固体氧化物燃料电池玻璃陶瓷复合密封材料的研究-材料学专业论文.docxVIP

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独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研 究成果。尽我所知,除文中已经标明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或 集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体,均已在 文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名: 日期: 年 月 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权 保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。 本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检 索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 本论文属于 必威体育官网网址 □ ,在 年解密后适用本授权书。 不必威体育官网网址 □ 。 (请在以上方框内打 “√” ) 学位论文作者签名: 指导教师签名: 日期: 年 月 日 日期: 年 月 日 华 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 I I 摘 要 中温平板式固体氧化物燃料电池(SOFC)由于单电池功率密度高、电池易于制备 成为国内外研究人员的研究焦点和重点。然而,电池的密封一直是制约平板式 SOFC 商业化的主要技术难点之一。本文在前期研究的 Al2O3-Al 复合密封材料和纯玻璃密 封材料的基础上,结合两者的优点分别对其进行新的组分改进,制备了新的 Al2O3 基密封材料和玻璃基密封材料,并对其分别进行了一系列的性能测试和分析。 对于 Al2O3 基复合密封材料,实验发现少量玻璃粉体的加入对密封材料的漏气率 影响并不明显,但是大量的玻璃粉引起密封材料的热循环漏气率变化显著,这是因 为玻璃粉在高温下产生软化和部分融化堵塞了密封材料内部的气孔导致气密性变 好;而大量玻璃粉的加入在降低漏气率的同时随着热循环次数以及玻璃粉掺量的增 加,析晶现象也更加明显且会导致密封材料加速破裂。 加入 30wt% Al2O3 微粉的玻璃基密封材料 HGS1 的漏气率非常低,在热循环 25 次以后漏气率也低于 0.01sccm.cm-1,远远低于 SECA 标准;并且其中玻璃粉与 Al2O3 微粉反应生成的新晶相和产生的闭气孔并没有对其漏气率造成明显的影响;HGS1 密封材料与电池的其它组件之间保持良好的相容性;采用 HGS1 密封材料的单电池 电压在测试过程中基本上没有明显的衰减,也可以表明 HGS1 密封材料的密封性能 非常优异。 对比上述两种密封材料可以看出,HGS1 密封材料的整体性能较优于 Al2O3 基复 合密封材料系列,具有良好的应用潜质。 关键词:固体氧化物燃料电池;密封材料;Al2O3;玻璃;漏气率;热循环 II II Abstract Intermediate temperature planer Solid Oxide Fuel Cell (IT-SOFC) quickly catches the researchers’ eyes around the world due to its high power density and easy fabrication. However, one of the biggest challenges for the development of IT-SOFC is the sealing problem. In this paper, new Al2O3 based seals and glass based seals were fabricated based on the advantages of Al2O3-Al composite seals and glass seals prepared in earlier research and were tested and analyzed thereafter. For Al2O3 based composite seals, the changes of leakage rates were not various when a small amount of glass powder was added into the seals, but significant changes were observed when doped more glass powder, which was because that the melted and softened glass would block the pores to prevent gas leakage at high temperature. However, with the increase of therm

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