SOEC多层复合阳极的制备及性能研究

采用共沉淀-共沸蒸馏法合成锶掺杂的锰酸镧(LSM)粉体,在此基础上制备了LSM与钇稳定的氧化锆(YSZ)的复合材料,并研究了该材料应用于固体氧化物电解池(SOEC)阳极的性能.通过XRD、TEM、SEM等手段分析了该材料的化学稳定性及微观结构.通过动电位扫描以及电化学阻抗谱(EIS)研究了该阳极材料的电化学性能.TEM分析显示共沉淀-共沸蒸馏法在减小粉体粒径方面要优于传统的共沉淀方法.SEM结果显示经过1200 ℃,2 h的烧结后,复合阳极与电解质结合紧密,阳极材料内部孔隙均匀,YSZ与LSM两相各自形成连通的网络结构.对不同组成和不同结构的阳极复合材料的电化学性能进行了测试,结果显示多层的阳极结构增加了三相界面(TPB)的长度.     

溶胶-凝胶法制备固体氧化物燃料电池复合阴极

用溶胶-凝胶法制备了中温固体氧化物燃料电池的50w/%Sm0.2Ce0.8O1.90(SDC)+50w/%(La0.85Sr0.15)0.9MnO3-8(LSM)复合阴极.阴极-电解质(SDC)界面电阻深受阴极微结构的影响用溶胶凝胶法制备的阴极具备有利于氧还原反应的微结构,包括小的粒径、高的孔隙率、高的比表面积等.而微结构又受到烧结温度的影响,界面电阻最小时的烧结温度为950℃.800℃时界面电阻为0.14Ωcm2,明显低于其他方法制备的同化学成分阴极的界面电阻.     

Gd0.8Sr0.2CoO3阴极的甘氨酸-硝酸盐法制备及性能研究

为探索适于中温条件下使用的固体氧化物燃料电池的阴极材料,用甘氨酸-硝酸盐法(GNP法)制备了Gd0.8Sr0.2CoO3(GSC)阴极粉体,用X-ray衍射考察了GSC的成相温度.采用丝网印刷法将GSC沉积在(Sm2O3)0.2(CeO2)0.8(SDC)圆片上,制成对称阴极,在不同温度下烧结.用交流阻抗谱从500℃到750℃测量了GSC阴极和SDC电解质之间的界面电阻.结果表明,用甘氨酸-硝酸盐法制备的GSC粉体的成相温度比传统固相法降低了400℃～500℃;700℃时,GSC阴极的界面电阻仅为0.26 Ω·cm2.     

纳米铬酸锶镧制备及烧结行为

采用sol—gel法制备了铬酸锶镧纳米粉体，并用纳米粉体制成了烧结体。利用XRD、TEM及SEM方法研究了不同条件下粉末样品的物相组成、形貌及烧结体的形貌。结果表明，随着锶掺杂量的增加，La1-xSrxCrO3(x=0～0．4)粉料的粒径逐渐变小。随煅烧温度的增高，粒径逐渐增大，其最佳合成温度为800℃。粘结剂加入量及成型压力对烧结体的气孔大小和分布影响很大。     

Microstructure and Electrochemical Behavior of La0.8Sr0.2MnO3 Deposited by Solution Precursor Plasma Spraying

采用液料等离子喷涂方法(SPPS)制备固体氧化物燃料电池多孔La0.8Sr0.2MnO3(LSM)阴极。用SEM观察LSM的微结构,用XRD研究其相结构。考察了喷涂距离和热处理温度对LSM微结构的影响规律。结果表明,SPPSLSM在1050℃热处理2h后形成连续的具有微纳介孔结构的涂层,且LSM具有单一的钙钛矿结构。利用电化学交流阻抗谱方法研究了LSM极化行为。微结构对极化性能有显著影响,1000℃时,LSM在喷涂距离为60mm时具有最佳的电化学性能,阴极极化电阻约为0.3Ω·cm2。通过工艺的控制,SPPS可以实现SOFC阴极相和微结构的优化。     

化学沉淀法制备CeO2-La2O3-ZrO2陶瓷粉末

采用化学沉淀法制备了La2Zr2O7(LZ)和CeO2-La2O3-ZrO2(LCZ)陶瓷粉末。通过电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)、X射线衍射、DSC及霍尔流速计等分析方法,对粉末的化学组成、不同CeO2掺杂量LCZ的相组成、不同煅烧温度下的相组成、高温相稳定性和流动性能进行了研究。结果表明:所制备粉末的组成与锆酸镧烧绿石相的组成相近;热处理温度600℃时粉末为无定形的混合氧化物,900℃时转化为复合氧化物,1 150℃时转变为单一的锆酸镧烧绿石相;高温下LCZ无明显相变;温度高于1 400℃煅烧后,LCZ的流动性显著改善,可用于等离子喷涂。     

