本文關(guān)鍵詞：SOFC金屬連接體表面電沉積Co-Ni合金及抗氧化性研究

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【摘要】：固體氧化物燃料電池(Solid Oxide Fuel Cell,簡(jiǎn)稱SOFC)技術(shù)作為新型清潔能源發(fā)展支柱越來越引起人們的關(guān)注。針對(duì)中低溫固體氧化物燃料電池金屬連接體在應(yīng)用中存在抗氧化性不足和Cr揮發(fā)的問題,本文采用電沉積-氧化二步法在SUS 430不銹鋼連接體表面制備Co-Ni尖晶石結(jié)構(gòu)膜層,研究Co-Ni合金電沉積工藝以及改性后的連接體在800℃靜態(tài)空氣中抗氧化性和導(dǎo)電性。通過工藝優(yōu)化方案得到最優(yōu)電沉積工藝參數(shù),獲得較好的電沉積層；利用氧化增重實(shí)驗(yàn)研究改性后金屬連接體與SUS 430不銹鋼的氧化動(dòng)力學(xué),并利用X射線薄膜衍射技術(shù)(XRD)、電子掃描電鏡(SEM)及其附設(shè)的能譜(EDS)對(duì)電沉積合金表面以及具有Co-Ni尖晶石結(jié)構(gòu)膜層的物相組成、微觀形貌、橫截面元素分布進(jìn)行表征分析。結(jié)果表明,具有Co-Ni尖晶石結(jié)構(gòu)膜層的金屬連接體與SUS 430不銹鋼0-450h和500-950h兩個(gè)階段都呈現(xiàn)出拋物線型氧化特性。SUS 430不銹鋼氧化增重速率在0-450h、500-950h分別為36.8×10-4mg2·cm4,12.5×10-4mg2·cm-4；改性后的連接體氧化增重速率在0-450h、500-950h分別為18.1×10-4mg2·cm-4, 5.1×104mg2·cm-4。改性后的連接體在每個(gè)氧化階段其氧化增重速率約為SUS 430不銹鋼的一半。采用“四點(diǎn)法”對(duì)改性后的金屬連接體面比電阻(ASR)進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間測(cè)試發(fā)現(xiàn),在0-300h SUS 430不銹鋼的ASR明顯迅速增加,隨后在300-600h達(dá)到4.5Ω·cm2左右趨于穩(wěn)定。改性后金屬連接體的ASR整體增加不明顯,最終在0.9Ω.cm 2左右趨于穩(wěn)定。即采用電沉積-氧化二步法制備尖晶石結(jié)構(gòu)膜層的連接體具有明顯的抗氧化行和導(dǎo)電性。
【關(guān)鍵詞】：固體氧化物燃料電池(SOFC) 金屬連接體 面比電阻(ASR) 氧化動(dòng)力學(xué) SUS 430不銹鋼
【學(xué)位授予單位】：大連海事大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TM911.4
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第1章 緒論9-26
• 1.1 引言9
• 1.2 燃料電池基本原理與分類9-11
• 1.3 固體氧化物燃料電池結(jié)構(gòu)及其關(guān)鍵部件11-17
• 1.3.1 SOFC基本構(gòu)成12-13
• 1.3.2 固體氧化物燃料電池的原理13-14
• 1.3.3 SOFC的結(jié)構(gòu)類型14-17
• 1.3.3.1 管式固體氧化物燃料電池14-15
• 1.3.3.2 平板式固體氧化物燃料電池15-16
• 1.3.3.3 瓦楞式固體氧化物燃料電池16-17
• 1.4 連接體17-19
• 1.4.1 固體氧化物燃料電池連接體材料的要求18-19
• 1.5 固體氧化物燃料電池連接體研究進(jìn)展19-23
• 1.5.1 固體氧化物燃料電池陶瓷連接體19-20
• 1.5.1.1 固體氧化物燃料電池陶瓷連接體的概述19-20
• 1.5.1.2 固體氧化物燃料電池陶瓷連接體的特點(diǎn)20
• 1.5.2 固體氧化物燃料電池金屬連接體20-23
• 1.5.2.1 固體氧化物燃料電池金屬連接體的概述20-21
• 1.5.2.2 固體氧化物燃料電池金屬連接體的特點(diǎn)21-23
• 1.6 金屬連接體表面改性23-25
• 1.6.1 金屬連接體表面改性23-24
• 1.6.2 鈣鈦礦結(jié)構(gòu)膜層24
• 1.6.3 尖晶石結(jié)構(gòu)膜層24-25
• 1.7 本文研究思路25-26
• 第2章 實(shí)驗(yàn)材料26-31
• 2.1 主要試劑26
• 2.2 儀器設(shè)備26-27
• 2.3 實(shí)驗(yàn)材料制備27-29
• 2.3.1 實(shí)驗(yàn)用金屬基板制備27
• 2.3.2 試樣預(yù)處理27-28
• 2.3.2.1 洗磨拋光27-28
• 2.3.2.2 去脂活化28
• 2.3.3 電沉積溶液的配置28-29
• 2.4 研究方法與表征方法29-31
• 2.4.1 沉積層結(jié)合力測(cè)試29
• 2.4.2 形貌表征29
• 2.4.3 物相表征29-31
• 第3章 沉積層的制備及其工藝優(yōu)化31-52
• 3.1 引言31
• 3.2 膜層材料制備31-32
• 3.2.1 原料31
• 3.2.2 NiCo_2O_4尖晶石結(jié)構(gòu)膜層制備工藝31-32
• 3.3 電沉積工藝優(yōu)化32-43
• 3.3.1 采用循環(huán)伏安法測(cè)試沉積電位32-35
• 3.3.2 不同pH值下沉積層Co/Ni含量35-37
• 3.3.3 pH值對(duì)沉積層生長(zhǎng)速率的影響37-39
• 3.3.4 電沉積時(shí)間對(duì)沉積層金屬形貌的影響39-42
• 3.3.5 尖晶石結(jié)構(gòu)膜層制備42-43
• 3.4 沉積層和經(jīng)預(yù)氧化的氧化物膜層性能表征43-49
• 3.4.1 沉積層和經(jīng)預(yù)氧化的氧化物膜層形貌分析43-44
• 3.4.2 沉積層和經(jīng)預(yù)氧化的氧化物膜層截面元素分布44-46
• 3.4.3 Co-Ni合金沉積層物相表征46-49
• 3.4.3.1 物相分析46-47
• 3.4.3.2 XRD結(jié)果分析47-49
• 3.5 Co-Ni合金沉積層結(jié)合力測(cè)試49-50
• 3.6 本章小結(jié)50-52
• 第4章 連接體性能研究52-61
• 4.1 引言52
• 4.2 模擬SOFC高溫環(huán)境中的氧化增重實(shí)驗(yàn)52-55
• 4.3 模擬SOFC高溫環(huán)境中導(dǎo)電性測(cè)試55-57
• 4.3.1 ASR測(cè)試55-56
• 4.3.2 ASR測(cè)試結(jié)果分析56-57
• 4.4 長(zhǎng)時(shí)間氧化后性能表征57-59
• 4.4.1 長(zhǎng)時(shí)間氧化后橫截面元素分布57-59
• 4.4.2 長(zhǎng)時(shí)間氧化后XRD分析59
• 4.5 本章小結(jié)59-61
• 第5章 結(jié)論61-62
• 參考文獻(xiàn)62-67
• 攻讀學(xué)位期間公開發(fā)表論文67-68
• 致謝68-69
• 研究生履歷69

