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等離子噴涂法制備sofc連接體材料保護(hù)涂層本科畢業(yè)論文(完整版)

  

【正文】 養(yǎng)慧,陳建勇 .質(zhì)子交換膜燃料電池的應(yīng)用研究 .能源研究與信息 .2020, 18〔 1) 4853 【 34】 張華民 .質(zhì)子交換膜燃料電池技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向 .當(dāng)代化學(xué) .2020,31(3):125- 128 【 35】 胡衛(wèi)華,謝起成,韓曉東 .燃料電池電動(dòng)汽車的燃料 .公路交通科技 .2020, 19 (5):139143 【 36】 蘭澤全 .曹欣玉,周俊虎等,質(zhì)子交換膜燃料電池及其在電動(dòng)車上應(yīng)用的現(xiàn)狀 .能源工程 .2020. 【 37】 Shunji Takenoiri, Naruaki Kadokawa, Kazuo Koseki. Development of metallic substrate 【 38】 Supported planar solid oxide fuel cells fabricated by atmospheric plasma spraying. Journal of Thermal ,9(3):360369 【 39】 ,. A parative investigation of cromium deposition at air electrodes of solid oxide fuel cells. Journal of the European Ceramic ,22 (3) :361一 373 【 40】 Tomasz Brylewski, Makoto Nanko, Toshio Maruyama et al .Application of Fe16Cr ferritic alloy to interconnector for a solid oxide fuel cell. Solid Statet ,143(2):131一 150 畢業(yè) (設(shè)計(jì) )論文 第 20 頁(yè) 20 【 41】 Keqin Huang, PeggyY .Hou, John B .Goodenough. Characterization of ironbased alloy interconnects for reduced temperature solid oxide fuel cell. Solid Statet . 【 42】 C .Hatchwell,N. M. Sammes, . et al .Current collectors for a novel tubular design of solid oxide fuel cell. Journal of Power ,77(1):6468 【 43】 .Zhu,S .C .Deevi. Development of interconnect materials for solid oxide fuel cell, Materials Science and ,348(12):227243 【 44】 .Williford,T .R .Armstrong,J. D .Gale. Chemical and thermal expansion of calciumdoped lanthanum chromite. Journal of Solid State ,149(2):320326 【 45】 Masashi Mori, Nigel M .Sammes. Sintering and thermal expansion characterization of AIdoped and Codoped lanthanum strontium chromites synthesized by the Pechini method. Solid ,14 6(34):301312 【 46】 . Sammes,C .E. Hatchwell. Optimization of slipcast perovskite material for use as an interconnect in SOFC applications. Materials ,32 (56):339345 【 47】 Minh NQ, Takehiko Takahashi. Science and technology of ceramic fuel cell[M]. 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A par ative investigation of chrom ium deposition at air 畢業(yè) (設(shè)計(jì) )論文 第 21 頁(yè) 21 electrodes of solid oxide fuel cell[J]. European Ceramic Society, 2020, 22: 361—373. 【 54】 Bilger S. et a1. Sol—gel synthesis of lanthanum chromite power[J 1. J. European Ceramic Society, 1997, 17(8): 1027—1031. 【 55】 Tietz Arul Raj I, Jungen w, Stover D. High—temperature superconducter materials for contact layers in solid oxide fuel cell: I. Sintering behavior and physical properties at operating temperatures lJJ. Acta mater, 2020, 49: 803—810. 