納米復(fù)合氧化鋯-鎳系列金屬陶瓷的制備及性能研究.pdf

1、YSZ-Ni(鎳-氧化釔穩(wěn)定的氧化鋯)金屬陶瓷可以應(yīng)用于固體氧化物燃料電池(SOFC)和功能梯度材料(FGM)中.固體氧化物燃料電池以其能量轉(zhuǎn)化率高、環(huán)境友好、燃料適應(yīng)性強(qiáng)和壽命長等優(yōu)點(diǎn),受到廣泛的重視.該文采用一種新的絡(luò)合-凝膠法.方法如下:將鎳鹽、鋯鹽、穩(wěn)定劑和水溶劑按所需成分配成混和溶液,再將混和溶液、外加劑按比例混和形成溶膠,溶膠經(jīng)干燥成為凝膠,凝膠經(jīng)預(yù)燒得到Y(jié)SZ-NiO氧化物納米粉末,將該氧化物粉末還原得到Y(jié)SZ-Ni納米復(fù)

2、合粉末.絡(luò)合-凝膠法克服了其它制備方法中金屬相和陶瓷相分布不均、工藝難以控制的缺點(diǎn).該法具有原料易得、無污染、化學(xué)成分和相組分易控制、工藝簡捷、性價(jià)比高等優(yōu)點(diǎn).該論文工作通過制備含Cr、V、Mo、Ti金屬元素或其碳化物的YSZ-Ni復(fù)合材料,探索金屬元素或其碳化物對金屬陶瓷性能與對金屬-陶瓷潤濕性的影響.用XRD研究了YSZ-Ni系列金屬陶瓷粉末的相結(jié)構(gòu),制得的粉末中的ZrO<,2>均為四方相;這是因?yàn)榉磻?yīng)中生成的少量Y<,2>O<,3

3、>進(jìn)入到ZrO<,2>的晶格間隙,起到了穩(wěn)定ZrO<,2>的作用.用X射線小角衍射測試了YSZ-Ni、YSZ-Ni-Cr和YSZ-Ni-V復(fù)合粉末的晶粒度,結(jié)果表明:它們的晶粒平均粒徑分別為72.3nm、63.4nm和42.2nm.用SEM觀察了所制備的YSZ-Ni系列金屬陶瓷的斷面形貌,結(jié)果表明:金屬Cr和V的引入對金屬相和YSZ基體的潤濕起到了改善的作用,而引入金屬M(fèi)o對YSZ-Ni的潤濕性沒有起到改善作用;熱壓燒結(jié)后YSZ-Ni系