流延成型制备8YSZ电解质薄片及其性能研究

探索了以YSZ纳米粉体为原料,采用流延成型的方法制备YSZ电解质薄片的工艺过程,研究了YSZ纳米粉体及流延后坯体的性能,以及通过实验获得的瓷体性能.粉体粒度分布窄,在0.1~0.3μm之间,中位径为0.157μm.坯体在968.9℃开始有明显收缩,在1 279.9℃收缩最快,而在1400℃后,收缩值基本稳定于20%.坯体的致密度良好,相对密度为64.1%,通过烧结得到的瓷体的相对密度可达97.8%,晶粒细密均匀,大小为1-4 μm,晶界明显.YSZ薄片随温度的升高表现出良好的电性能,在900℃时的电导率达0.106 S/cm.     

溶液燃烧法合成11ScSZ-2Mn_2O_3电解质粉体及其应用

采用硝酸盐-甘氨酸溶液燃烧法合成了(ZrO2)0.87(Sc2O3)0.11(Mn2O3)0.02(11ScSZ-2Mn2O3)粉体,通过X射线衍射仪(XRD)、透射电镜(TEM)、场发射扫描电镜(FESEM)及氮气吸附等手段对粉体进行表征。结果表明,所合成的11ScSZ-2Mn2O3粉体具有单一立方结构,比表面积达28.6m2/g,粒度均匀。非等温和等温烧结测试均表明该粉体具有良好的烧结活性,可在1200℃下烧结致密化。以11ScSZ-2Mn2O3粉体为原料配制电解质粉体浆料,采用浸渍-提拉法在NiO-氧化钇稳定氧化锆(YSZ)阳极基体上制备了电解质薄膜,在1250℃下实现了负载型薄膜的烧结致密化,与La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3-δ(LSCF)阴极组装了单元电池Ni-YSZ/11ScSZ-2Mn2O3/LSCF。该单元电池在中温下以H2为燃料表现出良好的电性能输出,在操作温度为650℃和700℃下的最大输出功率密度分别为0.55W/cm2和0.90W/cm2。     

固体氧化物燃料电池高温封接材料的研究

综述了燃料电池的特点、原理和分类,介绍了固体氧化物燃料电池对封接材料的要求.自行设定了玻璃陶瓷封接材料配方和封接结构,通过封接实验和性能测试,对封接材料作出了评价.在室温到900℃范围内,CaO-MgO-SiO2系列的热膨胀系数约为12×10-6/K.当用于单电池密封时,在600～1000℃工作温度下,经8次循环工作,开路电压稳定在1.0～1.2V.     

玻纤增强氯氧镁水泥波形瓦连续成型工艺

论述了纤维增强氯氧镁水泥波形瓦实现连续成型的三种工艺方案：滚压成型、直压成型、渐进起波成型；从５个方面重点讨论连续成型工艺中滚头与泥料的粘连及其克服办法：泥料的料性、成型时加压方式、滚头材质、滚头与泥料间加隔离材料、热滚头。     

拜耳法赤泥催化煤焦-CO2气化反应特性

基于拜耳法赤泥的综合利用和煤焦-CO2气化反应,提出利用拜耳法赤泥催化煤焦-CO2气化反应,在固定床热重分析仪上进行了拜耳法赤泥催化煤焦-CO2反应的研究。考察了拜耳法赤泥的添加方式、添加量及反应温度对煤焦-CO2的催化气化反应特性;并将拜耳法赤泥与K2CO3催化活性进行了对比;分析了拜耳法赤泥催化反应机理,采用了缩核模型、混合模型及修正的体积模型对拜耳法赤泥催化煤焦-CO2反应动力学进行了分析,结果表明：湿法添加拜耳法赤泥对煤焦-CO2具有很好的催化活性,而干法混合会抑制煤焦-CO2反应,因此选择湿法添加赤泥;得出拜耳法赤泥的最佳添加量为8%;随着温度的升高,煤焦-CO2催化气化反应性指数不断增加;在1 373.15 K时,8%拜耳法赤泥催化活性与该温度下10%含量的K2CO3催化性能相当;修正体积模型相比缩核模型、混合模型能够更好的解释催化气化动力学过程。因此,拜耳法赤泥对煤焦-CO2反应具有很好的催化作用,并且拜耳法赤泥还可以得到有效的利用。     

