张辉
,
王安祺
,
武俊伟
中国腐蚀与防护学报
随着固体氧化物燃料电池（SOFC）的工作温度从1000℃降低到600-800℃，铁素体不锈钢成为SOFC连接体材料的最佳选择，但在高温氧化气氛下，氧化层快速生长以及cr的毒化问题使得电池堆性能大大降低。目前，主要的解决方式是在基体材料表面涂镀保护膜层和材料改性。前者由于生产简单、成本低成为当前研究热点。本文主要介绍金属连接体保护膜的分类和研究现状，并探讨各膜层材料的优缺点及发展前景。
关键词:
固体氧化物燃料电池
,
金属连接体
,
铁素体不锈钢
,
保护膜层
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)
蒲健
,
华斌
,
杨杰
,
李箭
钢铁研究学报
以固体氧化物燃料电池(SOFC)金属连接体为研究对象,分析了SUS 430铁素体不锈钢和Haynes 230合金在阴极气氛(空气)中模拟SOFC的高温氧化行为.利用薄膜X射线衍射技术研究了合金氧化物的相组成及演化过程,通过扫描电镜观察分析了合金氧化物表面的微观形貌和厚度.结果表明,两种合金的表面均形成了多层氧化物,它们依次为基体/Cr2O3/MnCr2O4尖晶石相.两种氧化物相分别形成于不同的氧化动力学阶段.氧化动力学外推和氧化物面比电阻估算结果表明,两种合金的高温氧化和导电性能均可满足作为SOFC金属连接体的使用要求.
关键词:
固体氧化物燃料电池
,
金属连接体
,
面比电阻
,
氧化动力学
吴小芳
,
张文强
,
于波
,
郭绪强
,
徐景明
稀有金属材料与工程
可逆固体氧化物池(SOC)既可作为燃料电池(SOFC)发电,又可用作电解池(SOEC)制氢或合成气,用于清洁能源转换和存储.涂层制备技术对SOC电堆的发展尤为重要.本研究对SOC在不同操作模式下的工作环境进行了分析,对SOC电堆连接体可用的合金材料、涂层材料和涂层制备技术进行了综述.
关键词:
固体氧化物池
,
金属连接体
,
铁素体不锈钢
,
涂层
徐序
,
罗凌虹
,
吴也凡
,
石纪军
,
程亮
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2010.z2.081
本工作采用溶胶-凝胶提拉法制备了SUS430合金连接体LSCM涂层,探索了涂层的制备工艺,并采用X-ray衍射对涂层进行了分析.通过对涂层X-ray衍射谱的Rietveld拟合,确定了LSCM涂层的精细晶体结构；基于Rietveld拟合得到的洛伦兹峰形展宽参数,计算得到涂层的平均晶粒尺寸；以合金基体相峰形展宽为参照,基于Rietveld拟合和微观应变峰形展宽理论计算得到涂层晶粒内部最大微观应变的方向和大小,分析了涂层中微观应力存在的可能原因.
关键词:
金属连接体
,
LSCM涂层
,
XRD
,
微观应变
张辉
,
王安祺
,
武俊伟
中国腐蚀与防护学报
随着固体氧化物燃料电池（SOFC）的工作温度从1000℃降低到600-800℃，铁素体不锈钢成为SOFC连接体材料的最佳选择，但在高温氧化气氛下，氧化层快速生长以及cr的毒化问题使得电池堆性能大大降低。目前，主要的解决方式是在基体材料表面涂镀保护膜层和材料改性。前者由于生产简单、成本低成为当前研究热点。本文主要介绍金属连接体保护膜的分类和研究现状，并探讨各膜层材料的优缺点及发展前景。
关键词:
固体氧化物燃料电池
,
金属连接体
,
铁素体不锈钢
,
保护膜层
张文颖
,
李俊
,
周波
金属学报
doi:10.11900/0412.1961.2015.00449
采用溶胶-凝胶法在SUS 430合金表面制备MnCo2O4尖晶石涂层, 研究在固体氧化物燃料电池(SOFCs)阴极气氛下涂层对于SUS 430合金氧化动力学行为和电性能的效用. 利用XRD, EDS和SEM对合金表面氧化物的相结构,表面和截面形貌以及成分进行表征, 并采用四探针直流技术测量表面氧化物的面比电阻(ASR). 结果表明, 涂层合金在750 ℃空气中氧化1000 h形成2 μm氧化物层, 其主要由内层Mn-Cr尖晶石和外层掺杂的Mn-Co尖晶石构成; Cr2O3和Fe2O3的形成受到了抑制. 氧化动力学曲线遵循抛物线规律, 2段氧化速率常数分别为3.74×10-15 g2/(cm4s) (0~200 h)和7.06×10-15 g2/(cm4·s) (200~1000 h), 与无涂层SUS 430合金相比降低了1个数量级. 在600~800 ℃范围内, 氧化物层的ASR介于5.21~22.65 mΩcm2范围内. MnCo2O4涂层有效地增强了SUS 430合金的抗氧化能力和电性能.
