[发明专利]一种用于固体氧化物燃料电池连接体的陶瓷材料钛钽硅碳

权利要求书

1.一种用于固体氧化物燃料电池连接体的陶瓷材料钛钽硅碳，其特征在于，所述连接体材料为钛钽硅碳陶瓷，此陶瓷材料是钛硅碳进行钽掺杂改性的陶瓷相材料，其中：钛钽硅碳化学式为(Ti_1-xTa_x)₃SiC₂。

2.根据权利要求1所述的用于固体氧化物燃料电池连接体的陶瓷材料钛钽硅碳，其特征在于，所述化学式(Ti_1-xTa_x)₃SiC₂中，x＝0.005-0.5。

3.根据权利要求1所述的用于固体氧化物燃料电池连接体的陶瓷材料钛钽硅碳，其特征在于，所述化学式(Ti_1-xTa_x)₃SiC₂中，x＝0.05。

4.根据权利要求1-3任一所述的用于固体氧化物燃料电池连接体的陶瓷材料钛钽硅碳，其特征在于，所述钛钽硅碳材料的致密度高于98％。

5.根据权利要求3所述的用于固体氧化物燃料电池连接体的陶瓷材料钛钽硅碳，其特征在于，所述钛钽硅碳材料(Ti_0.95Ta_0.05)₃SiC₂在600～800℃温度区间内的氧化速率常数是1.03×10^-14g²·cm^-4·s^-1-7.33×10^-14g²·cm^-4·s^-1，热膨胀系数是9.2×10^-6K^-1。

6.根据权利要求3所述的用于固体氧化物燃料电池连接体的陶瓷材料钛钽硅碳，其特征在于，所述钛钽硅碳材料(Ti_0.95Ta_0.05)₃SiC₂在SOFCs阴极工作环境即空气环境，控制氧化温度为800℃，氧化时间为500小时后得到氧化产物为TiO₂+SiO₂氧化膜，表面平整，氧化膜的氧化层为单层结构，氧化膜厚度≤3μm。

7.根据权利要求3所述的用于固体氧化物燃料电池连接体的陶瓷材料钛钽硅碳，其特征在于，所述钛钽硅碳材料(Ti_0.95Ta_0.05)₃SiC₂在SOFCs阴极工作环境下，控制氧化温度为800℃，氧化100小时后，材料的面比电阻为19±3mΩ·cm²。

8.根据权利要求1-3任一所述的用于固体氧化物燃料电池连接体的陶瓷材料钛钽硅碳，其特征在于，钛钽硅碳陶瓷材料的制备过程如下：

(1)采用Ti，Ta，Si，C元素粉为合成材料；

(2)各材料按照化学式中化学计量比配制；

(3)配好的原料粉放入玛瑙球磨罐中用酒精混合，用玛瑙球球磨时间5-24小时，后晾干取出过筛备用；

(4)在石墨模具中以1-10MPa压力冷压成型，以备放入热压炉中热压合成。

9.根据权利要求8所述的用于固体氧化物燃料电池连接体的陶瓷材料钛钽硅碳，其特征在于，热压合成所采用的工艺是：控制热压压力15-70MPa，热压温度1300-1650℃，保温时间5-70分钟；反应气氛是流动的Ar气。