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前6條

1 宣天鵬,卑多慧;鍍液pH值對(duì)化學(xué)鍍Co-Ni-P合金鍍層結(jié)構(gòu)的影響[J];兵器材料科學(xué)與工程;2000年02期

2 丁錫鋒;高凌;陳涵;郭露村;;LaCrO_3基陶瓷材料在SOFC中的研究進(jìn)展[J];材料導(dǎo)報(bào);2006年09期

3 喬桂英,荊天輔,肖福仁,高聿為;噴射電沉積Co-Ni納米合金沉積層的組織和性能[J];材料研究學(xué)報(bào);2004年05期

4 夏云鵬;朱承飛;范迪民;常鳳真;;SUS304,SUS430不銹鋼的高溫氧化過程[J];材料保護(hù);2013年12期

5 黃乃寶,衣寶廉,侯明,明平文;PEMFC薄層金屬雙極板研究進(jìn)展[J];化學(xué)進(jìn)展;2005年06期

6 侯峰巖;路慶華;譚興海;蔣麗敏;黃麗;黃東明;畢剛;;Co-Ni合金鍍層組織結(jié)構(gòu)及性能研究[J];材料熱處理學(xué)報(bào);2007年01期

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 曾程;不銹鋼表面電沉積鈷鎳合金及高溫抗氧化性[D];大連海事大學(xué);2013年

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