梁灵江
,
李凯
,
颜冬
,
马奔
,
杨佳军
,
蒲健
,
池波
,
李箭
无机材料学报
doi:10.15541/jim20140573
通过流延成型、丝网印刷和共烧结法成功制备了阳极支撑的平板式固体氧化物燃料电池(SOFCs).采用陶瓷样品同轴环施力方式和双扭法测试单电池的抗弯强度和断裂韧性分别为156.69 MPa与2.51 MPa·m1/2.当阳极支撑体由陶瓷(NiO/YSZ)还原为金属陶瓷(Ni/YSZ),其抗弯强度和断裂韧性分别为104.48 MPa与3.95 MPa·m1/2.同时电池的弯曲变形测试表明:单电池经过阳极还原后弯曲变形程度变大,平整化压力从电池阳极还原前的108 N增加至184 N,而电池抵抗破裂能力增强.本研究显示,随着阳极支撑体还原后单电池的断裂韧性显著提高,将有效减缓其弯曲变形所引起的不利影响,改善单电池的综合力学性能.
关键词:
固体氧化物燃料电池
,
抗弯强度
,
断裂韧性
,
弯曲变形
卢凤双
,
张建福
,
华彬
,
蒲健
,
李箭
,
张敬霖
,
张建生
金属功能材料
固体氧化物燃料电池(SOFC)是高效、洁净、全固态的电化学装置,是发展比较快的能源技术之一.本文总结了SOFC关键组件连接体材料的研究进展,详细论述了近年发展起来的金属连接体材料的研究状况,总结了目前研究比较广泛的Ni基、Fe基、Cr基连接体合金的性能特点和存在的主要问题,最后介绍了经过表面处理的Fe-Cr基合金应作为SOFC金属连接体材料的研究重点.
关键词:
固体氧化物燃料电池(SOFC)
,
Fe-Cr基合金
,
连接体材料
汪杰
,
颜冬
,
朱彬
,
池波
,
蒲健
,
张宜生
,
李箭
功能材料
为了制备高性能大面积固体氧化物燃料电池(SOFC)单电池,解决由于面积过大而导致的单电池上气体分配不均匀及各部分温度差异,通过实验设计测试了单电池的各个区域的性能,包括局部电性能和局部温度.实验在1片10cm×10cm(有效反应面积9cm×9cm)的阳极支撑SOFC单电池上进行,电池的阴极以及空气气体分配板和集流器都被分成电绝缘的9个分块单元.每个分块单元的面积是2.8cm×2.8cm,均布置有独立的电流电压监测及温度监测系统.同时,利用计算流体力学模拟计算阴极侧的气体流场分布,并将计算的结果与实验测量结果进行了比较.模拟计算和实验测量的结果均显示大面积单电池存在局部的气体分布不均匀及其导致的性能不均匀,这为大面积SOFC电池的性能优化及电堆模块的设计提供依据.
关键词:
固体氧化物燃料电池
,
局部性能
,
气体分布
,
计算流体力学
蒲健
,
王敬丰
,
甘章华
,
易回阳
,
肖建中
稀有金属
doi:10.3969/j.issn.0258-7076.2003.06.012
应用变温条件下的JMA方程和Kissinger方程研究块体Pd77.5Cu6Si16.5非晶合金的晶化动力学行为. 计算了其玻璃转变温度Tg, 晶化起始温度Tx, 晶化峰值温度Tp1的激活能E, 频率因子和Avrami指数等晶化动力学参数. 并将这些参数与非晶条带的相应参数做对比, 发现一些描述晶化过程的参量发生了变化. 实验结果表明, 块体非晶合金的原子活动性小于传统非晶条带, 而具有更宽的过冷液相区.
关键词:
块体非晶合金
,
晶化动力学行为
,
激活能
,
Avrami指数
华斌
,
蒲健
,
张建福
,
卢凤双
,
李箭
功能材料
系统地研究了SUS 430铁素体不锈钢在中温SOFC阴极气氛(空气)中的氧化动力学、表面氧化物特征以及表面氧化对导电行为的作用.通过750℃静态空气中的氧化实验得出氧化增重与氧化时间的动力学关系;采用"4点法"测量合金表面氧化膜的面比电阻(ASR);利用XRD和SEM表征表面氧化物的相结构、微观形貌及成分.实验发现,氧化动力学符合抛物线规律,并呈现出多级氧化现象;所生成的表面氧化物主要为Cr2O3和MnCr2O4;表面氧化物的ASR与测量温度之间的关系满足Arrhenius方程,并且在600～700℃之间,其斜率发生改变.结合氧化过程中的阳离子扩散、氧化物形成热力学以及半导体的导电机理对多级氧化动力学机制、氧化物相形成规律以及面比导电行为进行了理论分析.在此基础上,对SUS 430作为中温SOFC金属连接体材料的可能性做出了合理的评估.
