[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

专利信息
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
【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(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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