples of organic solvent-soluble binders include acrylic-based, polyvinylbutyral-based, and ethylcellulose-based binders. Adhesives can be used.
As the plasticizer, glycerin, ethylene glycol, polyethylene glycol or the like can be used when a water-soluble binder is used, and phthalic acid ester or the like can be used when an organic solvent-soluble binder is used.
When using a water-soluble binder, use water, and when using an organic solvent-soluble binder, use ethanol, toluene, isopropanol, terpineol, butyl carbitol, cyclohexane, methyl ethyl ketone, etc. it can. However, it is desirable to use a water-soluble binder in consideration of reducing the environmental load of the process.
チタン原料粉はチタン粉、水素化チタン粉、チタン合金粉の１種または２種以上の混合粉を使用できる。チタン原料粉の粒子径は、チタン含有粘性組成物が適度な粘性と流動性を示し、薄板状に成形しやすくできるような粒子径が望ましく、平均粒子径４μｍ〜２００μｍ、さらに望ましくは８μｍ〜５０μｍの範囲がよい。この平均粒子径は、レーザー回折法により測定される。
チタン含有粘性組成物の配合組成において、チタン原料粉に対する結着剤の割合が、後述する焼結前成形板の強さを決めるので、焼結前成形板の強さという観点からは結着剤の割合が高い方がよい。しかし、それが高くなると、焼結前成形板を焼結して得られるチタン焼結薄板に含まれる炭素量と酸素量が増加して、次工程の圧密時に破損しやすくなる。従って、チタン原料粉に対する結着剤の割合を低く抑制する必要があり、その結果、チタン原料粉に対する結着剤の配合比率Ｂは質量％で０．０３％〜３％、望ましくは０．１％〜１％の範囲がよい。
As the titanium raw material powder, one or a mixture of two or more of titanium powder, titanium hydride powder, and titanium alloy powder can be used. The particle diameter of the titanium raw material powder is desirably such that the titanium-containing viscous composition exhibits appropriate viscosity and fluidity and can be easily formed into a thin plate shape, and the average particle diameter is 4 μm to 200 μm, more desirably 8 μm to 50 μm. The range is good. This average particle diameter is measured by a laser diffraction method.
In the compounding composition of the titanium-containing viscous composition, the ratio of the binder to the titanium raw material powder determines the strength of the pre-sintered molded plate, which will be described later. A higher percentage is better. However, if it becomes high, the amount of carbon and the amount of oxygen contained in the titanium sintered thin plate obtained by sintering the pre-sintered shaped plate will increase, and it will be easily damaged during consolidation in the next step. Therefore, it is necessary to suppress the ratio of the binder to the titanium raw material powder to be low, and as a result, the blending ratio B of the binder to the titanium raw material powder is 0.03% to 3% by mass, desirably 0.1%. A range of% to 1% is preferable.
しかし、チタン原料粉に対する結着剤の配合比率が質量％で１％を下回ると、焼結前成形板の強さが不十分になり、例えばドクターブレード法で成形する場合にキャリヤシートから焼結前成形板を剥離できなくなるなどの不具合が生じる。そこで、その問題を解決するために種々の検討を行った結果、可塑剤の配合比率を調整することで不具合を克服できることを見出した。すなわち、チタン原料粉に対する可塑剤の配合比率を質量％で２％以上とすることで焼結前成形板に可撓性と伸び性が付与されて破損しにくくなる。一方で可塑剤の配合比率が３０％を超えると乾燥時にベナードセル（コーティングした塗料の乾燥過程において未乾燥の塗料が対流して塗膜表面に多数発生する特殊なセル構造）が形成して焼結前成形板の密度が不均一になったり、乾燥しにくくなったりすることから、チタン原料粉に対する可塑剤の配合比率Ｐは２〜３０％、望ましくは４％〜２０％になるように配合するとよい。 However, if the blending ratio of the binder with respect to the titanium raw material powder is less than 1% by mass, the strength of the pre-sintered molded plate becomes insufficient. For example, when forming by the doctor blade method, the carrier sheet is sintered. Problems such as being unable to peel off the pre-formed plate occur. As a result of various studies to solve the problem, it was found that the problem can be overcome by adjusting the blending ratio of the plasticizer. That is, by setting the blending ratio of the plasticizer with respect to the titanium raw material powder to 2% or more by mass%, flexibility and elongation are imparted to the pre-sintered molded plate, and it is difficult to break. On the other hand, when the blending ratio of the plasticizer exceeds 30%, a Benard cell (a special cell structure in which a lot of undried paint convects during the drying process of the coated paint and occurs on the surface of the paint film) is formed and sintered. When the density of the pre-formed plate becomes uneven or difficult to dry, the blending ratio P of the plasticizer to the titanium raw material powder is 2 to 30%, preferably 4% to 20%. Good.
