负氧离子制造装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种在比以往低的温度下发生高浓度的负氧离子的负氧离子制造装置。在本发明专利技术的负氧离子制造装置（１）中，设置了选自氧化铈烧结体、氧化铈.氧化铝烧结体、或氧化铈与氧化钙.氧化铝复合氧化物的烧结体中的氧化物烧结体和该氧化物烧结体的加热装置（４）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种负氧离子制造装置。负氧离子(带负电荷的氧原子)也称为O-离子基，是可在例如气体中的氧化反应、半导体制造工序中的硅氧化膜的制作、草莓等果实的防霉、金枪鱼等鱼贝类的保鲜、医疗设备和地板、空气调节器的杀菌·灭菌等各种领域中使用的极为有用的物质。
技术介绍
对于负氧离子，人们已知通过使经放电等而发生的氧原子附着低能量电子来进行制造的方法。可是，这样的方法为了发生放电而需要高真空，同时在能量方面存在问题。本专利技术者们曾提出了不需要高真空和放电能量就高效率地制造负氧离子的制造方法和制造装置，并实现12CaO·7Al2O3晶体(以下也称为C12A7)(例如专利文献1)。在使用了C12A7的负氧离子的制造中，通过外加电场能极高效地制造负氧离子，但工业上利用C12A7时，存在有待进一步解决的问题。即，含有高浓度的负氧离子的C12A7用于氧化促进材料和杀菌材料等用途时，需要将C12A7在700℃以上的高温度保持。在高温度下装置材料也受限，另外，对C12A7的烧结体或保持它的构件等的热冲击也变大。因此，希望得到一种在更低的温度下制造负氧离子的装置。专利文献1国际公开第03/050037号小册子
技术实现思路
本专利技术的课题是提供一种能够在比以往低的温度下高效率地制造负氧离子的负氧离子制造装置，另外，本专利技术的课题是，提供一种即使对使用了本专利技术者们曾提出的12CaO·7Al2O3复合氧化物的负氧离子制造装置的工作温度700℃进行大幅度降低，也能够制造高浓度的负氧离子的负氧离子制造装置。另外，本专利技术的课题是，提供一种能够以少的电量高效率地加热氧化物烧结体，从而高效率地生成高浓度的负氧离子的负氧离子制造装置。本专利技术涉及一种负氧离子制造装置，在该负氧离子制造装置中，设置了选自氧化铈烧结体、氧化铈·氧化铝烧结体、或氧化铈与氧化钙·氧化铝复合氧化物的烧结体中的氧化物烧结体和该氧化物烧结体的加热装置。另外，根据上面所述的负氧离子制造装置，其中氧化铈·氧化铝烧结体具有氧化铈(IV)∶氧化铝按以摩尔比计为1∶5的组成。根据上面所述的负氧离子制造装置，其中氧化铈与氧化钙·氧化铝复合氧化物的烧结体具有氧化铈(IV)∶氧化铝∶氧化钙按摩尔比计等于2.1∶4.9∶12的组成。根据上面所述的负氧离子制造装置，其中氧化物烧结体配置在多孔性陶瓷基体、或氧离子导电性固体电解质基体上。根据上面所述的负氧离子制造装置，其中在多孔性陶瓷基体、或氧离子导电性固体电解质基体的表面或内部配置了加热装置。根据上面所述的负氧离子制造装置，其中在多孔性陶瓷基体、或氧离子导电性固体电解质基体的与配置有氧化物烧结体的面相反的面上配置阴极，在与配置阴极的面相反的一侧配置阳极，在阴极侧设置氧室，在阴极和阳极之间施加电压，在配置有阳极的一侧配置负氧离子生成室。根据上面所述的负氧离子制造装置，其中阳极与氧化物烧结体隔开间隔而设置。本专利技术的负氧离子制造装置，提供一种通过在400～600℃这一比以往低的温度下加热烧结体、可制造负氧离子的装置，负氧离子制造装置的结构由于低温化因而简化，另外，热冲击或热过程对构成部件的影响也小，获得了负氧离子的适用范围也大幅度扩大的效果。附图说明图1是说明本专利技术的负氧离子制造装置的一个实施例的图。图2是说明本专利技术使加热器和含有氧化铈(IV)的烧结体一体化的负氧离子制造装置的发生部的图。图3是说明本专利技术使加热器和含有氧化铈(IV)的烧结体一体化的负氧离子制造装置的发生部的另一例的图。图4是说明本专利技术使加热器和含有氧化铈(IV)的烧结体一体化的负氧离子制造装置的发生部的又一例的图。图5是说明负氧离子的检测装置的图。