Gd0.8Sr0.2 CoO3-Sm0.2Ce0.80 O1.9复合阴极制备及性能研究

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,用固相反应法制备了Gd0.8Sr0.2CoO3(GSC)阴极粉体,用X射线衍射考察了GSC的成相温度.采用丝网印刷法将GSC-(Sm2O3)0.1(CeO2)0.8(SDC)沉积在SDC电解质圆片上,制成对称阴极,在不同温度下烧结.用交流阻抗谱从500～750℃测量了GSC-SDC复合阴极和SDC电解质之间的界面电阻.结果表明,GSC-SDC复合阴极的界面电阻比GSC阴极降低了3～5倍;750℃时,GSC-SDC阴极的界面电阻仅为0.15Ω·cm2.     

固体氧化物燃料电池梯度复合阴极材料的制备及性能研究

用喷涂方法在Ce0.8Sm0.2O1.9（SDC）电解质上制备梯度复合阴极,通过X射线衍射（XRD）测试,确定了复合材料Sm0.5Sr0.5CoO3（SSC）-Ce0.8Sm0.2O1.9（SDC）的物相组成;SEM结果表明,阴极呈现多孔的微结构,且与电解质表面接触良好.每层材料的热膨胀系数随着SSC含量的增加而增大,而电阻率随着SSC含量的增加而下降.对梯度复合阴极材料的电化学性能进行了测试,结果表明：梯度复合阴极材料具有比单层SSC阴极材料更好的电化学活性.     

中低温固体氧化物燃料电池阴极材料研究进展

固体氧化物燃料电池(SOFCs)作为一种高效的能量转化装置,其成功应用将有效地节约能源和降低能源利用过程中环境污染物的排放。低温化可加快SOFCs商品化的步伐,而其关键在于开发高性能的阴极材料。综述了近年来在中低温SOFCs阴极材料方面的研究进展,其中包括ABO3型阴极材料、A2BO4型阴极材料、AA1B2O5型阴极材料及复合阴极材料,指出了各种材料的优缺点及SOFCs阴极材料的发展趋势。     

固体氧化物燃料电池复合掺杂材料研究进展

概述了中温固体氧化物燃料电池要件使用的新型复合掺杂材料研究及制备进展,采用差示扫描量热法（DSC）,热重法（TG）与变温度X射线衍射对La1-xSrxMn1-yCoyO3,La1-x-zSrxCaZmN1-YCoyO3复合掺杂钙钛矿结构氧化的固相烧结合成过程进行了研究,提出了一些将来应重点研究的问题。     

固体氧化物燃料电池多层复合阴极的制备及性能研究

为了改善固体氧化物燃料电池的阴极热循环性能,采用喷涂方法在Ce0.8Sm0.2O1.9（SDC）电解质片的表面制备了La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3（LSCF）-（SDC）3层复合阴极,各层LSCF所占比例依次为40%、70%和100%（质量分数）.X射线衍射结果表明,LSCF与SDC无明显的反应.每层材料的热膨胀系数随LSCF含量的增加而增大,电阻率随LSCF含量的增加而下降.SEM观测证明阴极呈现多孔的微结构,且与电解质表面接触良好.在中温（500～800℃）测得的阴极极化曲线和阻抗谱结果表明,多层阴极材料具有比单层LSCF阴极更好的电化学性能和热循环稳定性,5次热循环后性能衰退从58%下降到12%.     