（薄板成形および乾燥工程：Ｓ２）
次に、前述のように調製したチタン含有粘性組成物を薄板状に成形し、溶剤を蒸発させて、焼結前成形板を製造する。
チタン含有粘性組成物の成形は、ドクターブレード法などの粘性組成物をキャリヤシート上に直接塗布する方法、リップコーティング法などの粘性組成物をキャリヤシート上に押出しながら塗布する方法、オフセット印刷、グラビア印刷などの粘性組成物を転写塗布する方法、のいずれの方法を利用してもよい。ドクターブレード法、リップコーティング法は、チタン含有粘性組成物が均一分散し易いので成形方法として好ましい。
乾燥は、溶剤の蒸発が速すぎると焼結前成形板にクラックが入ってしまうことがあるので、クラックが入らない温度および風量を選んで行う。
(Thin plate forming and drying step: S2)
Next, the titanium-containing viscous composition prepared as described above is formed into a thin plate shape, and the solvent is evaporated to produce a pre-sintered formed plate.
The titanium-containing viscous composition can be formed by directly applying a viscous composition such as a doctor blade method onto a carrier sheet, applying a viscous composition such as a lip coating method while extruding onto a carrier sheet, offset printing, gravure. Any method of transferring and applying a viscous composition such as printing may be used. The doctor blade method and the lip coating method are preferable as the molding method because the titanium-containing viscous composition is easily dispersed uniformly.
Since drying may cause cracks in the pre-sintered molded plate if the solvent evaporates too quickly, drying is performed at a temperature and an air volume that do not cause cracks.
（焼結前圧密工程：Ｓ３）
次に、このようにして得られた焼結前成形板を厚さ減少率が１〜２０％の範囲で圧密する。この焼結前の段階で圧密することで、焼結後の密度を上げ、焼結後の伸びを向上させることができる。圧密の方法は一軸プレス、ロール圧延、その他、どのような方法を用いてもよいが、長尺品を連続的に製造する場合にはロール圧延法が適している。
(Consolidation step before sintering: S3)
Next, the pre-sintered shaped plate thus obtained is consolidated in a thickness reduction rate range of 1 to 20%. By compacting at the stage before sintering, the density after sintering can be increased and the elongation after sintering can be improved. The consolidation method may be any method such as uniaxial pressing, roll rolling, or the like, but the roll rolling method is suitable for continuous production of long products.
（焼結工程：Ｓ４）
次に、圧密した焼結前成形板を焼結してチタン焼結板を製造する。
焼結前成形板はチタン原料粉の他に結着剤と可塑剤を含んでいる。可塑剤は通常、３００℃以下で蒸発してしまうのでチタンの焼結に悪影響を及ぼさない。これに対して、結着剤は、非酸化性雰囲気では約５００℃までにほぼ９０％以上が熱分解するが、一部が残炭成分として８００℃以上まで残り、８００℃を超えると残炭成分がチタンと反応して炭化チタン粒子を形成するようになる。炭化チタン粒子が形成するとチタン焼結板が脆くなって、次工程の圧密工程で破損する原因となる。従って、焼結の昇温過程では、残炭量を少なく抑制するために結着剤を十分に分解、除去できるように、結着剤の熱分解温度の前後で昇温速度を遅くしたり、保持時間を設定したりすることが望ましい。具体的には、３５０〜６００℃の温度範囲に１０〜３００分保持するとよい。
焼結の雰囲気は、チタンは酸化しやすく、窒化しやすいので、アルゴン雰囲気、もしくは真空中で行う。焼結の温度は、チタン原料粉の粒径等にも依存するが、９５０℃〜１４００℃、望ましくは１０００〜１３６０℃で２０〜６０分保持するとよい。この焼結により、破断伸びが０．４％以上、密度比が８０％以上のチタン焼結板とする。破断伸びの測定方法については後述する。密度比は、寸法および質量から算出される。
(Sintering process: S4)
Next, the compacted pre-sintered shaped plate is sintered to produce a titanium sintered plate.
