Brevet FR2092845A1 — publié le 19720128

La présente invention concerne la fabrication et la mise en forme de la béta alumins, en particulier en rue de son stilisation comme électroiyte solide dans un générateur électrochimique, du dans une cellale d'éisotrolyse, dont au noirs en des réactifs est un méta. font de un sel de méta@@ongs. La béta@@lune o@ péta ai@@e cotq. est are foestarre Caessiquement représentée par la formole Na2 B, m Al2 D3 6 et S Il est cong @'elle best être eventagestement stilisée pour forme l'électrolyte solide dur générete éleriroinimique, @@ d'une reliute d'élétrolyse cont au moirs un des réactifs est un métal fonde en en sel de métal fonde, par ayemple un générareur ou type soufre- stdiam. A cet effet, un peut le préparer à partir d'un rérange puréraient de Na2 CO3 et de Al2 O3 en proportiers coveredies dus l'or traite ers 1600 C. @e produit obtenu, après refrofidissement à le rempérature ambiante, est conetitsé de part@@ies de néte a@@ming sayées dans Na A1 D2 que l'an dissout dans de l'eau Il reste la béte @mire pa@érolente dui est @@uite éciasée et/ou droyée, comprimée et fritrés eie 1850 - 1950 c. On part également traiter thermiquement en mélante pur érolant d'alemine et de carbonate de sodion à une température comprise entre 900 et 1650 C de mandère à engendrer les cristaux, poie on comprime et on tritte end température comprise entre 1400 et 1650 C. Toutefois, la demarneresse a pu constater qu'il était difficile par des precédés d'entenir des corps en béra@emine présentant une excellente étanchéité, ce qui est une condition indispensable pour leur stilisation comme électrolyte solide dans un générateur électronimique ou dans une ceilule à electrolyse. La présente @nention permet de remédier à cet inconvénient. Elle a pour objet un procédé de fabeisation de la béte alumine, en particulier en @@e ce son utilisation comme électrolyse soltoe, par traitement thermique d'un mélerge purérulent d'einment st de tarbonate de sodium en proportions convenables carattérisé par le fait que isdit mélange pul érulent est traité en autoreuset à one température de l'ordre de 2000 c. Les techniques de foesion se estcoreuset sont déjà connses depuis long temps et ne font bien entende pas pertis de l'inention. On utilise par exemple une codille er colvre refroion. le bain fonde ontenu est hsmogénisé, par exemple par agiteion électromagnétique, puis on opére un refroidissement rapide. On obtient alors un biec de béta eiumies. En vue de la mise en forme, ce blct est concassé, puis broyé par exempls au moyen de billes d'aoier dans une jarre en acier inoxydable. Une partie du fer élentuellement introduit lors de l'opération de broyage est éliminée par triage magnétique, le reste par attaque à l'acide chlorhydrique. Après lavage, rinçage, séchage on obtient de la poudre de bêta alumine, dont les grains peuvent présenter des dimensions de l'ordre de quelques microns. La poudre ainsi obtenue présente une très grande pureté, principalement en raison du falt que la fusion en autocreuset n'introduit pratiquement pas de pollution. Lette méthode présente de plus l'avantage s'être rapide et de fournir des formes tristellographiques stables aux températures de fonctionnement des réacregurs électrochimiques dont au moins un des réactifs est un métal fondu ou un el de métal fonde. La poudre de béta alumine est ensuite mise en forme er vue oe son utilisation comme électrolyte. Dans le cas du l'on veut réaliser un tube, on peut procéder avantageusement de la manière survante Dans un premier temps, la poudre est déposée sur un mandrin, par exemple par électrophorèee au projection au pistolet, apurés mise en suspension dans un solvant organique conterait éventuellement un liant. Puis on opère une compression isostique de dépot ainsi formé. Après démoulage, or réalise un préfittage ers 1200 à 1500 C, puis un frittage à l'air. par exemple dans un four à gaz, à une température voisine de 18000 C pendent environ 4 h. La montée en température Jusqu'à cette température de frittage est rapide. Elle peut être eswectuée en 3 heures. On opère également un refroidissement rapide. On peut de tette manière obtenir des tunes présentant une épaisseur comprise entre eOO et 600 microns et dont les parois ont très étanches. Ces tubes peuvent être avantageusement utilisés comme électrolyte dans des générateurs électrochimiques du type soufre-sodium ou dans des cellules à électrolyse, permettant de produire du sodium à partir de nitrate de sodium fondu. le procédé décrit ci-dessus est également applicable lorsqu'or veut réaliser des pièces planes oestinées à servir comme électrolyte solide, Bien entendu l'invention n'est nullement limitée au mode d'exécution décrit qui n'a été donné qu'à titre d'exempla. REVENDICATIONS 1/ Procédé de fabrication de bêta alumine, en particuller en de de son utilisation comme électrolyte solide, par traitement thermique d'un mélange pulvérulent d'alumine et de caroonate se ssaiim, en proportion convenables, caractérisé par le fait que ledit mélange pul@érulent est traité en autocreuset à une température de l'ordre de 2000 c. 2i Procédé selcr la revendication I caractérisé par le walt qu'après -efroidîs- sement rapide, on opère un concassage puis un broyage, le produit obtenu étant éventuellement aoumas à des opération de triage magnétique, lavage, rinçage, séchage, de manière à obtenir ure poudre très pure de bêta alumine. 3i Bêta Alumine caractérisée par le fait qu'elle a été obtenue selon l'une ou l'autre des revendications précédentes. 4/ Procédé de fabrication d'une pièce en bÉta alumine définie selon la revendication 3, destinée en particulier à servir d'électrolyte solide, caractérisé par le fait que dans un premier temps la poudre de bêta alumine est mise en forme, par exemple par dépôt sur un mandrin, par électrophorése ou projection au pistolet, après mise en suspension dans un solvant organique contenant éventuellement un liant, puis on opère une compression isostatique du dépot ainsi formé et, après élimination du support sur lequel on a effectué le dépôt, on réalise un préfrittage vers 1200 à 1500 C, puis un frittage à une température voisine de 1800 C, pendant environ 4 heures. 5/ Procédé selon la revendication 4 caractérisé par le fait que la montée en température, jusqu'à la températuTe de frittage, est rapide, se l'ordre de 3 heures. 6/ Procédé selon une de revendications 4 et 5 caractérisé par le fait qu'après frittage on opére un refroidissement rapide. 7/ Piéce en bêta alumine caractérisée par le fait qu'elle a été obtenue selon une des revendications 4 à 6. 8/ Générateur électrochimique ou cellule à électrolyse caractérisé par le fait qu il comporte une pièce selon la revendication 7, utilisée comme électrolyte solide.