PP/CNT复合材料制备及表征研究进展

碳纳米管（CNT）在聚丙烯（PP）中的分散及其与PP基体的界面结合是制备PP／CNT复合材料的关键问题，可采用机械剪切、超声处理和表面功能化等方法来解决。CNT的加入使PP的力学、电学、结晶、阻燃和耐热等性能都有不同程度的改善和提高。综述了近年来国内外PP／CNT复合材料的制备及表征研究进展。     

凝胶注模成型工艺研究进展

凝胶注模成型是一种先进的陶瓷成型方法,为高性能复杂形状陶瓷的制备提供了有效的技术途径。本文对陶瓷凝胶注模成型的工艺及原理进行了简单的介绍,综述了目前凝胶注模成型的研究现状、存在的问题和应用情况并展望了发展趋势。     

Co/Ni掺杂SrTi0.3Fe0.7O3-δ钙钛矿电极材料制备及性能

以Sr Ti_(0.3)Fe_(0.7)O_(3–δ)(STF)为基础,研究了B位Co、Ni掺杂Sr Ti_(0.3)(Fe_(1–x)Co_x)_(0.7)O_(3–δ)(STFC)和Sr Ti_(0.3)(Fe_(1–y)Ni_y)_(0.7)O_(3–δ)(STFN)钙钛矿氧化物的成相过程及其在还原气氛中的结构演变规律,并进一步表征了其用于固体氧化物燃料电池(SOFC)对称电极的电化学性能。结果表明:Co和Fe可以在B位无限互溶,形成Sr Ti_(0.3)Fe_(0.7)O_(3–δ)–Sr Ti_(0.3)Co_(0.7)O_(3–δ)固溶体系;但当Ni替换Fe的比例超过约30%时就会出现明显的Sr_2Fe_2O_5杂相。在还原气氛中,STFC和STFN的结构稳定性随Co或Ni掺杂量的增加而降低,并逐渐由ABO_3结构转变为富AO相的钙钛矿衍生结构,同时伴随着Co基或Ni基金属相的生成。在850℃和加湿氢气燃料下,La_(0.8)Sr_(0.2)Ga_(0.83)Mg_(0.17)O_(3–δ)电解质支撑SrTi_(0.3)(Fe_(0.9)Ni_(0.1))_(0.7)O_(3–δ)和Sr Ti_(0.3)(Fe_(0.9)Co_(0.1))_(0.7)O_(3–δ)对称电池的最大功率密度分别达到约1.00和0.87 W/cm~2,表现出较好的电化学性能和实用前景。     

模板法制备介孔VN纳米电极材料及其电容性能

以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模板剂, 通过高温氨解还原V₂O₅前驱体制得了具有丰富介孔的VN纳米材料, 采用XRD与TEM分析观察样品的结构和形貌, 用N2吸附测试样品的比表面积和孔径分布. XRD分析表明, 介孔VN纳米材料属于立方晶系的晶体结构. TEM和N₂吸附测试结果表明, VN纳米材料的颗粒粒径大约为10 nm, 比表面积为88 m²/g, 有比较丰富的2~6 nm的介孔. 在1 mol/L KOH电解液中进行循环伏安和恒流充放电测试研究其电容性能, 结果显示, VN电极同时具有双电层电容性能和氧化–还原反应的准电容性能, 1 mV/s的扫描速率下能获得517 F/g的比电容; 当扫描速率增大到10 mV/s时, 其比电容仍有275 F/g.     

NiO/YSZ浆料凝胶固化、干燥、排胶及烧结工艺研究

采用凝胶注模工艺制备固体氧化物燃料电池(SOFC)阳极材料NiO/YSZ是目前的研究热点之一.本文主要研究了凝胶注模工艺中引发剂和催化剂的加入量对凝胶固化时间的影响,干燥温度对坯体失重的影响,固相含量、造孔剂的种类及用量对瓷体收缩率的影响,并对还原后瓷体的电性能进行了表征.采用SEM、EDS方法分析表征样品.实验结果表明:在实验选定的100 mL浆料中,浓度为5wt%引发剂的加入量为2.0 mL,浓度为0.5vol%催化剂的加入体积量为1.0 mL,凝胶时间可以控制在20 min以内.NiO/YSZ阳极材料最佳干燥温度是25 ℃,固相含量为45vol%、采用15wt%石墨作为造孔剂,在1350 ℃烧成的NiO/YSZ阳极与固体电解质YSZ收缩率相匹配,氢气还原后NiO/YSZ阳极在600～800 ℃电导率达到800 S/cm,符合SOFC阳极材料电导率的要求.