The pre-sintered molded plate contains a binder and a plasticizer in addition to the titanium raw material powder. Since the plasticizer usually evaporates at 300 ° C. or lower, it does not adversely affect the sintering of titanium. In contrast, in the non-oxidizing atmosphere, almost 90% or more of the binder is thermally decomposed by about 500 ° C., but a part remains up to 800 ° C. or more as a residual carbon component. The component reacts with titanium to form titanium carbide particles. When titanium carbide particles are formed, the titanium sintered plate becomes brittle and causes damage in the subsequent consolidation step. Therefore, in the temperature rising process of sintering, in order to sufficiently decompose and remove the binder in order to suppress the amount of residual carbon, the heating rate is slowed before and after the thermal decomposition temperature of the binder, It is desirable to set a retention time. Specifically, it is good to hold | maintain for 10 to 300 minutes in the temperature range of 350-600 degreeC.
The sintering atmosphere is performed in an argon atmosphere or in a vacuum because titanium is easily oxidized and nitrided. The sintering temperature depends on the particle size of the titanium raw material powder, but is preferably maintained at 950 to 1400 ° C, preferably 1000 to 1360 ° C for 20 to 60 minutes. By this sintering, a titanium sintered plate having a breaking elongation of 0.4% or more and a density ratio of 80% or more is obtained. A method for measuring the elongation at break will be described later. The density ratio is calculated from the dimensions and mass.
（圧密工程：Ｓ５）
次に、チタン焼結板を圧密し、チタン焼結圧密板を製造する。
圧密の方法は一軸プレス、ロール圧延、その他、どのような方法を用いてもよいが、長尺品を連続的に製造する場合にはロール圧延法が適している。焼結シート圧延法では、被圧延材の面内の密度分布が小さいので、難加工材でも容易にロール圧延できる。圧密体の密度比としては９０％以上のものを得ることができる。
(Consolidation process: S5)
Next, the titanium sintered plate is consolidated to produce a titanium sintered consolidated plate.
The consolidation method may be any method such as uniaxial pressing, roll rolling, or the like, but the roll rolling method is suitable for continuous production of long products. In the sintered sheet rolling method, since the in-plane density distribution of the material to be rolled is small, even difficult-to-work materials can be easily rolled. A density ratio of the compacted body can be 90% or more.
（ガス拡散層用発泡性スラリーの調製工程：Ｓ６）
チタン原料粉として、チタン粉、水素化チタン粉、またはこれらの混合粉を使用し、このチタン原料粉に、結着剤（有機バインダー）、発泡剤、可塑剤、溶剤及び必要に応じて界面活性剤を混合して発泡性スラリーを作製する。
例えば、チタン原料粉として、平均粒径５〜３０μｍの水素化チタン粉と、水素化チタン粉を脱水素処理することにより得られた平均粒径１０〜３０μｍの純チタン粉の混合粉を使用する。これらの混合粉を結合させる結着剤としては、水溶性のメチルセルロースまたはポリビニルアルコールを使用する。また、発泡剤としてネオペンタン、ヘキサンおよびペプタンを使用し、可塑剤としてグリセリンおよびエチレングリコール、溶剤として水、界面活性剤としてアルキルベンゼンスルホン酸塩を使用する。これらの原料を、混合粉：５〜８０質量％、結着剤：０．０５〜１０質量％、発泡剤：０．０５〜１０質量％、可塑剤：０．１〜１５質量％、界面活性剤：０．０５〜５質量％、溶剤（水）：残部、の比率で混合して、発泡性スラリーが調整される。
(Process for preparing foaming slurry for gas diffusion layer: S6)
Titanium powder, titanium hydride powder, or mixed powders are used as the titanium raw material powder, and this titanium raw material powder has a binder (organic binder), a foaming agent, a plasticizer, a solvent, and surface active as required. An effervescent slurry is prepared by mixing the agent.
For example, a mixed powder of titanium hydride powder having an average particle diameter of 5 to 30 μm and pure titanium powder having an average particle diameter of 10 to 30 μm obtained by dehydrogenating the titanium hydride powder is used as the titanium raw material powder. . As a binder for binding these mixed powders, water-soluble methylcellulose or polyvinyl alcohol is used. Further, neopentane, hexane and peptane are used as the foaming agent, glycerin and ethylene glycol are used as the plasticizer, water is used as the solvent, and alkylbenzene sulfonate is used as the surfactant. These raw materials are mixed powder: 5 to 80% by mass, binder: 0.05 to 10% by mass, foaming agent: 0.05 to 10% by mass, plasticizer: 0.1 to 15% by mass, and surface activity. The foamable slurry is prepared by mixing at a ratio of agent: 0.05 to 5 mass%, solvent (water): balance.
