(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも多孔層と緻密層とが積層された積層体の検査方法であって、
前記積層体を焼成する前に、前記積層体の長さ、面積又は体積の少なくとも１つを測定する第１の工程と、
前記積層体を焼成した後、前記積層体の長さ、面積又は体積の少なくとも１つを測定する第２の工程と、
前記第１の工程による第１測定値及び前記第２の工程による第２測定値に基づいて、前記積層体の収縮率を算出する第３の工程と、
前記第３の工程で算出された収縮率に基づいて、前記積層体の収縮率の良否を判断する第４の工程と、
前記第１測定値及び前記第２測定値に基づいて、前記積層体のＳＮ比を算出する第５の工程と、
前記第５の工程で算出された前記ＳＮ比に基づいて、前記積層体の電流電圧特性の良否を判断する第６の工程と、
を有することを特徴とする積層体の検査方法。
【請求項２】
請求項１記載の検査方法において、前記第６の工程は、算出された前記ＳＮ比及び算出された前記収縮率に基づいて、予め設定された前記積層体の電流電圧特性データから前記積層体の電流電圧特性の良否を判断することを特徴とする積層体の検査方法。
【請求項３】
請求項１又は２記載の検査方法において、前記第６の工程は、前記積層体の電流電圧特性の良否を判断するとともに、前記積層体を電流電圧特性毎に区分することを特徴とする積層体の検査方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の検査方法において、前記第４の工程で前記積層体の収縮率が良であると判断された際にのみ、前記第５の工程に移行することを特徴とする積層体の検査方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の検査方法において、前記積層体は、少なくとも前記多孔層である電極層と前記緻密層である固体電解質とが積層された燃料電池用電解質・電極接合体であることを特徴とする積層体の検査方法。
【請求項６】
少なくとも多孔層と緻密層とが積層された積層体の検査装置であって、
前記積層体の焼成前後に、前記積層体の長さ、面積又は体積の少なくとも１つを測定する測定部と、
前記測定部で測定された焼成前の第１測定値及び焼成後の第２測定値に基づいて、前記積層体の収縮率を算出する第１の演算部と、
算出された前記収縮率に基づいて、前記積層体の収縮率の良否を判断する第１の判断部と、
前記第１測定値及び前記第２測定値に基づいて、前記積層体のＳＮ比を算出する第２の演算部と、
算出された前記ＳＮ比に基づいて、前記積層体の電流電圧特性の良否を判断する第２の判断部と、
を備えることを特徴とする積層体の検査装置。
【請求項７】
請求項６記載の検査装置において、前記第２の判断部は、算出された前記ＳＮ比及び算出された前記収縮率に基づいて、予め設定された前記積層体の電流電圧特性データから前記積層体の電流電圧特性の良否を判断することを特徴とする積層体の検査装置。
【請求項８】
請求項６又は７記載の検査装置において、前記第２の判断部は、前記積層体の電流電圧特性の良否を判断するとともに、前記積層体を電流電圧特性毎に区分することを特徴とする積層体の検査装置。
【請求項９】
請求項６〜８のいずれか１項に記載の検査装置において、前記積層体は、少なくとも前記多孔層である電極層と前記緻密層である固体電解質とが積層された燃料電池用電解質・電極接合体であることを特徴とする積層体の検査装置。
【請求項１０】
コンピュータによって少なくとも多孔層と緻密層とが積層された積層体を検査するための積層体の検査プログラムであって、
前記検査プログラムは、前記積層体の焼成前に測定された前記積層体の長さ、面積又は体積の少なくとも１つの第１測定値を得るステップと、
前記積層体の焼成後に測定された前記積層体の長さ、面積又は体積の少なくとも１つの第２測定値を得るステップと、
前記第１測定値及び前記第２測定値に基づいて、前記積層体の収縮率を算出するステップと、
算出された前記収縮率に基づいて、前記積層体の収縮率の良否を判断するステップと、
前記第１測定値及び前記第２測定値に基づいて、前記積層体のＳＮ比を算出するステップと、
算出された前記ＳＮ比に基づいて、前記積層体の電流電圧特性の良否を判断するステップと、
を有することを特徴とする積層体の検査プログラム。
