简论热膨胀低CrFe-Ni基合金溅射表面改性及高温氧化行为

论文导读：1.1燃料电池介绍10-121.1.1燃料电池进展历史111.1.2燃料电池的分类11-121.2固体氧化物燃料电池(SOFC)12-161.2.1SOFC工作原理12-131.2.2SOFC优点13-141.2.3SOFC电池堆结构14-161.3固体氧化物燃料电池连接体16-211.3.1陶瓷材料17-181.3.2金属连接体材料18-211.4论文目的及探讨内容21-231.

4.1论文目的21-221.2探

摘要：连接体是固体氧化物燃料电池(Sopd Oxide Fuel Cell, SOFC)中的重要部件之一。近年来,随着中温(600-800℃)SOFC的进展,使得采取廉价的金属材料作为连接体成为可能。但是在高温条件下,形成Cr203膜合金有着着Cr03挥发不足,限制了SOFC的商业运用。本论文根据前人的探讨成果,对含少量(0.36%)Si的低Cr Fe-Ni基合金表面实施溅射改性,在合金表面制备一层成分与基体相同的柱状晶结构涂层。探讨了该铸态合金的热膨胀行为、铸态合金和溅射涂层的高温氧化行为及其表面氧化物的电性能。探讨结果如下：(1)铸态合金在室温至800℃区间内的热膨胀行为与电池堆其他部件相匹配,符合电池堆设计的要求。(2)溅射涂层在800℃空气氧化实验中体现出良好的性能,表面形成了双层氧化物结构即：以CoFe2O4尖晶石结构为主的外氧化层和Cr203内氧化层。溅射涂层氧化12周后的增重仅为3.04mg/cm2,体现出良好的高温抗氧化能力。而且尖晶石外氧化层的有着可以阻挡Cr的挥发。(3)溅射涂层在800℃空气中氧化12周后表面氧化物的面比电阻(ASR)为31.97mΩ·cm2,远低于SOFC金属连接体的接触电阻不应大于0.1Ω·cm2的要求。关键词：固体氧化物燃料电池(SOFC)论文金属连接体论文热膨胀论文表面改性论文氧化论文面比电阻(ASR)论文
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Abstract6-10
第1章 绪论10-23

1.1 燃料电池介绍10-12

1.1 燃料电池进展历史11

1.2 燃料电池的分类11-12

1.2 固体氧化物燃料电池(SOFC)12-16

1.2.1 SOFC工作原理12-13

1.2.2 SOFC优点13-14

1.2.3 SOFC电池堆结构14-16

1.3 固体氧化物燃料电池连接体16-21

1.3.1 陶瓷材料17-18

1.3.2 金属连接体材料18-21

1.4 论文目的及探讨内容21-23

1.4.1 论文目的21-22

1.4.2 探讨内容22-23

第2章 合金及涂层制备23-31

2.1 引言23

2.2 合金靶材及涂层制备23-27

2.1 合金及靶材的制备23-24

2.2 铸态合金热膨胀行为测试24-25

2.3 溅射涂层的制备25-27

2.3 实验结果27-31

2.3.1 热膨胀行为浅析27-28

2.3.2 溅射涂层表面及断面形貌28-29

2.3.3 溅射涂层相结构29-31

第3章 低Cr Fe-Ni基合金及溅射涂层高温氧化行为31-48

3.1 引言31

3.2 高温氧化实验31-32

3.

2.1 恒温氧化31

3.

2.2 循环氧化31-32

3.3 表面氧化物的表征32

3.1 扫描电子显微镜/能谱(SEM/EDS)浅析32

3.2 X射线衍射(XRD)浅析32

3.4 实验结果32-48

3.4.1 恒温氧化结果与浅析32-44

3.4.2 循环氧化结果与浅析44-48

第4章 表面氧化膜电性能48-52

4.1 引言48

4.2 电性能测试48-49

4.

2.1 金属连接体面比电阻的推导48-49

4.

2.2 面比电阻的测定49

4.3 实验结果49-52
第5章 结论52-53
参考文献53-58
致谢58