[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在审
申请号: | 201711120713.1 | 申请日: | 2017-11-14 |
公开(公告)号: | CN107879742A | 公开(公告)日: | 2018-04-06 |
发明(设计)人: | 郑莉莉;李美栓;李希超;钱余海;徐敬军 | 申请(专利权)人: | 青岛大学 |
主分类号: | C04B35/56 | 分类号: | C04B35/56;C04B35/58;C04B35/622;C04B35/645;H01M8/0215 |
代理公司: | 青岛中天汇智知识产权代理有限公司37241 | 代理人: | 刘晓娟,郝团代 |
地址: | 266071 山*** | 国省代码: | 山东;37 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 用于 固体 氧化物 燃料电池 连接 陶瓷材料 钛钽硅碳 | ||
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(Ti1-xTax)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(Ti1-xTax)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(Ti1-xTax)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(Ti0.95Ta0.05)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(Ti0.95Ta0.05)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(Ti0.95Ta0.05)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。
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