【請求項１１】
請求項１０記載の検査プログラムにおいて、算出された前記ＳＮ比及び算出された前記収縮率に基づいて、予め設定された前記積層体の電流電圧特性データから前記積層体の電流電圧特性の良否を判断することを特徴とする積層体の検査プログラム。
【請求項１２】
請求項１０又は１１記載の検査プログラムにおいて、前記積層体の電流電圧特性の良否を判断するとともに、前記積層体を電流電圧特性毎に区分することを特徴とする積層体の検査プログラム。
【請求項１３】
請求項１０〜１２のいずれか１項に記載の検査プログラムにおいて、前記積層体は、少なくとも前記多孔層である電極層と前記緻密層である固体電解質とが積層された燃料電池用電解質・電極接合体であることを特徴とする積層体の検査プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも多孔層と緻密層とが積層された積層体の検査方法、検査装置及びコンピュータを用いた検査プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、固体酸化物形燃料電池（ＳＯＦＣ）は、固体電解質に酸化物イオン導電体、例えば、安定化ジルコニアを用いており、この固体電解質の両側にアノード電極及びカソード電極を配設した電解質・電極接合体（以下、ＭＥＡともいう）を、セパレータ（バイポーラ板）によって挟持している。
【０００３】
この種の電解質・電極接合体は、緻密層である固体電解質と多孔層である電極層とを積層して構成されている。従って、通常、電解質・電極接合体では、複数の焼成工程を施すことにより、固体電解質及び電極層を、順次、形成する作業が行われている。
【０００４】
そこで、電解質・電極接合体の製造作業全体の効率化を図るために、固体電解質及び電極層を一体に焼成することが考えられる。しかしながら、材料の異なる緻密層と多孔層とを一体にするため、焼成された積層体（電解質・電極接合体）の良否を正確に検査する必要がある。
【０００５】
例えば、特許文献１に開示されているセラミックシートの貫通孔検査方法では、絶縁性セラミックシートの両面を、平行に配置される２枚の電極板で挟み、前記電極板間に直流高電圧を印加したときに発生する放電電流を検出することにより、前記絶縁性セラミックシート中の最短長２Å以上の貫通孔の有無を検査している。
【０００６】
また、特許文献２に開示されている円筒型固体電解質形燃料電池の検査装置では、基体管上に空気極、電解質及び燃料極を形成してなる単セルを複数個インターコネクターを介して接続したセルチューブを、高温下で性能検査するものであり、入口側から順に、昇温部、高温保持部及び降温部に設定された連続炉と、前記セルチューブの上端を支持する支持部と、この支持部を搬送する搬送手段とを具備し、前記セルチューブへの燃料供給部、燃料排出部を常温下にするとともに、前記セルチューブを移動させ、前記高温保持部で前記セルチューブの性能検査及びセルチューブの下部に応力を負荷し高温における強度スクリーニング検査を行っている。
【０００７】
さらにまた、特許文献３では、少なくとも多孔層と緻密層を積層した積層体の欠陥を検出する装置であって、熱源又は冷却源と、温度分布検出器を備え、上記熱源又は冷却源は、上記多孔層側に配置され、この多孔層の被検査領域をほぼ均一に加熱又は冷却でき、上記温度分布検出器は、上記緻密層側に配置され、且つ多孔層の上記被検査領域に対して積層方向に隣接する上記緻密層の被検査領域において、上記多孔層側からの透過熱の分布を検出している。
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−０９０３４６号公報
【特許文献２】特開２００４−３２７１２９号公報
【特許文献３】特開２００５−１０８８０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記の特許文献１では、絶縁性セラミックシート全数に対し、直流高電圧を印加して貫通孔を検査しなければならない。このため、検査工程及び検査時間が煩雑で、且つ時間のかかるものとなるとともに、高電圧印加装置が必要となる。
【００１０】
しかも、絶縁性セラミックシートの貫通孔の有無についてのみ検査するものであり、この絶縁性セラミックシートの組織緻密性については、検査することができず、ＭＥＡ内部における電流電圧特性の良否を判断することが困難である。さらに、直流高電圧が印加されるため、積層体に対してこの直流高電圧等による劣化等が懸念される。