关键词:
固体氧化物燃料电池(SOFC)
,
金属连接体
,
氧化动力学
,
面比电阻(ASR)
刘凯
,
池波
,
蒲健
,
李箭
钢铁研究学报
doi:10.13228/j.b0yuan.issn1001-0963.20130319
通过等温形变研究了形变参数(形变温度、形变速率、形变量)对高强度汽车钢WHT1300HF的微观组织转变和形貌的影响规律.研究结果表明:增加奥氏体等温形变量,有利于铁素体的缺陷形核,促进了形变奥氏体向铁素体转变;奥氏体的形变强化导致马氏体相变阻力增大,马氏体相变开始温度(Ms)下降,细小晶粒数量和小角度晶界数量增多;增加奥氏体等温形变(40％)速率能同时促进马氏体和铁素体相变,但马氏体体积分数和小角度晶界数量减少,细小晶粒数量略有提高;降低等温形变温度加剧奥氏体的形变强化,导致Ms温度下降,马氏体体积分数、小角度晶界比例减少,细小晶粒数量增多,铁素体含量明显增加.
关键词:
高强度钢
,
等温形变
,
小角度晶界
,
微观组织
,
马氏体转变温度
吴聪聪
,
卓燕君
,
朱沛宁
,
池波
,
蒲健
,
李箭
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2009.00897
采用较高粘度的有机溶液作为阳极氧化电解质溶剂制备了TiO2纳米管阵列. 通过探讨阳极氧化工艺参数对纳米管形貌的影响, 研究出高长径比TiO2纳米管阵列的制备工艺, 同时对TiO2纳米管作为染料敏化太阳能电池光阳极的光电性能进行了测试, 并讨论了TiO2纳米管的形貌对电池性能的影响. 结果表明：提高氧化电压和延长时间有利于获得高长径比纳米管, 在含0.5wt%NH4F乙二醇电解质中50V氧化17h可制备出长径比为313.6的TiO2纳米管阵列. TiO2纳米管(在含0.5wt%NH4F乙二醇电解质中40V氧化13h)作为染料敏化太阳能电池光阳极可得到开路电压为0.723V、短路电流为2.15mA/cm2的光电性能.
关键词:
TiO2纳米管阵列
,
high aspect ratio
,
dye sensitized solar cell
赵杰
,
徐海峰
,
时捷
,
李箭
,
蒲健
,
曹文全
钢铁
研究了碳和锰含量对淬火中锰马氏体钢的位错密度、残余奥氏体含量、晶粒尺寸等组织结构以及室温力学性能的影响。借助于SEM、EBSD、TEM和XRD表征了材料的微观组织,探讨了马氏体钢的强化机制。结果表明：随着碳含量增加,淬火中锰钢的位错密度和残余奥氏体体积分数逐渐增加,板条束和板条块尺寸逐渐细化,大角晶界百分数逐渐增加,强度逐渐升高;增加锰含量能够提高马氏体钢的位错密度和抗拉强度。分析认为,位错强化和细晶强化是淬火中锰马氏体钢的主要强化机制。马氏体板条尺寸是马氏体抗拉强度的结构控制单元,而原奥氏体晶粒尺寸则是马氏体屈服强度的结构控制单元。
关键词:
中锰钢
,
板条马氏体
,
强化机制
,
碳含量
,
位错密度
陈静
,
梁凤丽
,
刘丽娜
,
蒲健
,
池波
,
李箭
催化学报
采用溶液注入法和丝网印刷法制备了(La,Sr)(Co,Fe)O3-δ (LSCF)/YSZ与LSCF/GDC复合电极,并通过扫描电镜和电化学阻抗谱研究了不同结构电极的微观形貌和电化学催化性能. 结果表明, LSCF阴极与YSZ电解质在低于800 ℃下制备时,没有新相产生; 在中温固体氧化物燃料电池的工作条件(700～750 ℃)下,溶液注入法制备的LSCF阴极与YSZ电解质有较好的化学相容性和较高的电化学催化活性,而丝网印刷法制备的LSCF阴极则表现出稳定的电化学催化性能.
关键词:
镧
,
锶
,
钴
,
铁
,
复合氧化物
,
固体氧化物燃料电池
,
复合阴极
,
溶液注入法
,
丝网印刷法
陈静
,
刘丽娜
,
王方中
,
蒲健
,
池波
,
李箭
材料科学与工艺
为开发新型高性能中温固体氧化物燃料电池阴极材料,以La、Sr、Co和Fe的硝酸盐、葡萄糖和丙烯酰胺为原料,在pH=8-10的碱性条件,通过聚合物协助燃烧法制备了La0.8 Sr0.2 Co0.5 Fe0.5 O3-δ(LSCF)钙钛矿相纳米粉体.用XRD、SEM和TEM表征了LSCF粉体的相结构和微观形貌,结果显示,在测试范围内随着有机物用量增大,所得粉体粒径逐渐减小.此粉体制备的阴极具有良好的电化学催化活性,电极在700℃和750℃的极化电阻分别为0.72 Ω·cm2和0.11 Ω·cm2.该方法所制备的纳米颗粒均匀、粉体粒径较小、具有良好的电化学性能,满足固体氧化物燃料电池(SOFC)阴极材料的使用要求.
关键词:
固体氧化物燃料电池
,
LSCF
,
聚合物协助燃烧法
,
阴极
