中温固体氧化物燃料电池阴极材料Ba1-xSrxCo0.7Fe0.2Nb0.1O3-δ的制备与性能研究

采用固相法合成Ba1-x Srx Co0.7Fe0.2Nb0.1O3-δ(x=0、0.1、0.2、0.3、0.4)阴极材料。利用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对其结构和微观形貌进行了表征。XRD测试结果表明Ba1-x Srx Co0.7Fe0.2Nb0.1O3-δ样品经1000℃,烧结10 h后形成了立方钙钛矿结构。从样品的电镜照片看出样品具有均匀的孔隙率,电解质(Ce0.85Sm0.15O1.925)-阴极(Ba1-x Srx Co0.7Fe0.2Nb0.1O3-δ)之间的界面结合良好。电化学交流阻抗测试结果表明Ba1-x Srx Co0.7Fe0.2Nb0.1O3-δ中掺入Sr可以明显地降低阴极的极化电阻,随着Sr含量的增多,阴极的界面极化电阻(RP)先减少后增大,当Sr的含量x为0.2时Rp值最小。以Ce0.85Sm0.15O1.925(SDC)电解质为支撑体,Ni0.9Cu0.1-SDC为阳极,Ba0.8Sr0.2Co0.7Fe0.2Nb0.1O3-δ为阴极的单电池的最大功率密度在600℃时达到155 mW/cm2。实验结果表明Ba0.8Sr0.2Co0.7Fe0.2Nb0.1O3-δ材料是一种电化学性能较为优良的中温固体氧化物燃料电池阴极材料。

BaCo_(0.7)Fe_(0.2)Nb_(0.1)O_(3-δ)离子-电子混合导体电导性能研究

用四电极法研究了 BaCo0．7 Fe0．2 Nb0．1 O 3-δ（BCFN）离子-电子混合导体的总电导率随温度的变化规律；通过阻塞电极法测量了 BaCo0．7 Fe0．2 Nb0．1 O 3-δ氧离子电导率随温度的变化规律；通过计算得到了电子电导率随温度的变化规律.研究结果表明,在温度低于550℃以下时,电子电导起了决定作用,随着温度的升高总电导率和电子电导率均呈现出显著增加的趋势,表现为 P 型半导体特征；当温度在550~650℃时,由于晶格氧的脱附,消耗了自由电子,导致电子电导率略有下降,使得总电导率表现出类似的变化规律,通过计算得到在550℃以下 BCFN 混合导体的电子电导的表观活化能为0．30 eV；当温度高于650℃以上时,由于氧空位增加导致氧离子电导率随温度升高迅速增大,使得总电导率又呈现增加的趋势,计算得到氧离子迁移活化能为1．18 eV；O 2-TPD 研究结果证明了在550~650℃时存在明显的晶格氧的脱附峰,晶格氧的脱附显著影响了 BCFN 混合导体电子电导率和总电导率.当温度低于650℃以下时,电子的迁移数接近100％,当温度高于650℃以上时,氧离子的迁移数迅速增大,900℃氧离子迁移数可达到8．97％.

Fe_(81)Zr_7Nb_2B_(10)和Fe_(78)Co_(2.5)Zr_7Nb_2B_(10)Cu_(0.5)合金的热性能、微观结构及磁性能研究

采用单辊快淬法制备了Fe81Zr7Nb2B10和Fe78Co2.5Zr7Nb2B10Cu0.5非晶合金,在不同温度下对两种合金进行了热处理。利用差热分析仪(DTA)、X射线衍射仪(XRD)和振动样品磁强计(VSM)等仪器对两种合金的热性能、微观结构和磁性能进行了测试分析。结果表明在Fe78Co2.5Zr7Nb2B10Cu0.5合金的晶化过程中存在预结晶效应,而在Fe81Zr7Nb2B10合金的晶化过程中没有。Fe81Zr7Nb2B10和Fe78Co2.5Zr7Nb2B10Cu0.5合金经803 K退火后,分别有α-Fe和α-Fe(Co)相从非晶基体中析出。随退火温度的升高,两种合金的比饱和磁化强度(Ms)变化趋势相似,但矫顽力(Hc)变化趋势明显不同。

0Cr19Ni15Mn5Mo2NbN铸钢晶界高温相析出及对力学性能的影响

利用光学显微镜、扫描电镜及透射电镜,结合Thermo-Calc热力学分析,研究了铌稳定化0Cr19Ni15Mn5Mo2NbN奥氏体不锈钢铸钢晶界处高温相析出行为及其对力学性能的影响。结果表明,0Cr19Ni15Mn5Mo2NbN钢晶界处存在Nb Cr(CN)、Nb(CN)2种大尺寸高温析出相,均为凝固末期液析形成。在铌含量确定条件下,这2种大尺寸晶界析出相在凝固末期的竞争析出行为受碳含量的影响。碳含量存在临界成分,碳含量低于临界成分时,Nb Cr(CN)首先液析形成;碳含量高于临界成分时,Nb(CN)首先液析形成。液析形成的NbCr(CN)热稳定性较高,1 050℃固溶处理无法使之完全溶入奥氏体。沿晶界分布的大尺寸析出相,对0Cr19Ni15Mn5Mo2NbN铸钢固溶热处理后的塑性及冲击韧性损害较大。