【００１１】
また、上記の特許文献２では、セルチューブ全数に対し、高温下で性能検査を行わなければならない。従って、多くの検査工数及び検査時間がかかるとともに、高温炉や加熱器等の検査設備が必要となり、経済的ではない。しかも、検査課程で、セルチューブに温度変化や酸化還元挙動により劣化が生ずる懸念がある。
【００１２】
さらにまた、上記の特許文献３では、積層体全数に対し、加熱又は冷却処理を施して前記積層体の多孔層側からの透過熱の分布を検出している。このため、多くの検査工数及び検査時間がかかるとともに、多数の検査設備（ヒータ、ベルチェ素子、赤外線カメラ、超音波振動子、超音波探傷子等）が必要となり、経済的ではないという問題がある。しかも、積層体の導電率に大きく影響する組織緻密性については、検査することができないという問題がある。その上、検査課程で積層体に温度変化や振動等によって劣化が生じるおそれがある。
【００１３】
本発明はこの種の問題を解決するものであり、簡単、経済的且つ積層体に負荷をかけない構成及び工程で、積層体の収縮率及び電流電圧特性を検出することができ、発電性能の良否を確実に判断することが可能な積層体の検査方法、検査装置及び検査プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、少なくとも多孔層と緻密層とが積層された積層体の検査方法に関するものである。この検査方法は、積層体を焼成する前に、前記積層体の長さ、面積又は体積の少なくとも１つを測定する第１の工程と、前記積層体を焼成した後、前記積層体の長さ、面積又は体積の少なくとも１つを測定する第２の工程と、前記第１の工程による第１測定値及び前記第２の工程による第２測定値に基づいて、前記積層体の収縮率を算出する第３の工程と、前記第３の工程で算出された収縮率に基づいて、前記積層体の収縮率の良否を判断する第４の工程と、前記第１測定値及び前記第２測定値に基づいて、前記積層体のＳＮ比を算出する第５の工程と、前記第５の工程で算出された前記ＳＮ比に基づいて、前記積層体の電流電圧特性の良否を判断する第６の工程とを有している。
【００１５】
ここで、ＳＮ比（Ｓ／Ｎ）とは、信号（signal）とノイズ（noise）との比率をいい、電気通信の他、機械、電気、化学や品質管理等にも利用されている。本発明では、予めＳＮ比と積層体の電流電圧特性との関係を設定し、このＳＮ比に基づいて前記積層体の電流電圧特性の良否が判断される。
【００１６】
また、第６の工程は、算出されたＳＮ比及び算出された収縮率に基づいて、予め設定された積層体の電流電圧特性データから前記積層体の電流電圧特性の良否を判断することが好ましい。このため、積層体の電流電圧特性の良否が、一層高精度に判断され、発電性能の高い積層体を容易且つ確実に検出することができる。
【００１７】
さらに、第６の工程は、積層体の電流電圧特性の良否を判断するとともに、前記積層体を電流電圧特性毎に区分することが好ましい。従って、複数の積層体をセル化及び／又はスタック化する際に、近似する電流電圧特性毎に積層体を組み込むことが可能になる。これにより、セル及び／又はスタック内では、それぞれの積層体の電流電圧特性の差が最小化され、発電性能、温度及び燃料利用率等が平準化されて前記セル及び／又は前記スタックの耐久性及び寿命の向上が図られる。
【００１８】
さらにまた、第４の工程で積層体の収縮率が良であると判断された際にのみ、第５の工程に移行することが好ましい。このため、不良の積層体を早期に取り除くことができ、検査時間及び検査工数の削減が図られ、検査全体の効率が良好に向上する。
【００１９】
また、積層体は、少なくとも多孔層である電極層と緻密層である固体電解質とが積層された燃料電池用電解質・電極接合体であることが好ましい。従って、所望の発電性能を有するとともに、内部の組織緻密性のばらつき等のない、良好な電流電圧特性を有する電解質・電極接合体を確実に得ることができる。
【００２０】