（焼結前発泡成形板積層工程：Ｓ７）
次に、この発泡性スラリーをセパレータ用焼結圧密板の上に薄板状に成形し、発泡、乾燥させることにより、ガス拡散層用焼結前発泡成形板をセパレータ用焼結圧密板の上に積層状態に製造する。
その成形は、前述したセパレータ用焼結前成形板の製造と同様にドクターブレード法などの方法を採用することができる。図２はドクターブレード法によってセパレータ用焼結圧密板の上にガス拡散層用焼結前発泡成形板を積層している状態を示している。適当な長さに裁断したセパレータ用焼結圧密板１を水平に搬送しながら、その上にホッパー２内の発泡性スラリー３をドクターブレード４によって薄く延ばして均一厚さに塗工する。そして、この発泡性スラリーが塗工された焼結圧密板１を発泡槽５に送り、発泡槽５で湿度が７５〜９５％、温度が３０〜４０℃、滞留時間が１０〜２０分の条件の下、発泡性スラリーをスポンジ状に発泡させる。続いて、乾燥槽６に送り、温度が５０〜７０℃、滞留時間が５０〜７０分の条件の下で乾燥させることにより、焼結圧密板１の上に、スポンジ状の焼結前発泡成形板７が積層状態に形成される。この焼結前発泡成形板７は、スラリー中の発泡剤が発泡したことにより、互いに連通する複数の空孔を備えた３次元網目構造を有し、その網目構造の骨格部分がチタン粉末により構成されている。
このセパレータ用焼結圧密板１にガス拡散層用焼結前発泡成形板７を積層した複合板８に対して、焼結前発泡成形板７の表面をわずかに圧延（スキン圧延）して、焼結前発泡成形板７の平坦性及び厚さの均一性の向上を図った後、必要に応じて所定の長さ毎に切断する。
(Pre-sintering foam molded plate lamination step: S7)
Next, this foamable slurry is formed into a thin plate shape on a sintered compacted plate for separators, foamed and dried, so that the foamed molded plate for gas diffusion layer is placed on the sintered compacted plate for separators. Manufacture in a laminated state.
For the molding, a method such as a doctor blade method can be adopted as in the production of the pre-sintered molded plate for a separator. FIG. 2 shows a state in which the pre-sintered foam molded plate for gas diffusion layer is laminated on the sintered compacted plate for separator by the doctor blade method. While the separator sintered compaction plate 1 cut to an appropriate length is conveyed horizontally, the foamable slurry 3 in the hopper 2 is thinly extended by the doctor blade 4 and coated to a uniform thickness. And the sintered compact board 1 with which this foaming slurry was coated is sent to the foaming tank 5, humidity is 75 to 95%, temperature is 30 to 40 degreeC, and the residence time is 10 to 20 minutes. The foamable slurry is foamed into a sponge. Subsequently, it is sent to a drying tank 6 and dried under a condition of a temperature of 50 to 70 ° C. and a residence time of 50 to 70 minutes. The plate 7 is formed in a laminated state. This pre-sintered foamed molded plate 7 has a three-dimensional network structure having a plurality of pores communicating with each other due to foaming of the foaming agent in the slurry, and the skeleton portion of the network structure is composed of titanium powder. Has been.
For the composite plate 8 in which the gas diffusion layer pre-sintering foam molded plate 7 is laminated on the separator sintered compacted plate 1, the surface of the pre-sintered foam molded plate 7 is slightly rolled (skin rolling), After improving the flatness and thickness uniformity of the pre-sintered foamed molded plate 7, it is cut into predetermined lengths as necessary.
（仕上げ焼結工程：Ｓ８）
次に、ガス拡散層用焼結前発泡成形板とセパレータ用焼結圧密板との複合板をジルコニア製の平板状圧縮部材（図示せず）の間に挟んで、当該複合板に対して１０〜１００ｇ／ｃｍ２の押圧力が作用するように荷重を加える。これにより、焼結前発泡成形板の表面は焼結圧密板の上面に所定の圧力で押し付けられた状態になる。なお、上記押圧力は、上記加重を、発泡成形板における焼結圧密板側の全面積で割ることによって単純に計算した値である。また、上記平板状圧縮部材は、焼結圧密板や発泡成形板と反応しないものであれば、ジルコニア以外の材質のものであってもよい。
そして、平板状圧縮部材によって押圧された複合板に対して、真空中又はアルゴン雰囲気において、３５０〜６００℃の温度範囲に１０〜３００分保持して、発泡成形板における結着剤成分を除去する脱脂を行い、さらに真空中又はアルゴン雰囲気において、９５０℃〜１４００℃、望ましくは１０００〜１３６０℃で２０〜６０分保持することにより、発泡成形板からガス拡散層を焼成するとともに、焼結圧密板の上面に拡散接合する。また、この焼結工程により、焼結圧密板が再焼結され、密度比９８．５〜１００％の緻密なチタン板のセパレータとなる。
(Finishing sintering process: S8)
Next, the composite plate of the pre-sintered foamed molded plate for the gas diffusion layer and the sintered compacted plate for the separator is sandwiched between zirconia flat plate-like compression members (not shown), and 10% of the composite plate is placed. A load is applied so that a pressing force of ˜100 g / cm 2 acts. As a result, the surface of the pre-sintered foam molded plate is pressed against the upper surface of the sintered compacted plate with a predetermined pressure. The pressing force is a value simply calculated by dividing the load by the total area on the sintered compacted plate side of the foam molded plate. The flat compression member may be made of a material other than zirconia as long as it does not react with the sintered compacted plate or the foamed molded plate.
