Li2O烧结助剂对固体氧化物燃料电池LSGM电解质烧结特性及离子电导率的影响

本工作研究了Li₂O作为烧结助剂对固体氧化物燃料电池La_0.8Sr_0.2Ga_0.8Mg_0.2O_3-δ (LSGM)电解质烧结行为的影响规律, 系统表征了烧结助剂含量和烧结温度对LSGM烧结体的致密度、微观组织结构、相组成以及离子电导率的影响。研究结果表明, Li₂O烧结助剂不仅可显著降低LSGM电解质的完全致密化烧结温度, 还可以消除电解质粉体中原有的LaSrGa₃O₇杂相, 并且抑制常规烧结过程中易于产生的MgO杂相, 从而获得较高离子电导率的LSGM块体。当Li元素添加量为摩尔分数1%时, 在1400 ℃烧结4 h 获得的LSGM烧结体, 其体密度达到理论密度的99% 且为单一的钙钛矿结构。烧结体的离子电导率在800 ℃测试温度下达到最大值0.17 S/cm, 相比未添加烧结助剂的试样提升20%以上。上述结果表明, 通过添加适量的Li₂O作为烧结助剂对制备用于中温固体氧化物燃料电池(IT-SOFCs)高离子电导率的电解质具有重要意义。     

基体硬度和热学性质对冷喷涂TC4钛合金涂层组织和力学性能的影响

钛合金蜂窝壁板在服役中受损急需修复,现有的修复手段以熔化焊为主,易导致严重冶金缺陷,而冷喷涂的相对低温可使此问题得以避免。采用冷喷涂在AA2024铝合金和TC4钛合金基体上制备了TC4钛合金涂层,借助SEM、XRD、维氏硬度试验、三点弯曲试验研究了基体硬度和热特性对涂层微观组织和力学性能的影响。结果表明,与AA2024基体相比,硬度较高、比热容和导热系数较低的TC4基体与TC4涂层间界面的起伏较小,颗粒表面温度较高,颗粒接触面形成宽度约为5μm的绝热剪切带,促进了冶金结合。因此,TC4基体表面冷喷涂涂层的孔隙率较低,沉积特性较好;涂层平均微观硬度较高,弯曲性能较好,断口平整,呈脆性断裂,未发生相变。本实验证实了通过喷涂修复钛合金构件的可行性。