さらに、本発明は、少なくとも多孔層と緻密層とが積層された積層体の検査装置に関するものである。この検査装置は、積層体の焼成前後に、前記積層体の長さ、面積又は体積の少なくとも１つを測定する測定部と、前記測定部で測定された焼成前の第１測定値及び焼成後の第２測定値に基づいて、前記積層体の収縮率を算出する第１の演算部と、算出された前記収縮率に基づいて、前記積層体の収縮率の良否を判断する第１の判断部と、前記第１測定値及び前記第２測定値に基づいて、前記積層体のＳＮ比を算出する第２の演算部と、算出された前記ＳＮ比に基づいて、前記積層体の電流電圧特性の良否を判断する第２の判断部とを備えている。
【００２１】
さらにまた、第２の判断部は、算出されたＳＮ比及び算出された収縮率に基づいて、予め設定された積層体の電流電圧特性データから前記積層体の電流電圧特性の良否を判断することが好ましい。このため、積層体の電流電圧特性の良否が、一層高精度に判断され、発電性能の高い積層体を容易且つ確実に検出することができる。
【００２２】
また、第２の判断部は、積層体の電流電圧特性の良否を判断するとともに、前記積層体を電流電圧特性毎に区分することが好ましい。従って、複数の積層体をスタックする際に、近似する電流電圧特性毎に積層体を組み込むことが可能になる。これにより、スタック内では、それぞれの積層体の電流電圧特性の差が最小化され、発電性能、温度及び燃料利用率等が平準化されて前記スタックの耐久性及び寿命の向上が図られる。
【００２３】
さらに、積層体は、少なくとも多孔層である電極層と緻密層である固体電解質とが積層された燃料電池用電解質・電極接合体であることが好ましい。従って、所望の発電性能を有するとともに、内部の組織緻密性のばらつき等のない、良好な電流電圧特性を有する電解質・電極接合体を確実に得ることができる。
【００２４】
さらにまた、本発明は、コンピュータによって少なくとも多孔層と緻密層とが積層された積層体を検査するための積層体の検査プログラムに関するものである。この検査プログラムは、積層体の焼成前に測定された前記積層体の長さ、面積又は体積の少なくとも１つの第１測定値を得るステップと、前記積層体の焼成後に測定された前記積層体の長さ、面積又は体積の少なくとも１つの第２測定値を得るステップと、前記第１測定値及び前記第２測定値に基づいて、前記積層体の収縮率を算出するステップと、算出された前記収縮率に基づいて、前記積層体の収縮率の良否を判断するステップと、前記第１測定値及び前記第２測定値に基づいて、前記積層体のＳＮ比を算出するステップと、算出された前記ＳＮ比に基づいて、前記積層体の電流電圧特性の良否を判断するステップとを有している。
【００２５】
また、検査プログラムは、算出されたＳＮ比及び算出された収縮率に基づいて、予め設定された積層体の電流電圧特性データから前記積層体の電流電圧特性の良否を判断することが好ましい。このため、積層体の電流電圧特性の良否が、一層高精度に判断され、発電性能の高い積層体を容易且つ確実に検出することができる。
【００２６】
さらに、検査プログラムは、積層体の電流電圧特性の良否を判断するとともに、前記積層体を電流電圧特性毎に区分することが好ましい。従って、複数の積層体をスタックする際に、近似する電流電圧特性毎に積層体を組み込むことが可能になる。これにより、スタック内では、それぞれの積層体の電流電圧特性の差が最小化され、発電性能、温度及び燃料利用率等が平準化されて前記スタックの耐久性及び寿命の向上が図られる。
【００２７】
さらにまた、積層体は、少なくとも多孔層である電極層と緻密層である固体電解質とが積層された燃料電池用電解質・電極接合体であることが好ましい。このため、所望の発電性能を有するとともに、内部の組織緻密性のばらつき等のない、良好な電流電圧特性を有する電解質・電極接合体を確実に得ることができる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、積層体の焼成前後の収縮率が算出され、この収縮率の良否が判断されるため、収縮率の低い、すなわち、緻密化が十分でない緻密層を有する積層体を取り除くことができる。このため、簡単、経済的且つ積層体に負荷をかけない工程及び構成で、高い発電性能を有する積層体を確実に検出することが可能になる。
【００２９】
さらに、積層体のＳＮ比を算出し、このＳＮ比に基づいて前記積層体の電流電圧特性の良否が判断されるため、発電性能（電流電圧特性）の低い積層体を取り除くことができる。従って、簡単、経済的且つ積層体に負荷をかけない工程及び構成で、高い発電性能を有する積層体を確実に検出することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