LSM溶胶浸渍LSCF-GDC三相复合阴极制备及性能研究

高性能阴极是提高SOFC电池性能的关键因素。为了提高阴极电化学性能和降低阴极极化阻抗, 本实验将Pechini法制备的LSM(La_0.85Sr_0.15MnO₃)溶胶浸渍到LSCF(La_0.6Sr_0.4Co_0.2Fe_0.8O_3-δ)-GDC(10GDC)多孔阴极中, 构成LSM-LSCF-GDC三相复合阴极。为了提高浸渍效率, 研究了不同pH下LSM浸渍液的浸渍情况, 研究发现: LSM浸渍液的pH是影响浸渍效果和浸渍量的直接因素。当LSM浸渍液为弱碱性时, 络合物胶体粒子带负电, 而LSCF-GDC的孔洞内壁带大量的负电, 这样使得两者间的主要作用力为排斥力, 有利于LSM胶体粒子进入阴极的孔洞内部。当LSM浸渍液pH为8.0时, 生成的LSM纳米颗粒能较均匀地分布在阴极骨架内壁, 随着浸渍次数的增加, 阴极的极化阻抗先减后增, 浸渍3次的复合阴极具有最低极化阻抗0.16 Ω•cm²(700℃空气中)。在700℃下, 以H₂+3% H₂O为燃料、空气为氧化气体, 浸渍与未浸渍的电池的最大功率密度分别为0.645 W/cm²和0.503 W/cm²。     

La0.7Sr0.3FeO3-Sm0.2Ce0.8O2复合阴极制备及性能研究

采用固相反应法(SSR)和硝酸盐-甘氨酸燃烧法(GNP)合成La0.7Sr0.3FeO3(LSF)粉体,用于制备中温固体氧化物燃料电池的复合阴极LSF-Sm0.2Ce0.8O2(SDC).用交流阻抗谱研究复合阴极的组成、烧结温度、起始粉体性质等因素对电极界面比电阻的影响.结果表明,在LSF中加入适当比例的SDC可明显提高电极的性能.当SDC的加入量达到其渗流阀值(～50%,质量分数)时,在700℃复合阴极的界面比阻抗约为0.2 Ω·cm2,大约为纯LSF的十分之一.电极性能的明显提高的原因是电极离子电导率的提高、CeO2的本征催化性能以及电极三相线密度的增大.     

中低温固体氧化物燃料电池陶瓷阴极材料

综述了中低温固体氧化物燃料电池（SOFC）陶瓷阴极材料的研究和发展动态，以及当前应用中存在的主要问题，这些陶瓷材料包括A2Ru2O7-δ陶瓷，具有钙钛矿结构的La1-xSrxCo1-yFeyO3(LSCF)型陶瓷以及Ag-YDB(Y2O3doped Bi2O3）复合陶瓷。     

纳米结构LSCF-SDC复合阴极的制备及其氧还原机理研究

利用浸渍法制备了La_0.6Sr_0.4Co_0.8Fe_0.2O_3-δ(LSCF)/Ce_0.8Sm_0.2O_1.9(SDC)纳米复合阴极, 利用XRD、SEM对阴极的相组成及微观结构进行了分析。LSCF前驱体在800℃煅烧4 h后获得平均颗粒尺寸为50 nm的纯LSCF相。测试了在不同LSCF浸渍量及氧分压条件下阴极的阻抗谱, 研究了O₂在LSCF/SDC复合阴极的还原机制及LSCF的浸渍量对复合阴极性能的影响。研究结果表明, 在浸渍法制备的LSCF/SDC纳米复合阴极中, O₂在阴极的还原反应涉及到O₂在阴极表面的吸附与解离、O^2-在阴极体内的传输及O^2-在电极与电解质的界面之间的传输三个子过程, 其中O^2-在阴极体内的传输为O₂的还原反应的速率控制步骤。改变LSCF在阴极的浸渍量并没有改变O^2-在复合阴极的反应机制, 阴极极化电阻随LSCF浸渍量的增加先减小再增大, 浸渍相的体积分数为16.5%时, 阴极极化电阻最小。     

固体氧化物燃料电池阴极材料的研究进展

阴极材料是固体氧化物燃料电池的重要组成.提高阴极材料的电子/离子电导率、降低极化电阻是使SOFC低温化运行、延长电池使用寿命的重要方法.阴极材料的高电子电导性促使钙钛矿结构氧化物在阴极材料的研究领域占据主导地位.综述了钙钛矿结构阴极、尖晶石结构阴极和Ruddlesden-popper型结构阴极材料的研究进展,并展望了未...     

