發(fā)布時(shí)間：2017-12-30 14:22

  本文關(guān)鍵詞：高能微弧合金化Co-Mn復(fù)合氧化物涂層在SOFC連接體上的應(yīng)用及性能分析　出處：《江蘇科技大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： 氧化物燃料電池 連接板 高能微弧合金化 尖晶石涂層 高溫氧化行為

【摘要】：隨著全球能源需求日益增加,可替代能源技術(shù)成為了研究熱點(diǎn),如燃料電池。固體氧化物燃料電池(solid oxide fuel cell,SOFC)的優(yōu)點(diǎn)有能量轉(zhuǎn)化效率高、污染低及燃料適應(yīng)性廣,并且既可以應(yīng)用在移動(dòng)電源上也可以應(yīng)用在固定電站中。較高的材料成本及有限的使用壽命仍然阻礙著SOFC的廣泛使用。為了產(chǎn)生足夠大的電壓,人們使用連接板將平面SOFC連接成電池堆。連接板既分隔又連接每一個(gè)電池單體,其作用為分離氣流和導(dǎo)通電流。對(duì)于工作在800℃以下的SOFC,金屬合金被選擇作為連接板材料,尤其是鐵素體不銹鋼。為了提高表面導(dǎo)電性能并顯著降低不銹鋼中Cr的揮發(fā),人們開始探究陶瓷涂層。另外,涂層的熱膨脹系數(shù)必須與電池其他組件相匹配,并且與電極與密封材料相兼容。當(dāng)前,最具潛力的涂層為(Co,Mn)3O4尖晶石,該涂層已通過(guò)各種技術(shù)被制得,并且厚度、成分及微觀結(jié)構(gòu)都有所差異。本文首先采用高能微弧合金化技術(shù)(high energy micro-arc alloying,HEMAA)在304SS表面制備Co-10Mn、Co-40Mn、Co-10Mn/Co、Co-40Mn/Co、Co-8Mn-2Dy/Co、Co-38Mn-2Dy/Co涂層,然后在800℃空氣中預(yù)氧化2h制得尖晶石保護(hù)層,最后研究了涂層在800℃空氣中及空氣-10H2O中的氧化行為。主要研究結(jié)果如下:通過(guò)反復(fù)試驗(yàn)優(yōu)化獲得最佳沉積參數(shù),并分析了各參數(shù)對(duì)沉積增重的影響。SEM顯示單沉積點(diǎn)形貌為中心凹陷邊緣凸起的潑濺狀,沉積層為沉積點(diǎn)無(wú)數(shù)次反復(fù)堆疊而成。沉積層XRD結(jié)果為立方結(jié)構(gòu)的Co晶體。結(jié)合截面形貌及EDS分析得出Mn以條狀或塊狀分布在Co金屬中。通過(guò)反復(fù)試驗(yàn)優(yōu)化獲得最佳預(yù)氧化參數(shù),氧化溫度過(guò)高涂層剝落嚴(yán)重,氧化時(shí)間不足涂層不夠致密;分別探討了Co過(guò)渡層、不同CoMn比例及稀土元素Dy對(duì)涂層預(yù)氧化結(jié)果的影響。添加Co過(guò)渡層是表面涂層中的基體元素含量降低,最重要的是減少表面涂層與基體熱膨脹系數(shù)之間的差異。沉積層中Mn濃度過(guò)高會(huì)生成富錳氧化物,使涂層抗剝落性能降低。稀土元素Dy可以提高涂層的粘附性能并阻止氧向內(nèi)擴(kuò)散。高溫測(cè)試階段,測(cè)得了各涂層及基體的氧化動(dòng)力學(xué)曲線,發(fā)現(xiàn)氧化初期涂層增重速率比基體的快,說(shuō)明涂層氧化生成了尖晶石保護(hù)層。隨著氧化時(shí)間進(jìn)一步增加,氧化增重逐漸變緩,最后停止,說(shuō)明此時(shí)涂層具有良好的抗氧化性能。在SOFC陰極環(huán)境模擬測(cè)試,發(fā)現(xiàn)涂層在潮濕的空氣中的粘附性比在干燥空氣中好,預(yù)氧化處理可以提高涂層的抗腐蝕能力。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：江蘇科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG174.4

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前4條

1 ;Recent Development of SOFC Metallic Interconnect[J];Journal of Materials Science & Technology;2010年04期

2 段曉波;吳朝玲;房玉超;陳云貴;王紹榮;;Fe-21Cr合金Cu_(1.2)Mn_(1.8)O_4涂層的組織結(jié)構(gòu)與高溫性能[J];電源技術(shù);2011年03期

3 張衛(wèi)偉;詹肇麟;;涂層材料在固體氧化物電池金屬連接體上的應(yīng)用[J];熱加工工藝;2013年10期

4 郭平義;邵勇;高延敏;吳銘方;;Yb/Dy摻雜改性Fe-Cr合金熱生長(zhǎng)氧化膜的電化學(xué)阻抗譜研究[J];中國(guó)腐蝕與防護(hù)學(xué)報(bào);2010年04期

，

本文編號(hào)：1355322