湿化学法制备锶镁掺杂镓酸镧基固体电解质材料的研究进展

本文综述了国内外学者采用湿化学法制备锶镁掺杂的镓酸镧基固体电解质（LSGM）的研究现状。阐述了每种制备方法的制备过程和主要特点，并同传统固相反应法进行了比较。最后对LSGM材料进一步研究的方向进行了展望。     

N80套管在热采条件下的腐蚀电化学研究

目的 针对热采过程中生产阶段和焖井阶段的典型温度工况条件,研究80 ℃与140 ℃温度下N80套管钢在不同CO2分压下的腐蚀电化学行为。方法 利用高温高压电化学设备,采用三电极体系进行动电位极化曲线和电化学阻抗谱（EIS）的测试,并采用ZSIMPWIN软件对电化学阻抗谱测试结果进行拟合分析。利用高温高压反应釜进行腐蚀模拟实验,并使用扫描电子显微镜（SEM）进行腐蚀产物微观形貌观察。结果 在80 ℃与140 ℃条件下,N80钢在CO2分压0.5~4.0 MPa条件下的腐蚀均为阴极控制,随CO2分压的增大,腐蚀电位Ecorr正移,腐蚀电流密度Jcorr增大。80 ℃下N80钢的电化学阻抗谱呈现3个时间常数,为高频容抗弧、中低频感抗弧和低频容抗弧;温度升至140 ℃后,N80钢电化学阻抗谱中感抗弧消失,呈现2个时间常数,为高频容抗弧与低频容抗弧。结论 通过阻抗谱拟合结果对比及对浸泡实验试样腐蚀产物的微观形貌观察发现,温度升高后,腐蚀产物膜电阻Rc与电荷传递电阻Rt增大,孔隙率降低,对基体的保护性增强。     

玻璃沉积物对La2Ce2O7/YSZ涂层高温下热冲击性能的影响

目的 为了探究玻璃沉积物CMAS(CaO-MgO-Al2O3-SiO2)对新型结构热障涂层在1250 ℃下的热冲击寿命的影响，揭示热障涂层的失效行为。方法 通过火焰喷涂技术将制备的CMAS粉体均匀地沉积到铈酸镧/氧化钇部分稳定二氧化锆双陶瓷层热障涂层(LC/YSZ DCL-TBCs)和梯度热障涂层(LC/YSZ FGM-TBCs)的表面，于1250 ℃热冲击实验中进行涂层样品的抗热冲击性能及失效机理研究。利用扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)追踪CMAS的位置，观察CMAS与涂层反应层的厚度与形貌。采用X射线衍射仪(XRD)测试反应层产物，并总结其失效方式。结果 高温热冲击结果显示梯度涂层的热冲击寿命(435次)远高于双陶瓷层热障涂层的寿命(229次)，约为铈酸镧/氧化锆双陶瓷层热障涂层寿命的1.9倍。铈酸镧层与梯度层都能在一定程度上阻碍CMAS渗入涂层内部，提高其CMAS腐蚀条件下的热冲击寿命。双陶瓷层热障涂层与梯度热障涂层的失效均是以层状剥落为主，剥落层主要是CMAS与LC的反应层以及反应层下的烧结层，反应层是由Ca2(LaxCe1-x)8(SiO4)6O6-4x、萤石相和MgAl2O4等难熔氧化物组成，这层致密氧化物类似于密封层，能阻止CMAS继续渗入。结论 功能梯度结构具有比双陶瓷层结构更优异的抗CMAS热冲击性能和更好的应力耐受性。     

化学共沉淀法制备正铌酸镧过程中杂相的形成与控制

从多酸化学的角度 ,讨论了在化学共沉淀法制备正铌酸镧 (LaNbO4 )过程中 ,不同 pH条件对产物相组成的影响。结果表明 :在酸性条件下 ,由于同多酸盐的析出 ,产物中有部分偏铌酸镧相K2 LaNb5O15存在 ;在碱性条件下 ,由于铌酸盐的水解受到抑制 ,可以制备得到相组成相对单一的正铌酸镧相 ;对酸性条件下得到的无定形前驱体粉末进行碱化处理可以降低烧成正铌酸镧相中的杂相含量。