中温固体氧化物燃料电池SUS430/La0.8Sr0.2MnO3复合连接板材料制备研究

采用溶胶凝胶和等离子喷涂的方法,制备了SUS430/La0.8Sr0.2MnO3复合连接板材料.通过TG、IR和XRD分析了La0.8Sr0.2MnO3凝胶烧结过程;采用SEM、四探针法和氧化增重法分别研究了SUS430/La0.8Sr0.2MnO3复合连接板材料的形貌、电子导电能力和高温抗氧蚀能力.经比较研究发现,溶胶凝胶和等离子喷涂都可以制备出高性能的SUS430/La0.8Sr0.2MnO3复合连接板材料,陶瓷涂层致密度分别达到了94.6%和97%;且腐蚀速率由SUS430材料的104.93μg2·cm-4·h-1分别降低到26.91μg2·cm-4·h-1和20.39μg2·cm-4·h-1,在800C下它们的电导率分别为11.17s·cm-1和12.66s·cm-1.     

Si3N4复相陶瓷半固态连接的接头组织和界面反应

根据复合材料的强化原理,用Ag-Cu-Ti钎料和TiN颗粒作为复合连接材料在半固态下连接Si3N4复相陶瓷以提高接头强度,研究了接头的组织和界面反应.结果表明,接头由母材/反应层/含微量Ti的Ag-Cu TiN/反应层/母材组成,反应层由含Ti、Si、N三种元素的一些化合物组成;TiN颗粒在Ag-Cu基体中的分布总体均匀,两者之间的界面清晰、结合致密:当TiN的加入量较小时,对连接材料与母材的界面反应没有明显影响.初步的剪切试验结果表明,采用Ag-Cu-Ti加TiN颗粒作为复合连接材料连接Si3N4陶瓷可以提高接头强度.     

SiC纤维／LCMAS微晶玻璃基复合材料的界面结合和力学性能

本工作通过在母体玻璃中引入ＭｇＯ后进行热处理得到一系列具有不同热膨胀系数的微晶玻璃．ＳｉＣ纤维／ＬＣＭＡＳ微晶玻璃基复合材料在烧结条件下，在纤维和基体间形成一厚度约为２μｍ的界面层．纤维、基体间的界面剪切应力通过单根纤维压出法测试，发现纤维、基体间的界面剪切强度对复合材料的力学性能有严重的影响，并且ＳｉＣ纤维／ＬＣＭＡＳ系微晶玻璃基复合材料具有较高的界面剪切强度，通过降低基体的热膨胀系数减弱界面剪切强度，可使复合材料的强度和断裂韧性都得到明显的改善．     

亚麻纤维增强立构聚乳酸复合材料的制备及界面改性

采用熔融共混及注塑成型法制得立构聚乳酸(sc-PLA)及亚麻纤维/立构聚乳酸(Flax/sc-PLA)复合材料,并通过差示扫描量热分析、动态力学分析、热重分析、扫描电镜、维卡软化温度及力学性能测试等方法研究了亚麻纤维增强及偶联剂六亚甲基二异氰酸酯(HMDI)界面改性对Flax/sc-PLA复合材料结构与性能的影响。结果表明:亚麻纤维的加入可有效提高sc-PLA的立构结晶度、耐热性以及力学性能,Flax/sc-PLA复合材料的立构结晶度由17.3%提高到24.9%,维卡软化温度由161.1℃升至195.7℃,拉伸强度也从57.4 MPa提高到62.5 MPa。通过HMDI界面改性可有效改善复合材料的界面相容性,使复合材料的拉伸强度进一步提高到70.4 MPa。此外,HMDI改性还提高了复合材料的热稳定性,其初始降解温度和动态储能模量G'均比未改性复合材料显著提高。     