关键词:
固体氧化物燃料电池
,
金属连接体
,
MnCo2O4 尖晶石
,
氧化动力学
,
面比电阻
华斌
,
张建福
,
卢凤双
,
孔永红
,
蒲健
,
李箭
金属学报
doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2009.05.015
通过溶胶-凝胶提拉法在SUS 430合金表面施加LaCoO3钙钛矿导电涂层,并研究其对固体氧化物燃料电池(SOFC)金属连接体SUS 430合金中温氧化行为的影响.利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)以及能谱仪(EDS)对施加涂层合金的氧化物相结构与微观形貌进行表征,并采用"4点法"测量施加涂层合金表面氧化膜的面比电阻(ASR).750 ℃空气中的循环氧化结果表明,施加LaCoO3涂层合金的氧化动力学曲线遵循抛物线规律,氧化速率常数K为4.18×10-15 g2/(cm4·s),比与未施加涂层合金降低了1-2个数量级;LaCoO3涂层有效地抑制了Cr2O3相的形成,减缓了MnCr2O4尖晶石的生长.最终使得SUS 430合金的氧化抗力和氧化后的导电性得到增强.
关键词:
固体氧化物燃料电池(SOFC)
,
金属连接体
,
LaCoO3
,
氧化
,
面比电阻
张文颖
,
李俊
,
周波
金属学报
doi:10.11900/0412.1961.2015.00449
采用溶胶-凝胶法在SUS 430合金表面制备MnCo2O4尖晶石涂层,研究在固体氧化物燃料电池(SOFCs)阴极气氛下涂层对于SUS 430合金氧化动力学行为和电性能的效用.利用XRD,EDS和SEM对合金表面氧化物的相结构、表面和截面形貌以及成分进行表征,并采用四探针直流技术测量表面氧化物的面比电阻(ASR).结果表明,涂层合金在750℃空气中氧化1000 h形成2μm氧化物层,其主要由内层Mn-Cr尖晶石和外层掺杂的Mn-Co尖晶石构成;Cr2O3和Fe2O3的形成受到了抑制.氧化动力学曲线遵循抛物线规律,2段氧化速率常数分别为3.74× 10-15g2/(cm4·s)(0～200h)和7.06× 10-15 g2/(cm4·s) (200～1000 h),与无涂层SUS 430合金相比降低了1个数量级.在600～800℃范围内,氧化物层的ASR介于5.21～22.65mΩ·cm2范围内.MnCo2O4涂层有效地增强了SUS 430合金的抗氧化能力和电性能.
关键词:
固体氧化物燃料电池
,
金属连接体
,
MnCo2O4尖晶石
,
氧化动力学
,
面比电阻
杨晓龙
,
屠恒勇
,
余晴春
无机材料学报
doi:10.15541/jim20140377
采用电镀法在 SUS430合金表面镀钴作为阻挡层，然后通过丝网印刷和高温烧结在钴镀层表面制备La0.6Sr0.4CoO3-?接触层。为提高接触层的低温烧结效果，添加了适量的 Co3O4作为烧结助剂。经热处理，合金试样表面最终形成Co3O4和La0.6Sr0.4CoO3-?双层涂层。利用XRD、SEM 和EDS 对涂层的物相、微观形貌和元素扩散进行了分析，结果表明所制得的双层涂层均致密平整，涂层之间及涂层与基体之间结合紧密，阻挡层有效地限制了合金表面氧化膜的生长和Cr的往外扩散，并用直流四端子法测得金属连接体在800℃下连续氧化200 h后的表面比电阻为23 m?·cm2。双层涂层有效地改善了SUS430合金的高温抗氧化性能和电学性能。
关键词:
固体氧化物燃料电池
,
金属连接体
,
钴镀层
,
双层涂层