畢業(yè) (設(shè)計(jì) )論文 第 22 頁(yè) 22 致謝 畢業(yè) (設(shè)計(jì) )論文 第 23 頁(yè) 23 附錄一文獻(xiàn)綜述 固體氧化物燃料電池的概況 燃料電池是舉世公認(rèn)的高效、便捷和對(duì)環(huán)境友好的綠色能源裝置。 等離子噴涂參數(shù)多達(dá)幾十種,而且有些之間相互影響。等離子噴涂在傳統(tǒng)的耐磨、耐熱、抗氧化 /腐蝕方面已經(jīng)有了廣泛的應(yīng)用,近年來(lái)正試圖在生物、超導(dǎo)和復(fù)合材料等高科技領(lǐng)域發(fā)揮特長(zhǎng),而且取得了一定的應(yīng)用。研究了有與無(wú) LSM保護(hù)膜的連接板材料在 100- 8000C使空氣氣氛下的電導(dǎo)率,發(fā)現(xiàn)當(dāng)溫度大于 330℃ 時(shí),有保護(hù)膜的連接板的電導(dǎo)率大于沒(méi)有保護(hù)膜的連接板。元素分布均勻,不含 其它的雜質(zhì)元素 , 證明了等離子噴涂 LSM薄膜沒(méi)有引起 LSM的相和化學(xué)成份的 變化,該方法能夠用于 SUS430金屬合金上噴涂 LSM保護(hù)膜。當(dāng)溫度大于 3300C時(shí),結(jié)果相反。這主要是因?yàn)樵陬A(yù)熱的過(guò)程中,基體表面形成氧化物薄層導(dǎo)致。粉末粒子經(jīng)過(guò)加熱、飛行階段,與基體或已堆積在基體上的涂層發(fā)生碰撞,攤展開(kāi)形成典型的“片層”結(jié)構(gòu)。結(jié)果證明了等離子噴涂 LSM薄膜沒(méi)有引起 LSM的相和化學(xué)成份的變化,該方法能夠用于 SUS430金屬合金上噴涂 LSM保護(hù)膜。 粘結(jié)層與 LSM 薄膜制備 噴涂 NiCr20粘結(jié)底層,厚度約為 ,以 增加基體與薄膜的結(jié)合強(qiáng)度。 將 LSM粉末與上述 5%的聚乙烯醇水溶液按質(zhì)量比 7%充分混合,過(guò)篩,放入1500C的烘箱內(nèi)保溫 3小時(shí)。同時(shí),基體的表面狀況以及噴涂前基體預(yù)熱也將對(duì)涂層質(zhì)量的好壞產(chǎn)生影響。 等離子噴涂 工藝流程 通過(guò)將粉末送入等離子射流,使之加熱到熔融或半熔融狀態(tài)后以高速撞擊到基體表面或己經(jīng)形成涂層的表面,冷卻凝固形成涂層。 4) 等離子噴涂的零件尺寸不受限制 、基體材質(zhì)廣泛、加工余量小、可噴涂強(qiáng)化普通基體材料的零件表面。 畢業(yè) (設(shè)計(jì) )論文 第 7 頁(yè) 7 2. 研究方法與試驗(yàn)裝置 等離子噴涂技術(shù) 等離子噴涂的原理 等離子噴涂是采用壓縮電弧作為熱源,工作氣體常用 N2或 Ar,再加入 5%10%的 H2。用碳化硅砂紙打磨,然后用金剛石研磨膏拋光到 ,最后丙酮溶液超聲波清洗。用 Ni22Cr 高溫合金作為雙極板材料,并用空氣等離子噴涂 (APS)法在金屬雙極板上噴涂了 LSM 保護(hù)膜。固體氧化燃料電池運(yùn)行溫度的降低使得耐熱合金 作為燃料電池的連接板材料成為可能。YCr03因?yàn)樵谌剂蠚夥障卤?LaCr03更穩(wěn)定而作為連接板材料,但到目前為止,只對(duì)其進(jìn)行了初步的研究,還沒(méi)有采用 YCrO3作為連接板來(lái)組裝 SOFC電池堆的報(bào)道。在燃料和氧化氣氛下具有較高的電子電導(dǎo)率,在燃料電池的工作環(huán)境下穩(wěn)定,熱膨脹系數(shù)與其它部件匹配。 畢業(yè) (設(shè)計(jì) )論文 第 4 頁(yè) 4 SOFC 連接板材料 目前,廣泛應(yīng)用于連接板材料為摻雜 LaCrO3。陰極 陽(yáng)極 燃料 氧氣 電解質(zhì) H2 H2O H2O 1/2O2 2e— 負(fù)載 P— 離子 N— 離子 圖 燃料電池原理圖 畢業(yè) (設(shè)計(jì) )論文 第 3 頁(yè) 3 按工作溫度可將燃料電池分為常溫、中溫、高溫、超高溫型。 畢業(yè) (設(shè)計(jì) )論文 第 2 頁(yè) 2 燃料電池概述 . 燃料 電池原理 燃料電池( Fuel Cell,簡(jiǎn)稱 FC)是一種通過(guò)電化學(xué)反應(yīng)直接將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置。 故本文采用 空氣等離子噴涂法 制備 La1xSrxMnO3保護(hù)涂層 。 Membraneelectrode assembly (MEA) which included anode, electrolyte and cathode, was deposited on anodesupported using air plasmas pray. Key words: Plasma Spray, Solid Oxide Fuel Cell, Metal Interconnect 畢業(yè) (設(shè)計(jì) )論文 第 III 頁(yè) III 目 錄 1.緒論 ................................................................................................... 1 引言 .............................................................................................. 1 燃料電池概述 .............................................................................. 2 . 燃料電池原理 ........................................................................ 2 . 燃料電池的分類 ............................................
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