陈鑫
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韩敏芳
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王忠利
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蒋先锋
稀有金属材料与工程
主要介绍了固体氧化物燃料电池(SOFC)的铬(Cr)基合金连接体材料的发展现状.Cr基合金具有良好的抗氧化性、耐腐蚀性和导电性能等,是目前连接体材料中的研究热点之一.在SOFC阴极环境中,容易形成氧化层,同时由于Cr的扩散和挥发还可能导致阴极中毒,合金中掺杂稀土元素(Y、La、Ce和Zr)可以抑制Cr2O3层的生成.在阳极环境中,Cr基合金的表现优于阴极.与Al2O3、NiO、MgO和TiO2等相比,Cr2O3基氧化层具有较好的综合性能,其耐高温(1100 ℃)、热膨胀系数(9.6×10-6K-1)和YSZ电解质(10.8×10-6K-1)相近、且具有较好的导电性.目前,Cr基合金的研究重点是氧化物弥散强化(ODS)合金,使用最多的是Cr5Fe1Y2O3,其热膨胀系数为9×10-6K-1～10×10-6K-1(1000 ℃),抗氧化性能较好.
关键词:
SOFC
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连接体
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Cr基合金
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抗氧化性
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电导率
袁梦
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王晓颖
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黄波
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李扬
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张志秋
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刘宗尧
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唐旭晨
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朱新坚
复合材料学报
应用丝网印刷和共烧结制备LaNi0.6Fe0.4O3-δ(LNF)/Sc0.1Zr0.9O1.95(ScSZ)/LaNi0.6Fe0.4O3-δ对称电池.以硝酸铈和硝酸钆为原料、柠檬酸为燃料,采用燃烧法制备质量分数为21.3％的Gd0.2Ce0.8O2(GDC)包覆的LNF阴极.电化学阻抗谱(EIS)表明:在750℃工作温度下,当无Cr基合金接触时,质量分数21.3％的GDC包覆的LNF经过1 200 h的搁置,其极化电阻由0.13 Ω·cm2增加至0.40 Ω·cm2,而纯LNF经过500 h的搁置,极化电阻由0.70 Ω·cm2增加至2.36Ω·cm2,GDC的包覆加速了气体/阴极/电解质三相界面反应区的扩散过程,降低了阴极极化电阻;当有Cr基合金接触时,相对于质量分数为21.3％的GDC包覆的LNF阴极,LNF/ScSZ界面处沉积出大量Cr2O3,减缓了活性粒子在三相界面处的扩散,故其极化电阻远大于相同条件下质量分数为21.3％的GDC包覆的LNF阴极的极化电阻,质量分数为21.3％的GDC包覆的LNF阴极具有较佳的抗铬污染性能.
关键词:
阴极
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Cr基合金
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Cr沉积
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交流阻抗谱图
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固体氧化物燃料电池