図１は、本発明に係る積層体の検査方法、検査装置及び検査プログラムが適用される積層体である電解質・電極接合体１０（以下、ＭＥＡ１０という）の概略断面説明図である。
【００３１】
ＭＥＡ１０は、電解質１２の一方の面にアノード電極１４が形成されるとともに、前記電解質１２の他方の面には、中間層１６を介装してカソード電極１８が形成される。
【００３２】
電解質１２は、例えば、イットリア安定化ジルコニア系（ＹＳＺ）で構成され、アノード電極１４は、例えば、ニッケル−イットリア安定化ジルコニア系サーメット（Ｎｉ−ＹＳＺ）で構成される。中間層１６は、例えば、ガドリニウム・ド−プ・セリア系（ＧＤＣ）で形成され、カソード電極１８は、例えば、ランタン・ストロンチウム・コバルト・鉄系（ＬＳＣＦ）で形成される。なお、電解質１２とアノード電極１４との間には、中間層１６を設けることも可能である。
【００３３】
電解質１２としては、上記の他に、サマリウム・ドープ・セリア系（ＳＤＣ）、スカンジア安定化ジルコニア系（ＳｃＳＺ）、ランタンガレート系（ＬＳＧＭ、ＬＳＧＭＣ）、ガドリニウム・ドープ・セリア系（ＧＤＣ）又はイットリア・ドープ・セリア系（ＹＤＣ）を用いることができる。
【００３４】
アノード電極１４としては、上記の他に、ニッケル−サマリウム・ドープ・セリア系サーメット（Ｎｉ−ＳＤＣ）又はニッケル−スカンジア安定化ジルコニア系サーメット（Ｎｉ−ＳｃＳＺ）を用いることができる。
【００３５】
中間層１６としては、上記の他に、サマリウム・ドープ・セリア系（ＳＤＣ）又はイットリア・ドープ・セリア系（ＹＤＣ）を用いることができる。カソード電極１８としては、上記の他に、ランタン・ストロンチウム・マンガナイト系（ＬＳＭ）、ランタン・ストロンチウム・コバルタイト系（ＬＳＣ）、バリウム・ストロンチウム・コバルタイト系（ＢＳＣ）、バリウム・ストロンチウム・コバルト・鉄系（ＢＳＣＦ）又はサマリウム・ストロンチウム・コバルタイト系（ＳＳＣ）を用いることができる。
【００３６】
電解質１２、アノード電極１４、中間層１６及びカソード電極１８は、後述するように、それぞれ所定の厚さｔ１、ｔ２、ｔ３及びｔ４に設定される。
【００３７】
図２は、本発明の検査装置を構成するコンピュータ２０の説明図である。コンピュータ２０を構成するＣＰＵ（中央処理装置）２２は、演算装置２４及び制御装置２６を有する。演算装置２４には、第１記憶装置２８及び第２記憶装置３０が接続されるとともに、ＣＰＵ２２には、外部から測定装置３２を介して後述する検出信号が入力される。
【００３８】
図３に示すように、演算装置２４は、測定装置３２から入力されるＭＥＡ１０の焼成前後の長さ、面積又は体積の測定値に基づいて前記ＭＥＡ１０の収縮率を算出する第１の演算部３４と、前記測定値に基づいて前記ＭＥＡ１０のＳＮ比を算出する第２の演算部３６とを備える。
【００３９】
制御装置２６は、第１の演算部３４で算出された収縮率に基づいてＭＥＡ１０の収縮率の良否を判断する第１の判断部３８と、第２の演算部３６で算出されたＳＮ比に基づいて前記ＭＥＡ１０の電流電圧特性（Ｉ−Ｖ特性）の良否を判断するとともに、前記ＭＥＡ１０を電流電圧特性毎に区分する第２の判断部４０とを備える。
【００４０】
第１記憶装置２８には、ＭＥＡ１０の収縮率の良否を判断するための収縮率データが記憶されている。第２記憶装置３０には、例えば、図４に示すように、電流電圧特性データが、収縮率及び／又はＳＮ比との関係で記憶されている。
【００４１】
測定装置３２には、例えば、ＭＥＡ１０の各辺の長さを非接触で計測する３次元形状計測装置が用いられる。
【００４２】
次に、本実施形態に係る検査方法について、図５に示すフローチャートに沿って以下に説明する。
【００４３】
図１に示すＭＥＡ１０では、例えば、アノードサポートセルを構成しており、焼成前に電解質１２の厚さｔ１が０．５μ〜３０μ、アノード電極１４の厚さｔ２が１００μ〜１０００μ、中間層１６の厚さｔ３が０．５μ〜３０μ及びカソード電極１８の厚さｔ４が１μ〜１００μに調整される。
【００４４】
