固體氧化物燃料電池陶瓷連接材料的制備與表征.pdf

1、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)博士學(xué)位論文固體氧化物燃料電池陶瓷連接材料的制備與表征姓名：周曉亮申請學(xué)位級別：博士專業(yè)：材料學(xué)指導(dǎo)教師：劉杏芹20070501中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)博士學(xué)位論文2007Bh03助燒結(jié)劑對LaoTCae3Cr03性能的影響：通過向Lao7Ca03Cr03粉體添加l也Owt％Bi203，然后燒結(jié)的研究結(jié)果表明，該材料體系的致密燒結(jié)溫度降到了1300。C，比報(bào)道低了200300。C左右，證實(shí)Bi203是這種粉體的有效燒結(jié)助劑。其燒

2、結(jié)機(jī)理可能是，Bi203的添加增多了Im7Cao3Cr03材料中的點(diǎn)缺陷，使得原子擴(kuò)散速度加快，從而促進(jìn)燒結(jié)。但Bi203添加量低于10wt％時，XRD檢測仍為單一鈣鈦礦相，表明Bi元素可能作為Cr位(B位)取代原子而進(jìn)入晶格，但材料的導(dǎo)電性和熱膨脹系數(shù)都沒有明顯變化。添加20wt％的Bi203時，出現(xiàn)了Bh03相，材料電導(dǎo)率則出乎意料的增大了，700。C時達(dá)到487Scm～，是Lao7CaoaCr03電導(dǎo)率的29倍。這顯然不是Bi20

3、3第二相的單獨(dú)貢獻(xiàn)(穩(wěn)定Bi203的氧離子電導(dǎo)率在800。C時才可達(dá)到01Scm“1)，初步推斷是Bi203這種高氧離子電導(dǎo)材料與I_ao7Ca03Cr03相互作用的結(jié)果，也可能是Bi元素的高溫?fù)]發(fā)造成B缺位所致，都尚有待進(jìn)一步研究。在SOFC新材料體系的探索中，向電極材料中加入電解質(zhì)形成復(fù)合相，旨在改善不同材料層間的密合燒結(jié)性能從而改善界面電化學(xué)傳輸，優(yōu)化組成的電導(dǎo)率也會有一定程度的提高，但復(fù)合陶瓷連接材料的概念以及電導(dǎo)率如此成倍增大

4、尚屬首次發(fā)現(xiàn)和報(bào)道。另一方面可能歸功于這兩種導(dǎo)體不同的導(dǎo)電機(jī)制相互作用所致。Ce0?；蹼x子導(dǎo)體對固體氧化物燃料電池陶瓷連接材料‰7Cacr03d導(dǎo)電性能影響研究：基于上述研究結(jié)果，我們在傳統(tǒng)的陶瓷連接材料LCC(Lao7Ca03Cr03d)中添加少量的Ce02基氧離子電解質(zhì)，研究了電解質(zhì)SDC、GDC和YDC對LCC電導(dǎo)率的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，隨著SDC添加量，電導(dǎo)率快速增大，LCC5％SDC的體系達(dá)到極值，800。C時空氣中電導(dǎo)率高

5、達(dá)為6878Scm“1，這是LCC電導(dǎo)率(178Scm“11的387倍。即使是在60(0700。C時電導(dǎo)率也達(dá)到了963Scm“1和1463Scm～，分別為LCC電導(dǎo)率的79倍。U0c3wt％SDC樣品在氫氣氛中具有最高的電導(dǎo)率，800。C為71Scm1，幾乎為LCC電導(dǎo)率的2倍，而在600。C和700。C時，電導(dǎo)率分別為42Scmd和53Scml，遠(yuǎn)高于對陶瓷連接材料要求的電導(dǎo)率值(1Scml)。也就是說，SDC改性的LCC完全解決了