And it hold | maintains for 10 to 300 minutes in the temperature range of 350-600 degreeC in a vacuum or argon atmosphere with respect to the composite board pressed by the flat compression member, and removes the binder component in a foaming molding board. It is degreased and further held in a vacuum or argon atmosphere at 950 ° C. to 1400 ° C., preferably 1000 ° C. to 1360 ° C. for 20 to 60 minutes, thereby firing the gas diffusion layer from the foam molded plate and sintering and compacting the plate. Diffusion bonding is performed on the upper surface. In addition, the sintered compacted plate is re-sintered by this sintering step, and becomes a dense titanium plate separator having a density ratio of 98.5 to 100%.
このような製造プロセスにより、図３に示すガス拡散層付きセパレータ１１が製造される。このガス拡散層付きセパレータ１１は、密度比９８．５〜１００％の緻密な焼結体からなるセパレータ１２の表面に、５０〜９７％の高気孔率の３次元網目構造を有するガス拡散層１３が拡散接合によって一体化した構造とされる。そして、その製造プロセスにおいて、ガス拡散層１３は、その発泡性スラリーがセパレータ用焼結圧密板の上に塗工されてから仕上げ焼結工程が終了するまでの間に例えば２０〜３０％収縮するが、セパレータ用焼結圧密板も仕上げ焼結工程において２〜５％収縮し、セパレータとして金属溶製板を用いた場合に比べて、両者の収縮率差が小さくなるので、ガス拡散層１３のクラックの発生を防止することができる。 By such a manufacturing process, the separator 11 with a gas diffusion layer shown in FIG. 3 is manufactured. This separator 11 with a gas diffusion layer has a gas diffusion layer 13 having a three-dimensional network structure with a high porosity of 50 to 97% on the surface of a separator 12 made of a dense sintered body having a density ratio of 98.5 to 100%. Are integrated by diffusion bonding. In the manufacturing process, the gas diffusion layer 13 contracts, for example, by 20 to 30% after the foaming slurry is applied on the sintered compaction plate for separator and until the finish sintering step is completed. However, the sintered compacted plate for the separator is also shrunk by 2 to 5% in the final sintering step, and the difference in shrinkage between the two is smaller than when a metal melted plate is used as the separator. Generation of cracks can be prevented.
以上の実施形態では、セパレータ用焼結圧密板の上に発泡性スラリーを直接塗工してガス拡散層用焼結前発泡成形板を形成したが、発泡性スラリーを別途キャリアシートの上に塗工して、発泡、乾燥することにより、ガス拡散層用焼結前発泡成形板を形成しておき、これをセパレータ用焼結圧密板の上に重ねて複合板とするようにしてもよい。
前述の実施形態のようにセパレータ用焼結圧密板の上に発泡性スラリーを直接塗工してガス拡散層用焼結前発泡成形板を形成する場合は、ガス拡散層としては、発泡スラリーの発泡、乾燥工程と焼結工程との両方で収縮が生じることになるが、別途、ガス拡散層用成形板を成形しておく方法の場合は、発泡スラリーの発泡、乾燥時にガス拡散層用焼結前発泡成形板単体で数％程度収縮させておくことになり、これをセパレータ用焼結圧密板の上に積層した後の焼結工程時の両者の収縮率の差をさらに小さくすることができる。
In the above embodiment, the foamable slurry is directly coated on the sintered compacted plate for the separator to form the pre-sintered foamed molded plate for the gas diffusion layer. However, the foamable slurry is separately coated on the carrier sheet. It is also possible to form a pre-sintered foamed molded plate for the gas diffusion layer by foaming and drying, and then stacking this on the sintered compacted plate for the separator to form a composite plate.
