SOFC金屬連接體Mn-Cu氧化物涂層制備及性能研究.pdf

1、固體氧化物燃料電池(SOFCs)是將儲存于燃料中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。連接體是SOFC的重要部件之一，起著串聯(lián)單電池，分隔燃料氣與氧化劑等作用。金屬連接體，尤其是鐵素體不銹鋼，以其良好的電導(dǎo)率、熱導(dǎo)率以及與其它電池組件相匹配的熱脹系數(shù)、便于加工等優(yōu)點，已成為主流的連接體材料。然而鐵素體不銹鋼在SOFC的工作環(huán)境中會產(chǎn)生Cr揮發(fā)性并使陰極Cr中毒，且表面生成導(dǎo)電性較差的氧化膜，造成電池性能衰減。在不銹鋼連接體表面制備(Mn，Cu)3O

2、4尖晶石涂層是目前最有希望的解決方案之一。
　　本文采用直流磁控濺射技術(shù)在SUS430不銹鋼表面濺射Mn-Cu涂層，經(jīng)高溫氧化使其轉(zhuǎn)變?yōu)?Mn，Cu)3O4尖晶石等氧化物，研究了濺射涂層在SOFC陰極環(huán)境（800℃空氣）中的氧化行為，利用SEM/EDS和XRD等手段對氧化1周、5周、10周后氧化物的形貌及相結(jié)構(gòu)進行分析，并研究了表面氧化膜的電性能。同時對比并討論了基體不銹鋼未預(yù)氧化與預(yù)氧化處理對涂層氧化行為的影響。結(jié)果表明:

3、>　　(1)濺射涂覆Mn-Cu涂層的未預(yù)氧化和預(yù)氧化不銹鋼的高溫氧化（800℃的空氣中）增重在氧化初期增重明顯，隨后增重緩慢。氧化后表面均生成了雙層氧化物結(jié)構(gòu)，外層主要為(Mn，Cu)3O4尖晶石，內(nèi)層為富Cr氧化物。
　　(2)濺射涂覆Mn-Cu涂層的未預(yù)氧化和預(yù)氧化不銹鋼在氧化過程中生成的(Mn，Cu)3O4尖晶石層均有效阻止了Cr向外擴散。
　　(3)預(yù)氧化處理使基體在高溫下生成的連續(xù)、致密的Cr2O3層，構(gòu)成了Fe的