韩敏芳
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王玉倩
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蒋先锋
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彭苏萍
稀有金属材料与工程
平板式固体氧化物燃料电池组元材料的封接一直是困扰SOFC快速发展的瓶颈.实验选定封接材料的组成,通过球磨7h～8h后,1300℃～1600℃高温熔融,快速水淬冷却,获得玻璃状材料,球磨后过175 μ m的筛得到实验用封接材料粉末.热膨胀性能测试结果表明,封接材料的热膨胀系数与电解质和金属连接体在同一数量级,表现出良好的热匹配性.将7种封接材料用于电解质与连接体的连接,从900℃到1300℃分别进行了封接实验,确定了S1,S3,S5,S6和S7最适宜的封接温度.对封接样品进行热循环试验,用吸红实验检验气密性,结果显示,使用封接材料S5和S7的封接样品,封接效果较为理想.扫描电镜观察封接界面的微观形貌表明,封接材料与电解质连接较好,但与金属连接不够紧密.实验结果显示,S1,S3,S5,S6和S7均可用于金属与陶瓷的封接,其中,S5,S6和S7的性能更为稳定.
关键词:
封接材料
,
固体氧化物燃料电池
,
玻璃陶瓷
韩敏芳
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彭苏萍
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杨翠柏
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王玉倩
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李伯涛
功能材料
探索了以YSZ纳米粉体为原料,采用流延成型的方法制备YSZ电解质薄膜的工艺过程,具体探讨了不同粒度粉体流延后坯体的性能,结果表明,纳米范围内颗粒粒度粗可以获得致密度较高的坯体.但在烧结过程中,细粒度粉料表现出更好的性能,实验制备的YSZ电解质薄膜的面积比电阻在1123K,比德国D样品大幅度下降.573～1023K的阻抗谱显示出实验制备的YSZ电解质试样的晶粒、晶界和电极处的阻抗都明显降低,综合性能明显优于国外同类产品.流延成型工艺可以获得尺寸为100mm×100mm×0.125mm的8YSZ电解质薄片,这为平板式SOFC在中国的快速发展做好了材料上的准备.
关键词:
YSZ纳米粉料
,
流延成型
,
YSZ薄膜性能
韩敏芳
,
彭苏萍
,
杨翠柏
,
刘泽
,
王军伟
材料科学与工艺
doi:10.3969/j.issn.1005-0299.2004.01.008
为了研究纳米氧化锆粉体的烧结性能,以4种不同粒度的氧化锆粉体为原料,在热分析仪上测试了室温～1000℃范围内坯体的形变量和热膨胀性能.采用1450℃恒温1～6 h的烧结工艺,制备了氧化锆陶瓷,并进行了性能表征.结果表明:粉料1次粒子粒径越小,其初始烧结温度越低;粉料的团聚粒径越小,分布越窄,坯体的烧结致密化越容易.
关键词:
氧化锆纳米粉料
,
粒度分布
,
初烧温度
,
陶瓷致密化
,
烧结工艺
韩敏芳
,
彭苏萍
,
王玉倩
,
杨翠柏
功能材料与器件学报
doi:10.3969/j.issn.1007-4252.2003.03.005
实验研究了纳米粉体制备 8YSZ电解质的固相烧结过程.根据阿基米德原理测瓷体密度;通过测定烧结前后瓷片尺寸,求出烧结线收缩;采用四端电极法测瓷体的电导率;使用扫描电子显微镜(SEM)观测样品微观形貌,并探讨了 YSZ纳米粉体烧结的动力学过程.由于纳米颗粒尺寸较细、粒度分布均匀、无硬团聚和很好的球形度,使得烧结温度大幅度降低.实验表明,最佳烧结温度为 1450℃,此时材料致密,相对密度在 97%以上;气孔含量少、晶粒均匀,电导率高,1000℃时为0.162Ω-1cm-1,是理想的高温电解质材料.
关键词:
8YSZ电解质
,
纳米粉体
,
制备工艺
,
电导率
韩敏芳
,
杨翠柏
,
李伯涛
,
彭苏萍
稀有金属材料与工程
探索了以NiO和YSZ微粉为原料,采用干压成型的方法制备NiO-YSZ/YSZ复合材料的工艺过程.实验结果表明:随着NiO含量的减少,实验样品收缩率和相对密度均逐渐增加;当NiO含量从46%(体积分数,下同)降为30%时,1400℃,1 h下得到的样品收缩率由17.6%逐渐增至21.8%,相对密度由64.04%增至75.93%;1450℃,2 h下得到的样品收缩率则由21.2%逐渐增至23.3%,相对密度也由66.9%增至74.2%.选用1400℃,1 h的烧结工艺能得到晶粒大小均匀,晶粒尺寸较小的复合材料.各复合层的收缩率差值在1%以上,即可造成不同程度的翘曲.要以干压成型制备NiO-YSZ/YSZ复合梯度材料,3层复合是远远不够的.复合梯度材料较好地改善电极与电解质间的界面接触状态,为其在燃料电池上的应用奠定了基础.
关键词:
固体氧化物燃料电池
,
NiO-YSZ阳极
,
复合梯度材料