When the foamed slurry is directly coated on the sintered compacted plate for the separator as in the above-described embodiment to form the pre-sintered foamed molded plate for the gas diffusion layer, the gas diffusion layer is made of foam slurry. Shrinkage occurs in both the foaming and drying process and the sintering process. However, in the case of separately forming the gas diffusion layer molding plate, the foaming slurry is foamed and dried during the drying. It is necessary to shrink the foamed molding plate before bonding by a few percent, and to further reduce the difference between the shrinkage rates during the sintering process after laminating this on the sintered compacted plate for separator. it can.
以下、本発明の効果確認のために行った試験結果について説明する。
まず、焼結により高密度のセパレータを製造するための条件を確認するために行った試験について説明する。
チタン含有粘性組成物としては、表１に示す成分組成のチタン原料粉、結着剤、可塑剤を混合して調整した。表１中、実施例４のチタン原料粉は、チタン（Ｔｉ）粉末と水素化チタン（ＴｉＨ２）粉末とを１０：９０の質量比で混合して得た混合粉である。また、結着剤の配合比Ｂ及び可塑剤の配合比Ｐは、それぞれチタン原料粉の質量を１００としたときの質量比である。
Hereinafter, the test results performed for confirming the effect of the present invention will be described.
First, a test conducted to confirm conditions for producing a high-density separator by sintering will be described.
The titanium-containing viscous composition was prepared by mixing a titanium raw material powder having a component composition shown in Table 1, a binder, and a plasticizer. In Table 1, the titanium raw material powder of Example 4 is a mixed powder obtained by mixing titanium (Ti) powder and titanium hydride (TiH 2 ) powder at a mass ratio of 10:90. The blending ratio B of the binder and the blending ratio P of the plasticizer are mass ratios when the mass of the titanium raw material powder is 100, respectively.
次に、この表１に示す各試料をドクターブレード法により薄板状に成形し、これを乾燥して焼結前成形板を製造した。この焼結前成形板の厚さは０．０７〜０．３５ｍｍであった。このうち、実施例６については、この焼結前成形体の段階でプレスによって圧延した。この圧延により、板厚は０．３２ｍｍから０．３０ｍｍに減少した。
そして、この焼結前成形板を表２に示す条件で脱脂処理を行った後に焼結処理することにより、チタン焼結板を製造した。焼結工程はアルゴン雰囲気で行った。製造されたチタン焼結板の厚さ、密度比、破断伸び、炭素量、酸素量を測定した。
密度比は試料の寸法及び重量から算出した。試料の平面寸法はノギスを用い、厚さはマイクロメータを用いて測定した。
破断伸びは、図４に示すように、幅１０ｍｍ、長さ１００ｍｍの長方形板状の試料片２１の両端部を引張り試験機のチャック２２により挟持し、その標点間距離Ｌが６０ｍｍ、クロスヘッドの速度が０．５ｍｍ／分として、破断時のチャック２２間の標点間距離Ｌの伸び（％）をクロスヘッド位置で測定した。
炭素量は、燃焼−赤外線吸収法により、酸素量は、不活性ガス融解−赤外線吸収法により、それぞれ測定した。
Next, each sample shown in Table 1 was formed into a thin plate shape by the doctor blade method, and this was dried to produce a pre-sintered formed plate. The thickness of the pre-sintered molded plate was 0.07 to 0.35 mm. Among these, about Example 6, it rolled with the press in the stage of this molded object before sintering. By this rolling, the plate thickness was reduced from 0.32 mm to 0.30 mm.
And after performing the degreasing process on this pre-sintered molded board on the conditions shown in Table 2, the titanium sintered board was manufactured by sintering. The sintering process was performed in an argon atmosphere. The thickness, density ratio, elongation at break, carbon content and oxygen content of the manufactured titanium sintered plate were measured.
The density ratio was calculated from the size and weight of the sample. The planar dimension of the sample was measured using a caliper, and the thickness was measured using a micrometer.
As shown in FIG. 4, the elongation at break is as shown in FIG. 4 in which both ends of a rectangular plate-shaped sample piece 21 having a width of 10 mm and a length of 100 mm are held between chuck chucks 22 of a tensile tester. The elongation (%) of the inter-marker distance L between the chucks 22 at the time of breaking was measured at the crosshead position at a speed of 0.5 mm / min.
The amount of carbon was measured by a combustion-infrared absorption method, and the amount of oxygen was measured by an inert gas melting-infrared absorption method.