そこで、例えば、電解質１２とアノード電極１４とが積層された積層体５０を一体焼成する場合について説明すると、先ず、焼成前の前記積層体５０の４辺の長さが、測定装置３２を介して非接触で測定される（ステップＳ１）。この測定結果である第１測定値は、ＣＰＵ２２の演算装置２４に送られる。
【００４５】
次いで、積層体５０が焼成された後（ステップＳ２）、この焼成後の積層体５０の４辺の長さが測定される（ステップＳ３）。この測定結果である第２測定値は、ＣＰＵ２２の演算装置２４に送られる。
【００４６】
演算装置２４では、入力された第１測定値及び第２測定値に基づいて、第１の演算部３４により積層体５０の収縮率が演算される（ステップＳ４）。例えば、焼成前の積層体５０の各辺の長さが１００ｍｍであり、焼成後の前記積層体５０の各辺の長さが８０ｍｍであれば、長さの収縮率は、２０．０％となる。
【００４７】
制御装置２６では、第１の判断部３８が第１記憶装置２８に記憶されている収縮率データを読み込み（ステップＳ５）、この収縮率データに基づいて、算出された収縮率の良否が判定される（ステップＳ６）。そして、焼成前後の積層体５０の収縮率が良であると判断されると（ステップＳ６中、ＹＥＳ）、ステップＳ７に進んで、ＳＮ比が算出される。
【００４８】
なお、焼成前後における積層体５０の面積の収縮率や体積の収縮率は、それぞれ長さの収縮率とは異なる収縮率データに基づいて良否が判定される。積層体５０の縦寸法、横寸法及び厚さ寸法によって、収縮率に差が発生するからである。
【００４９】
また、ステップＳ６における収縮率の良否判定では、収縮率が理想値に近い程良品である。この理想値は、原材料や焼成温度等によって変動するものである。
【００５０】
さらに、ステップＳ７では、以下に示す計算式に沿ってＳＮ比が算出される。すなわち、焼成前の積層体５０の基準とする辺の測定値ｍ、焼成後の前記積層体５０の基準とする辺の測定値ｙ、及び測定数ｎ（４辺の場合は、ｎ＝４）とする。そして、積層体５０の各辺について、ｍ×ｙ、ｍ2及びｙ2が求められる。
【００５１】
次いで、Ｌ＝Σ（ｍ×ｙ）、ｒ＝Σ（ｍ2）及びＳＴ＝Σ（ｙ2）（測定数はｎ）が設定された後、Ｓβ＝Ｌ2／ｒ、Ｓｅ＝ＳＴ−Ｓβ、Ｖｅ＝Ｓｅ／（ｎ−１）、β2＝（Ｓβ−Ｖｅ）／ｒ及びσ2＝Ｖｅが順に演算されることにより、η（ＳＮ比）＝１０ｌｏｇ（β2／σ2）［ｄｂ］が得られる。これにより、ＳＮ比は、高い程良好であると判断される。
【００５２】
そこで、ステップＳ８に進んで、第２記憶装置３０から電流電圧特性データが読み込まれる。この電流電圧特性データは、図４に示されているように、ＳＮ比が高い程よく、且つ収縮率が目標値に近い程良好である。そして、ステップＳ９では、算出されたＳＮ比に基づいて、積層体５０の電流電圧特性の良否が判断される。
【００５３】
この場合、本実施形態では、積層体５０の焼成前後の収縮率が算出され、予め設定されている収縮率データに基づいて、前記収縮率の良否が判断されている。このため、収縮率の低い、すなわち、緻密化が十分でない電解質１２（緻密層）を有する積層体５０を取り除くことができる。これにより、簡単、経済的且つ積層体に負荷をかけない工程及び構成で、高い発電性能を有する積層体５０を確実に検出することができ、高品質のＭＥＡ１０を製造することが可能になる。
【００５４】
さらに、積層体５０のＳＮ比を算出し、このＳＮ比に基づいて、前記積層体５０の電流電圧特性の良否が判断されている。ここで、ＳＮ比の低い積層体５０は、収縮むら、反り、うねり等が発生している。収縮むらにより緻密化にばらつきが発生すると、ＭＥＡ１０の発電にむらが発生して温度分布が惹起するとともに、内部応力にもむらが生じ、前記ＭＥＡ１０の発電効率が低下してしまう。一方、積層体５０に反りやうねりが発生すると、ＭＥＡ１０と集電体との密着不良が発生し、集電不良によって接触抵抗や抵抗過電圧が増大するおそれがある。
【００５５】
従って、ＳＮ比に基づいて、積層体５０の電流電圧特性の良否を判断することにより、簡単、経済的且つ積層体に負荷をかけない工程及び構成で、高い発電性能を有する積層体５０を確実に検出することが可能になる。具体的には、図６に示すように、所望の収縮率、例えば、理想値近傍においてＳＮ比が高い積層体５０では、良好な発電性能を発揮することができる。
【００５６】
