固体氧化物燃料电池梯度复合阴极材料的研制

文章尝试采用凝胶浇注法分别制备掺锶的锰酸镧La0.4Sr0.6MnO3(LSM),氧化钐掺杂氧化铈Ce0.8Sm0.2O3(SDC),镧锶钴铁La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3(LSCF)阴极材料粉体,然后以LSCF为基体,用LSM、SDC、LSCF分别进行掺杂所得粉体材料作为IT-SOFC的阴极材料。烧结后研究所得阴极材料的烧结性能和电学性能,并对掺杂物质对LSCF其微观结构和相关性能进行测试分析,将不同掺杂粉体制备的烧结体与纯的LSCF烧结体进行比较。     

电容-压敏双功能材料研究进展

电容-压敏双功能材料(SrTiO_3系、TiO_2系、WO_3系、CaCu_3Ti_4O_(12)系)因各自的优异性能,在科学研究和实际应用中先后成为研究的热点。笔者回顾电容-压敏双功能材料的发展历史,详细介绍了目前国内外研究最多的电容-压敏双功能材料的结构特征和研究进展,并讨论了今后的研究方向:基础理论的研究;对电容-压敏陶瓷进行复合掺杂,改善其综合性能;超低压、双功能方向研究。     

Nb掺杂对Ba_(0.5)Sr_(0.5)Co_(0.8)Fe_(0.2)Nb_xO_3(0≤x≤0.15)阴极材料电化学性能影响的研究

为了研究Nb掺杂对于Ba_(0.5)Sr_(0.5)Co_(0.8)Fe_(0.2)O_3阴极材料的电化学性能的影响,采用燃烧法合成了Ba_(0.5)Sr_(0.5)Co_(0.8)Fe_(0.2-x) Nb_xO_3(BSCFN_x,x=0、0.05、0.1、0.15),并将其作为固体氧化物燃料电池(solid oxide fuel cell,SOFC)阴极材料进行性能测试。XRD结果显示,所有Ba_(0.5)Sr_(0.5)Co_(0.8)Fe_(0.2-x)Nb_xO_3样品均为立方型钙钛矿相,没有杂质出现。电导率测试结果显示,随着Nb含量的增加,BSCFN_x的电导率和电化学输出性能均随之先上升、后下降,Nb的最佳掺杂比例为Ba_(0.5)Sr_(0.5)Co_(0.8)Fe_(0.1)Nb_(0.1)O_3(BSCFN0.1)。在800℃下,BSCFN0.1的电导率高达36.3S/m。在700℃下,以BSCFN0.1为阴极的氧化钆掺杂的氧化铈(Ce_(0.9)Gd_(0.1)O_2GDC)为电解质支撑单电池的最大功率密度可以达到194 mW/cm~2,比其他Ba_(0.5)Sr_(0.5)Co_(0.8)Fe_(0.2-x)Nb_xO_3(x=0、0.05、0.15)阴极基GDC电解质支撑的单电池最大功率密度明显增大。功率密度测试结果与电导率测试结果相一致,说明Nb的掺杂对于提高BSCF的电导率以及氧化还原反应(oxygen reduction reaction,ORR)催化性能具有显著效果,且当x=0.01时为最佳。     

定形无机水合盐相变材料的制备及热物性研究

制备了以高吸水性树脂作为支撑材料和保水剂的定形无机水合盐相变材料,将其添加到预制的墙体材料中,采用多点式热流计测量墙体低温侧的热流和温度,并与普通墙体材料及没有支撑材料的相变墙体材料的传热性能进行对比。结果显示,添加定形相变材料的墙体传热性能稳定,蓄热性能好,提高了室内热舒适性,达到了良好的节能效果。研究结果证明了此种定形相变材料在墙体材料中应用具有可行性。     

含有机玻璃中间层的双中空玻璃物理性能试验研究

为研究间隔材料为高透明低密度有机玻璃的中空玻璃是否具有优越的热工性能，制作了几种尺寸不同、间隔材料不同、材料厚度不同的双中空玻璃进行热工性能、光学性能试验研究并对比了相关参数，探究不同检测环境下光热参数结果是否相近。结果表明：现场环境下测试结果与实验室测试结果基本相符；含有机玻璃中间层的双中空玻璃有较低的紫外线透过率，有机玻璃越厚，传热系数和遮阳系数越低；在基本不增加中空玻璃重量的基础上，含有机玻璃中间层的双中空玻璃可实现低传热系数和高可见光透过率，相较于一般双中空玻璃保温隔热性能更好，更适合用在冬寒夏热地区的阳光房或建筑采光顶中。研究结果可为该种新型双中空玻璃的广泛运用提供物理性能方面的评价依据。     