次に、表２のようにして得られたチタン焼結板をロール圧延により圧密してチタン焼結圧密板とし、これを表３に示す条件で再焼結して、目的のチタン薄板（セパレータ）を製造した。この再焼結工程も、アルゴン雰囲気で行った。中間製造体であるチタン焼結圧密板の厚さ、密度比、及び最終製品であるチタン薄板の厚さ、密度比はそれぞれ表３に示す通りであった。 Next, the titanium sintered plate obtained as shown in Table 2 is compacted by roll rolling to form a titanium sintered compacted plate, which is then re-sintered under the conditions shown in Table 3 to obtain the target titanium thin plate (separator ) Was manufactured. This re-sintering process was also performed in an argon atmosphere. Table 3 shows the thickness and density ratio of the sintered titanium compacted plate as the intermediate product, and the thickness and density ratio of the titanium thin plate as the final product.
この表３から明らかなように、実施例の方法とすることにより、９９．４％以上の高密度で薄肉のチタン薄板を製造することができた。この場合、いずれの実施例も炭素量は０．３％以下、酸素量は０．５％以下で、従来のチタン薄板の用途において実用上問題ない純度であった。一方、比較例の方法の場合、試料７及び試料８では、チタン焼結圧密板にクラックが生じたものがあったため、クラックが生じなかったものについて密度比を測定し、再焼結したが、チタン薄板を所望の密度比にまで高めることはできなかった。また、実施例６に示すように、焼結前に成形体を若干圧延して焼結することにより、破断伸びを向上させ（表２参照）、再焼結後に密度比１００％のチタン薄板を得ることができた。 As is apparent from Table 3, by using the method of the example, a thin titanium plate having a high density of 99.4% or more could be produced. In this case, the carbon amount was 0.3% or less and the oxygen amount was 0.5% or less in any of the examples, and the purity was practically satisfactory in the use of the conventional titanium thin plate. On the other hand, in the case of the method of the comparative example, in Sample 7 and Sample 8, because there was a crack in the titanium sintered compacted plate, the density ratio was measured and re-sintered for those in which no crack occurred, The titanium sheet could not be increased to the desired density ratio. In addition, as shown in Example 6, the compact was slightly rolled and sintered before sintering to improve breaking elongation (see Table 2), and after re-sintering, a titanium thin plate having a density ratio of 100% was obtained. I was able to get it.
次に、上記のように焼結により製造されるチタン薄板と金属溶製材からなるチタン平板とをセパレータとして用い、これらの上にガス拡散層となるガス拡散層用焼結前発泡成形板を積層して焼結した。この場合、焼結により製造されるチタン薄板においては、その一連の製造プロセスの中で、再焼結工程の前のチタン焼結圧密板にガス拡散層用焼結前発泡成形板を積層して、これらを一体に焼結した。したがって、チタン焼結圧密板に対しては再焼結処理となる。
そして、ガス拡散層の寸法として幅、長さ、厚みを変えた４種類のものを製作し、仕上げ焼結工程として、真空雰囲気で４８０℃×３０分の脱脂処理後、１２００℃×６０分の焼結処理を行い、ガス拡散層のクラックの有無を目視により確認した。２ｍｍ以上のクラックが発生したものを×とし、発生していなかったものを○とした。その結果を表４に示す。
Next, a titanium thin plate produced by sintering as described above and a titanium flat plate made of a molten metal material are used as separators, and a pre-sintered foam molded plate for a gas diffusion layer to be a gas diffusion layer is laminated thereon. And sintered. In this case, in the titanium thin plate manufactured by sintering, a pre-sintered foam molded plate for gas diffusion layer is laminated on the titanium sintered compacted plate before the re-sintering step in the series of manufacturing processes. These were sintered together. Therefore, it becomes a re-sintering process with respect to a titanium sintered compact board.
Then, four kinds of gas diffusion layers having different widths, lengths, and thicknesses were manufactured, and as a final sintering process, after degreasing treatment in a vacuum atmosphere at 480 ° C. × 30 minutes, 1200 ° C. × 60 minutes. Sintering was performed, and the presence or absence of cracks in the gas diffusion layer was visually confirmed. The case where cracks of 2 mm or more occurred was rated as x, and the case where cracks did not occur was marked as ◯. The results are shown in Table 4.