さらに、第２の判断部４０及びステップＳ９において、算出されたＳＮ比及び算出された収縮率に基づいて、電流電圧特性データから積層体５０の電流電圧特性の良否を判断することが可能になる。このため、積層体５０の電流電圧特性の良否が、一層高精度に判断され、発電性能の高い積層体５０を容易且つ確実に検出することができる。
【００５７】
さらに、第２の判断部４０及びステップＳ９において、電流電圧特性の良否を判断するとともに、積層体５０を電流電圧特性毎に区分することが可能になる。従って、セル化やスタック化する際には、互いに近似する電流電圧特性を有するＭＥＡ１０を複数組み込むことにより、セル内やスタック内で個々のＭＥＡ１０の電流電圧特性の差が最小化され、発電性能、温度及び燃料利用率等が平準化されて耐久性及び寿命の向上が図られるという利点がある。
【００５８】
また、ステップＳ６において、積層体５０の収縮率が不良であると判断されると（ステップＳ６中、ＮＯ）、ステップＳ７以降の工程が停止される。このため、不良の積層体５０を早期に取り除くことができ、検査時間及び検査工程の削減が図られ、検査全体の効率が良好に向上する。
【００５９】
しかも、積層体５０は、ＭＥＡ１０を構成する電解質１２及びアノード電極１４であり、この積層体５０を含む前記ＭＥＡ１０は、所望の発電性能を有するとともに、内部の組織緻密性のばらつき等のない良好な電流電圧特性を確実に得ることができる。
【００６０】
なお、本実施形態では、積層体５０が電解質１２とアノード電極１４との２層構造を有しているが、これに限定されるものではなく、前記電解質１２と中間層１６の２層や前記電解質１２とカソード電極１８の２層であってもよい。また、３層以上であってもよい。例えば、電解質１２、アノード電極１４及び中間層１６の３層や前記電解質１２、前記アノード電極１４及びカソード電極１８の３層や前記電解質１２、前記カソード電極１８及び前記中間層１６の３層からなる積層体５０や前記電解質１２、前記アノード電極１４、前記中間層１６及び前記カソード電極１８の４層からなる前記積層体５０や前記電解質１２、前記アノード電極１４、前記カソード電極１８、前記中間層１６（前記アノード電極１４側）及び、前記中間層１６（前記カソード電極１８側）の５層からなる前記積層体５０を用いてもよい。また、中間層１６は、電解質１２とアノード電極１４との間に介装してもよいし、前記電解質１２とカソード電極１８との間に介装してもよく、いずれか一方、両方、又は、いずれにも用いなくてもよい。
【００６１】
また、ＭＥＡ１０は、アノード電極１４の厚さｔ２が１００μ〜１０００μを有する、所謂、アノードサポートセルを構成しているが、これに限定されるものではない。例えば、電解質１２の厚さｔ１が１００μ〜１０００μ、アノード電極１４の厚さｔ２及びカソード電極１８の厚さｔ４が１μ〜１００μ、中間層１６の厚さｔ３が０．５μ〜３０μの、所謂、電解質サポートセルを用いてもよい。その際、積層体５０を構成する電解質１２、アノード電極１４、中間層１６及びカソード電極１８は、上記のアノードサポートセルと同様に、焼成前の厚さの約８０％の厚さに収縮する。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明に係る積層体の検査方法、検査装置及び検査プログラムが適用される積層体である電解質・電極接合体の概略断面説明図である。
【図２】前記検査装置を構成するコンピュータの説明図である。
【図３】前記コンピュータを構成するＣＰＵのブロック図である。
【図４】電流電圧特性データの説明図である。
【図５】前記検査方法及び前記検査プログラムを説明するフローチャートである。
【図６】収縮率とＳＮ比との関係説明図である。
【符号の説明】
【００６３】
１０…ＭＥＡ                      １２…電解質
１４…アノード電極                １６…中間層
１８…カソード電極                ２０…コンピュータ
２２…ＣＰＵ                      ２４…演算装置
２６…制御装置                    ２８、３０…記憶装置
３２…測定装置                    ３４、３６…演算部
３８、４０…判断部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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