装配式建筑冬期施工钢筋套筒连接灌浆料研究与应用

以高贝利特硫铝酸盐水泥为主要胶结材料,以高强级配骨料、早强型聚羧酸系高性能减水剂、塑性膨胀剂等为主要原材料,配制一种在低温(-5℃)条件下满足装配式建筑钢筋套筒连接技术要求的水泥基灌浆料。对该灌浆料低温施工性能、塑性状态下体积微膨胀性能、不同龄期力学性能和耐久性能进行研究,结果表明,该产品在套筒部位温度为-5℃以上时可进行灌浆施工,并成功应用于北京市平乐园、台湖公租房等项目冬期施工中。     

Fe-TiB_2/Al_2O_3复合阴极的电解性能及元素迁移行为

以氧化铝溶胶为黏结剂、金属Fe为烧结助剂,采用冷压-烧结制备出铝电解用Fe-Ti B_2/Al_2O_3复合阴极材料,利用20A电解试验研究其电解性能;利用能谱仪(EDS)对电解试验前后的复合阴极材料进行了成分物相分析,研究电解过程中各种元素迁移行为.研究结果表明:金属Fe作为烧结助剂在烧结过程中能有效的填充骨料之间的空隙,使该复合阴极材料的烧结致密度显著提高; 20 A电解试验过程电压稳定,电流效率93. 2%,原铝中铝元素质量分数为99. 47%,杂质元素质量分数为0. 53%.在电解试验后,铝液能有效润湿阴极表面,表明Fe-Ti B_2/Al_2O_3复合阴极材料具有较理想的可润湿性;从复合阴极电解后的能谱分析可知,在电解过程中,碱金属主要是通过液态电解质渗透进入阴极材料中,随后又逐渐渗透进入黏结剂相中,并在骨料之间氧化铝溶胶和金属烧结助剂均未能充分填充的空隙进行富集. K元素较Na元素对黏结相的渗透力更强;与此同时,阴极表面生成的Al通过复合材料的空隙进入阴极内部,而Fe金属会利用材料内部的空隙反向扩散至铝液层中.在试验中,阴极表面的铝液层的稳定存在是该阴极高效稳定运行的基础.     

铝用石墨阴极孔隙结构与石墨化程度关系研究

铝用石墨阴极孔隙结构的常规研究方法难以对不同石墨化程度材料进行快速量化和智能化分析。根据体视学原理在二维空间定义孔隙结构参数,采用图像分析技术对不同类型石墨阴极孔隙结构的孔隙率、孔径、形状因子、孔隙取向及连通率等进行分析表征。结果表明,所用图像分析方法可定量分析石墨阴极材料的孔隙结构特征,并显示其与材料石墨化程度的规律性关系,所获数据有助于评价阴极材料性能和优化阴极制备过程参数。     

东北地区公路常用沥青的使用性能研究

沥青的使用性能极大决定了沥青混合料的使用寿命。为了研究东北地区道路中沥青材料的使用性能,选取了7种常见的沥青材料,进行了短期老化前后的针入度系列三大性能试验,并通过多应力重复蠕变恢复试验、弯曲梁流变试验以及线性幅度扫描分别研究了沥青材料的高、低温及疲劳等路用性能。试验结果表明:短期老化前后,同标号的LH类基质沥青的针入度系列性能普遍优于HY类沥青,改性沥青性能普遍优于基质沥青,同时改性沥青SBS以及高粘高弹沥青的高温、低温以及疲劳性能更优于基质沥青。未来极有必要建立区域沥青使用性能数据库,从而满足更快捷、更信息化的道路工程建设指导需求。     

硅橡胶复合绝缘子耐低温性能研究

硅橡胶以其特有的化学稳定性,使其具有耐高低温性、憎水性、耐漏电起痕性和抗电蚀损性、电绝缘性等诸多优异性能,在输电线路中得到广泛应用。在运行中,绝缘子在低温下要承受较高的电压,保持绝缘子在低温状态下的机械稳定性是运行安全的必要保证。笔者主要研究在低温条件下硅橡胶复合绝缘子材料的机械强度、击穿强度、体积电阻率、耐漏电起痕及电蚀损性能和憎水性,探讨了输电线路用硅橡胶复合绝缘子材料的耐低温性能及其作用机理。实验结果表明:硅橡胶复合绝缘子材料具有优异的耐低温性能。