表４では、チタン焼結圧密板を「焼結シート」とし、金属溶製材からなるチタン平板を「金属平板」としている。また、これら焼結シート又は金属平板へのガス拡散層用成形板の積層方法として、これら焼結シート又は金属平板の上に発泡性スラリーを塗工して発泡、乾燥させる方法と、予めガス拡散層用焼結前発泡成形板をドクターブレード法によって製造しておき、これを焼結シート又は金属平板に重ねる方法との両方について実施し、前者を「スラリー塗工」、後者を「グリーン乗せ」と表記した。なお、積層した複合板をジルコニア製の平板状圧縮部材の間に挟んで、２０ｇ／ｃｍ２又は３０ｇ／ｃｍ２の圧力を付与して焼結した。 In Table 4, a titanium sintered compacted plate is referred to as a “sintered sheet”, and a titanium flat plate made of a molten metal material is referred to as a “metal flat plate”. In addition, as a method of laminating the gas diffusion layer forming plate on the sintered sheet or metal flat plate, a foaming slurry is applied on the sintered sheet or metal flat plate and foamed and dried. The pre-sintered foam molded plate for the layer is manufactured by the doctor blade method, and this is carried out for both the method of stacking it on a sintered sheet or a metal flat plate, the former being “slurry coating” and the latter being “green” It was written. The laminated composite plate was sandwiched between flat plate-shaped compression members made of zirconia, and sintered by applying a pressure of 20 g / cm 2 or 30 g / cm 2 .
この表４から明らかなように、セパレータに金属平板を用いたものは、５０ｍｍ×５０ｍｍの小面積のものはクラックの発生が認められなかったが、面積が大きくなるとガス拡散層にクラックが認められた。これに対して、焼結シートのセパレータとすることにより、５０ｍｍ×５０ｍｍの小面積のものから２００ｍｍ×２００ｍｍの広い面積のものまでのいずれにもガス拡散層にクラックの発生は認められなかった。 As is apparent from Table 4, cracks were not observed in the case where a metal flat plate was used for the separator, but a small area of 50 mm × 50 mm, but cracks were observed in the gas diffusion layer as the area increased. It was. On the other hand, by using a sintered sheet separator, no crack was observed in the gas diffusion layer in any of a small area of 50 mm × 50 mm to a wide area of 200 mm × 200 mm.
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態の構成のものに限定されるものではなく、細部構成においては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。たとえば、水溶性の結着剤を使用する場合に粘性組成物にアルコールなどの消泡剤を添加するなどしてもよい。
また、図１に示す工程では、焼結前成形体を圧密加工してから焼結するようにしたが、焼結前成形体の圧密加工は必ずしも必須ということではない。
さらに、セパレータについての最初の焼結工程と、後の仕上げ焼結工程とで、その温度及び保持時間の範囲はいずれも同じ範囲としたが、その範囲内で、最初の焼結工程時の温度より仕上げ焼結工程時の温度を高くし、保持時間は仕上げ焼結工程の方を短く設定してもよいし、逆に、最初の焼結工程時の温度より仕上げ焼結工程時の温度より低くし、保持時間は仕上げ焼結工程の方を長く設定してもよい。また、両焼結工程とも同じ温度、同じ保持時間に設定してもよい。
また、セパレータ、ガス拡散層ともにチタンを原料としたが、ステンレス鋼等の他の金属粉を原料としてもよい。
The embodiment of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to the configuration of the above embodiment, and various modifications are made in the detailed configuration without departing from the spirit of the present invention. Is possible. For example, when a water-soluble binder is used, an antifoaming agent such as alcohol may be added to the viscous composition.
Further, in the process shown in FIG. 1, the compact before sintering is sintered after being compacted, but the compacting of the compact before sintering is not necessarily essential.
Furthermore, the temperature range and the holding time range are the same in the first sintering step for the separator and the subsequent finish sintering step, but the temperature during the first sintering step is within that range. The temperature during the final sintering process may be set higher, and the holding time may be set shorter in the final sintering process. Conversely, the temperature during the final sintering process may be lower than the temperature during the first sintering process. The holding time may be set longer in the finish sintering process. Moreover, you may set to the same temperature and the same holding time in both sintering processes.
Further, although titanium is used as a raw material for both the separator and the gas diffusion layer, other metal powders such as stainless steel may be used as a raw material.
１ セパレータ用焼結圧密板
２ ホッパー
３ 発泡性スラリー
４ ドクターブレード
５ 発泡槽
６ 乾燥槽
７ ガス拡散層用焼結前発泡成形板
１１ ガス拡散層付きセパレータ
１２ セパレータ
１３ ガス拡散層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Sintered compaction board for separators 2 Hopper 3 Foamable slurry 4 Doctor blade 5 Foaming tank 6 Drying tank 7 Foam molded board before sintering for gas diffusion layer 11 Separator with gas diffusion layer 12 Separator 13 Gas diffusion layer
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