中溫固體氧化物燃料電池陶瓷連接材料及其制備科學(xué)的研究.pdf

1、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)博士學(xué)位論文中溫固體氧化物燃料電池陶瓷連接材料及其制備科學(xué)的研究姓名：仲洪海申請學(xué)位級別：博士專業(yè)：材料學(xué)指導(dǎo)教師：孟廣耀劉杏芹20041201植妻中田科學(xué)技術(shù)史擘博士學(xué)位論文，2004年l，采用凝膠澆注法制備了平均粒度為94珊的La07Cao3Cr03粉體，在1350℃燒結(jié)5h后的相對密度為945％。在700℃時(shí)電導(dǎo)率為16s／cm，500℃時(shí)為133s／cm。在700℃左右平均熱膨脹系數(shù)為IO110葉℃。與常用的固相

2、反應(yīng)法制備的粉體致密燒結(jié)溫度(1500℃左右)相比，降低了100~200℃。2采用改進(jìn)的GNP方法合成了平均粒度為300nm的La07Ca03Cr03粉體。在1400℃燒結(jié)5h后具有97％的相對密度。在700℃時(shí)電導(dǎo)率為165s，cm，500℃時(shí)為135S，cm。在700℃左右平均熱膨脹系數(shù)為102x1o6／℃。與未改進(jìn)的GNP法相比，粉體致密燒結(jié)溫度降低了loo℃左右。3采用改進(jìn)的固相反應(yīng)法制備了粒度為O2∞7pm的La07Ca03C

3、內(nèi)3粉體。在1300℃燒結(jié)5h后能達(dá)到97％的相對密度。在700℃時(shí)電導(dǎo)率為159s，cm，500℃時(shí)為132S／cm。在700℃左右平均熱膨脹系數(shù)為10210。，℃。4采用檸檬酸配合物燃燒法合成了粉末粒徑為200～500衄的Lao7cao3Cr03粉體。在1250℃的空氣中燒結(jié)4h能達(dá)到988％的理論密度。在700℃空氣中的電導(dǎo)率為20s／cm500℃時(shí)為139s／cm。與常用的檸檬酸法相比，粉體的致密燒結(jié)溫度降低200~300℃。可

4、見，用檸檬酸配合物燃燒法制備的Lao7cao3cr03粉體具有很高的燒結(jié)活性和較高的電導(dǎo)率。雖然不同制備方法制備的粉體致密燒結(jié)溫度不同，但粉體燒結(jié)致密后的導(dǎo)電性和熱膨脹系數(shù)沒有太大的差別。采用燒結(jié)助劑可以進(jìn)一步降低致密燒結(jié)溫度。論文第三章嘗試了Bi203作為燒結(jié)助劑燒結(jié)La07CaojC蛾材料，研究了添加Bi203對Lao7caojCr03材料的性能影響。結(jié)果表明，Bi203是La07caCr03材料的有效燒結(jié)助劑，lOwt％Bi203

5、能夠降低燒結(jié)溫度250旬OO℃左右，而對La0JCao3cr03材料的電導(dǎo)率和熱膨脹系數(shù)沒有顯著影響。特別是，研究還發(fā)現(xiàn)，繼續(xù)增加Bi203羹并形成第二相時(shí)(但Bi203為不連續(xù)相)，材料的電導(dǎo)率快速地增加。文獻(xiàn)報(bào)道的連接材料膜的制備方法有cvD方法和等離子噴涂方法等，這兩種方法的設(shè)備昂貴，工藝復(fù)雜。為了降低制備成本，發(fā)展廉價(jià)的連接材料薄膜陶瓷工藝具有重要意義。論文第四章利用絲網(wǎng)印刷法在擠出成型的多孔Ni基陽極襯底上以及利用噴涂(漿)法