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中温固体氧化物燃料电池复合阴极Pr0.6-ZSr0.4Co0.8Fe0.2O3-δSDC性能研究

张玢 , 安雷 , 赵文广 , 安胜利

中国稀土学报

采用改进的溶胶-凝胶法合成固体氧化物燃料电池阴极系粉体Pr0.6-zSr0.4Co0.8Fe0.2O3-δ (PSCF)(z =0,0.02,0.05,0.1).使用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对其相结构与形貌进行了分析,结果表明:900℃以上焙烧后的阴极粉体Pr0.6-zSr0.4Co0.8Fe0.2O3-δ(z=0,0.02,0.05,0.1)为单一的钙钛矿结构.1000℃烧结的样品内粒子分布比较均匀,且颗粒内部存在一定程度的空隙,并与电解质附着情况良好.用直流四电极法测试阴极体系样品在400 ~ 750℃的电导率,发现各试样混合离子电子电导率均高于786 S·cm-1,能够满足固体氧化物燃料电池对阴极电导率的要求.用交流阻抗法测定PSCF-Ce0.8Sm0.2O1.9体系样品的阻抗谱,得到1000℃烧结的阴极体系对称电池在测试温度为750℃z=0,z=0.02,z=0.05时的极化电阻分别为0.041,0.040,0.034 Ω·cm -2.

关键词: 阴极材料 , A位缺位 , 电导率 , 极化电阻 , 稀土

氮气储罐裂纹原因分析及修理

安雷 , 申林

物理测试

对一台材质为16MnR的氮气储罐进行首次全面检验时发现封头拼接焊缝存在大量裂纹.通过材料、制造、焊接质量等方面对该储罐裂纹进行了原因分析.结果表明,焊接质量控制不当使焊接接头形成淬硬组织,同时由于存在大量扩散氢,使焊接接头产生较大的残余应力,最终导致冷裂纹的产生.针对上述问题对该台容器提出了可靠的返修工艺,保障了容器的安全运行.

关键词: 储罐 , 裂纹 , 焊接 , 返修

稀土亚微米氧化物对低碳钢组织和性能的影响

彭军 , 牛亮 , 王健 , 安雷 , 郭永 , 安胜利

钢铁钒钛 doi:10.7513/j.issn.1004-7638.2015.03.025

组织细化是提高钢材性能的重要手段,氧化物冶金是细化组织的一种重要方法,研究了在超声波下,向低碳钢Q235中添加亚微米CeO2粉体,用SEM观测了钢材的铸态和轧态组织,并测试了其硬度.结果显示外加CeO2亚微米粉体可以细化低碳钢铸态组织,使晶粒平均尺寸由120 μm降到30 μm;珠光体含量逐渐增加,珠光体片间距也由0.57 μm降低到0.11 μm;随着CeO2粉体加入量增加,Q235硬度增加,当CeO2的加入量为0.7%时,显微硬度提高133.4%.

关键词: 低碳钢 , 显微组织 , 亚微米CeO2颗粒 , 硬度

固体氧化物燃料电池La0.7Sr0.3Cr0.5Mn0.5O3-δ-SDC复合阳极性能研究

安雷 , 张玢 , 郜建全 , 赵文广 , 安胜利

稀土

利用溶胶-凝胶法制备了La0.7Sr0.3Cr0.5Mn0.5O3-δ (LSCM)阳极粉体.X射线衍射(XRD)分析结果显示,在1000℃下焙烧4h处理后,粉体为单一的钙钛矿相结构.应用单向压力成型方法、空气中1450℃下烧结8h制备了Ce0.8Sm0.2O1.9(SDC)为电解质片,应用丝网印刷方法在SDC电解质两侧分别涂覆La0.7 Sr0.3 Cr0.5 Mn0.5 O3-δ阳极和Pr0.6Sr0.4Co0.8Fe0.2O3-δ-SDC(PSCF-SDC)复合阴极,组成电解质支撑型固体氧化物燃料单电池.扫描电镜(SEM)观察显示,制备的电解质致密,阳极和阴极孔隙大小分布均匀,阳极厚度约为20μm,阴极厚度为10μm.用湿氢气作燃料,在800℃下获得的最大输出功率为232.84 mW/cm2,短路电流为919.84 mA/cm2.为了提高LSCM阳极材料催化活性,阳极中掺入少量SDC构成复合阳极.La0.7Sr0.3Cr0.5Mn0.5 O3-δ-10% SDC复合阳极的单电池输出功率明显提高,最大输出功率为340 mW/cm2.

关键词: SOFC , LSCM , SDC , 复合阳极 , 钙钛矿结构

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