符号说明1···负氧离子制造装置、2···负氧离子发生部件、3···阴极、4···加热装置4、5···隔壁、6···氧室、7···负氧离子的生成室、8···氧供给口、9···负氧离子的发生部、10···阳极、E1···生成电压、11···照射部、12加速电极、E2···加速电源、13···试样、14···稀有气体流入口、15···稀有气体排出口、16···稀有气体流、17···冷却装置、18···冷却介质、31···发生部、32···基体、33···加热器、34···烧结体、35···多孔电极、36···引出电极、41···检测装置、42···真空容器、43···试样保持台、44···试样、45···电加热器、46···温度测定装置、47···温度控制装置、48···压力计、49···真空排气装置、50···高压脉冲电源、51···加速电极、52···检测器、53···测量装置具体实施方式本专利技术者们发现，含有氧化铈(IV)的烧结体，具体地讲，单一氧化铈(IV)的烧结体、氧化铈(IV)与氧化铝的烧结体、或者氧化钙与氧化钙·氧化铝复合氧化物的烧结体，可在比使用氧化钙·氧化铝复合氧化物的烧结体的负氧离子制造装置低的温度下工作。氧化铈(IV)烧结体、氧化铈(IV)与氧化铝的烧结体、或者氧化铈(IV)与氧化钙·氧化铝复合氧化物、即与12CaO·7Al2O3的烧结体，在比以往低的温度下发生负氧离子的详细原因不清楚，但这样的现象完全不能预期。适合于本专利技术的负氧离子制造装置的氧化铈(IV)烧结体、氧化铈(IV)与氧化铝的烧结体、氧化铈(IV)与氧化钙·氧化铝复合氧化物的烧结体，均可通过在规定大小以上的氧分压、和被限制的水蒸气分压下、在1200-1500℃烧结4-8小时而制造，具体讲，可通过在氧分压大于2kPa、优选为10kPa以上的气氛中进行烧结而制造。另外，优选在水蒸气分压为10Pa以下、更优选为10-3Pa以下的干燥氧气氛围中进行。烧结气氛可使用空气、氧、或氧与氮、氩、氦等的混合气体气氛，但从制备高纯度的氧化物烧结体方面出发，优选使用高纯度的氧、或氧与惰性气体的混合气体。氧化铈烧结体，可通过将氧化铈(IV)的平均粒径为1μm左右的颗粒成型为所规定的形状之后、进行烧结而制造。另外，氧化铈(IV)与氧化铝的烧结体，可通过与单一氧化铈(IV)的烧结同样地、对将氧化铈(IV)和氧化铝以摩尔比1∶5的混合比混合而成的组合物进行烧结，从而制造。另外，上述氧化铈(IV)与氧化钙·氧化铝复合氧化物的烧结体，可对CeO2∶Al2O3∶CaO＝2.1∶4.9∶12(摩尔比)的混合组合物进行烧结来制造。在氧气氛围中大量存在水分的场合，烧结时从该水分中产生的OH-离子进入到烧结体内，而氧不能高效率地进入晶体结构内部，因此优选在降低了水蒸气分压的气氛中进行烧结。另外，本专利技术的含有氧化铈(IV)的烧结体，均可以是单独成型后进行烧结而得到的烧结体，也可以是在氧化锆或由三氧化二钇稳定的氧化锆等的氧离子导电性固体电解质上形成的烧结体。另外，也可以是采用等离子体照射等方法在基体上形成的烧结体。关于烧结原料，不限于氧化物，可将象含有碳、氢、氧的化合物那样，具体地讲，象碳酸盐、氢氧化物等那样通过烧结容易只生成氧化物的物质作为原料。图1是说明本专利技术的负氧离子制造装置的一个实施例的图。负氧离子的制造装置1具有由含有氧化铈(IV)的烧结体构成的负氧离子发生部件2，在圆筒状体的负氧离子发生部件2的内部的底面配置有阴极3，并且设置有用于加热烧结体的电加热器、卤灯等加热装置4，利用隔壁5分离成氧本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种负氧离子制造装置，其特征在于，在负氧离子制造装置中，设置有选自氧化铈烧结体、氧化铈.氧化铝烧结体、或氧化铈与氧化钙.氧化铝复合氧化物的烧结体中的氧化物烧结体和该氧化物烧结体的加热装置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：李全新，鸟本善章，定方正毅，
申请(专利权)人：株式会社日本氧化，电气化学工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]