湿热循环对CCF300/QY8911复合材料界面性能的影响

通过对CCF300/QY8911复合材料试样进行循环吸湿-脱湿处理,绘制吸湿和脱湿曲线并用Fick第二定律进行拟合,采用层间剪切强度(ILSS)表征不同湿热条件对纤维/树脂界面性能的影响,再通过SEM观察试样剖面和侧面的微观形貌。结果表明:CCF300/QY8911复合材料的吸湿和脱湿行为符合Fick第二定律,试样水浸(水温71℃)14天后达到饱和吸湿率;水对CCF300/QY8911复合材料纤维/树脂界面的破坏分为可逆和不可逆,脱湿处理会消除可逆破坏,使干态ILSS有所回复;湿热循环次数增加会进一步引起纤维/树脂界面产生不可逆破坏,使CCF300/QY8911复合材料ILSS降低,但吸湿是引起这种复合材料ILSS性能下降的主要因素。     

铜铝层状复合材料界面特性及深加工研究进展

铜铝层状复合材料因其良好的综合性能而应用于众多领域,其深加工变形性能关系到复合材料的推广与发展。本文介绍了铜铝层状复合材料深加工性能研究现状,总结了深加工过程中复合材料宏观质量缺陷的成因与解决对策;综述了铜铝层状复合材料的界面特征、形成机理、界面层对铜铝复合板材变形性能的影响;从宏观和微观角度汇总了复合材料界面断裂失效机理;概括了复合材料深加工变形过程中界面结构演变规律;基于复合材料协同变形,提出了复合材料界面结构调控机制。文章还对铜铝层状复合材料深加工发展方向进行了展望。     

（Al18B4O33）w／ZL202复合材料的界面反应

利用ＸＲＤ和ＴＥＭ分析研究了（Ａｌ_（１８）Ｂ_４Ｏ_（３３））_ｗ／ＺＬ２０２复合材料中Ａｌ_（１８）Ｂ_４Ｏ_（３３）晶须同基体合金ＺＬ２０２之间的界面反应。结果表明，在Ａｌ_（１８）Ｂ_４Ｏ_（３３）晶须和ＺＬ２０２之间存在界面反应，界面反应物为具有尖晶石结构的ＣｕＡｌ_２Ｏ_４，并发现反应物同晶须之间存在如下的位向关系：｛１１１｝_（Ａｌ_（１８）Ｂ_４Ｏ_（３３））‖｛１１１｝_（ＣｕＡｌ_２Ｏ_４），＜２１１＞_（Ａｌ_（１８）Ｂ_４Ｏ_（３３））‖＜１１２＞_（ＣｕＡｌ_２Ｏ_４）。文中还对界面反应机制进行了分析。     

骨架增强复合材料的微观结构和性能

从骨架增强复合材料的微观结构特点出发,揭示出在相同结构参数时骨架增强复合材料相比颗粒增强复合材料具有更高的增强体体积分数∫和更多的界面Ａ;并从理论上证明在∫相同时,骨架增强复合材料的强度为颗粒增强复合材料的强度和单纯骨架材料强度的和。     

化学镀SiCp／Ni－P复合镀层与基体结合强度及其影响因素

论述了ＳｉＣｐ／Ｎｉ－Ｐ复合镀层与钢基体的结合强度及其影响因素。复合镀层中离界面５μｍ厚度以内区域的组成及应力状态对镀层／基体的界面结合有决定性作用，在该区域以外ＳｉＣ粒径变化不影响镀层的结合强度。适当的热处理可提高界面结合力。     

Analysis of Interfacial Coating Effect on Thermal Stress in Composites

A preliminary model for the analysis of thermo-mechanical behaviour of interfacial coatings on thefibers in unidirectional composites have been developed on the solution of thermo-elastic mechan-ics. Thermal stress would be introduced into the composite during cooling because of the mismatchof thermo-mechanical properties among their components. The low modulus coating can effectivelyreduce the interracial stress caused by different thermal expansion coefficient between fibers and ma-trix, no matter how high or low the expansion coefficients of coatings are in CF/Al and SiC/Ticomposite systems, however, high modulus coating can decrease the interfacial compressive stress,only when the thermal expansion coefficient of coating is lower.