固體氧化物燃料電池封接玻璃的結(jié)構(gòu)與性能研究.pdf

1、固體氧化物燃料電池是一種將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置，具有能量轉(zhuǎn)化率高、環(huán)保性好、可選用多種燃料等優(yōu)點(diǎn)；其中平板式的固體氧化物燃料電池(p-SOFC)因其功率密度高，成本低而成為國(guó)內(nèi)外研究討論的重心。由于 p-SOFC的高溫密封比較難，封接問題成為限制其發(fā)展推廣的一個(gè)技術(shù)瓶頸。本課題以BaO-Al2O3-SiO2系為基礎(chǔ)玻璃，對(duì)該BAS系固體氧化物燃料電池用封接玻璃的結(jié)構(gòu)與性能進(jìn)行了研究。
　　對(duì)BaO含量對(duì)封接玻璃結(jié)構(gòu)與性能的影

2、響研究表明：當(dāng)BaO含量逐漸降低時(shí)，玻璃的熱膨脹系數(shù)逐漸降低，其中Ba-1、Ba-2、Ba-3玻璃的熱膨脹系數(shù)在(10.0~12.0)×10-6 oC-1之間，熱處理時(shí)間的延長(zhǎng)對(duì)熱膨脹系數(shù)變化影響不大，與8YSZ陶瓷電解質(zhì)及金屬連接板的熱膨脹系數(shù)相匹配。玻璃析出的晶相主要為針狀的六方鋇長(zhǎng)石，熱處理時(shí)間、溫度對(duì)析晶性能無明顯影響。該玻璃的電阻率較高，在500 oC溫度下電阻率為8.56×106Ω?cm。平均抗折強(qiáng)度可以達(dá)到80.0MPa。

3、
　　選擇比較合適的Ba-3為基礎(chǔ)玻璃，研究了B2O3含量對(duì)玻璃結(jié)構(gòu)與性能的影響，結(jié)果表明，當(dāng)B2O3含量由4.8 wt％增大到6.8 wt%，晶相含量增多；當(dāng)B2O3含量≥6.8 wt%時(shí)，會(huì)導(dǎo)致玻璃結(jié)構(gòu)分相，隨著B2O3含量的增大，分相現(xiàn)象越來越嚴(yán)重。析出的晶相主要是針狀的六方鋇長(zhǎng)石。玻璃的熱膨脹系數(shù)隨著B2O3含量增大而增大。最大抗折強(qiáng)度隨B2O3含量的增加先增大后降低的，B2O3含量為6.8 wt%時(shí)抗折強(qiáng)度達(dá)到最大值11

4、7.0MPa。
　　選擇比較合適的Ba-3為基礎(chǔ)玻璃，探討了添加Y2O3對(duì)封接玻璃結(jié)構(gòu)與性能的影響，及封接玻璃與陶瓷電解質(zhì)8YSZ封接的界面結(jié)合情況。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)玻璃的晶相含量、熱膨脹系數(shù)、抗折強(qiáng)度隨Y2O3含量的增大呈現(xiàn)先增大后降低的趨勢(shì)。在 Y2O3含量為4 wt%時(shí)出現(xiàn)極值點(diǎn)，其熱膨脹系數(shù)和抗折強(qiáng)度最大，分別為10.41×10-6 oC-1、134.0 MPa。
　　Y-1玻璃與8YSZ封接界面結(jié)合性能良好，無裂紋、孔洞、