Na_(2)O对固体氧化物燃料电池用透辉石封接微晶玻璃性能的影响

本文设计和制备了以透辉石为主晶相的R 2O-RO-Al_(2)O_(3)-B_(2)O_(3)-SiO_(2)系封接微晶玻璃,用于固体氧化物燃料电池(SOFC)的封接,研究了Na_(2)O含量(0%~10%,摩尔分数)对封接玻璃热膨胀系数(CTE)、析晶与烧结润湿特性的影响,表征了封接件在高温长时间热处理后玻璃与SUS403不锈钢的封接界面。结果表明,Na_(2)O可以显著改善玻璃的热性能,所制备的玻璃样品在封接温度范围内经热处理后可获得主晶相为透辉石(CaMgSi_(2)O_(6))的微晶玻璃。随着Na_(2)O含量增加,主晶相透辉石的晶相含量不同,微晶玻璃的热膨胀系数由未晶化前的8.22×10^(-6)K^(-1)提升至11.79×10^(-6)K^(-1),能够满足SOFC封装的热膨胀匹配。当Na_(2)O含量大于等于8%(摩尔分数)时,玻璃中析出高膨胀钙镁黄长石(Ca_(2)MgSi_(2)O_(7))晶相,不利于封接。将4%(摩尔分数)玻璃试样与SUS403高温封接后于850℃保温100 h,封接界面致密牢固无气孔,界面处存在Cr_(2)O_(3)层以及比封接玻璃本体更致密的透辉石薄层,这些致密层的存在有利于限制封接玻璃中Na^(+)向界面扩散。