含质量分数作为连接体材料，然而不锈钢在高温下极易发生氧化形成和等尖晶石相化合物，从而大大地降低了电池的性能。

本研究的主要目的是通过空气等离子喷涂和保护性涂层来降低合金的氧化生长速率，尤其是减少相的生长。

采用和表征了氧化层的相组成和微观结构特征。

在空气中进行了热震实验，经次循环，和涂层合金十分稳定，而合金氧化层表现出明显地剥落和失重现象。

涂层具有明显的氧化增重速率慢，氧化后界面电阻低，能有效地抑制向合金表面扩散等优点，在空气中氧化后，涂层合金的界面电阻比涂层合金的降低了倍。

关键词等离子喷涂固体氧化物燃料电池金属连接体涂层稀土合金的连接体材料的发展起源于阳极氧化极保护层平板式结构的固体氧化物燃料电池的发现，这种结构的固体氧化物燃料电池能够用合金连接体代替以为底物的的陶瓷连接体材料，这是由于燃料电池操作温度能够缩减到以下以及薄膜层电解液的使用。

这种阳极保护层的连接体材料的设计是项非常巨大的项目，而总成本主要是四种主要元件的高纯度上。

连接体材料不仅实现了电的连接，在力学方面，它同样为陶瓷起到了定的连接作用，而在构造连接上，它就像气的分配样，控制着外部的出口和进口。

因此，合金连接体材料存在着许多优点，比如电和热量的传导性能比高，低成本，还有在制作方面的容易性和操作的优越性。

对连接体材料的研究始于年，而最早的尝试性研究是集中在鉻合金上，由于它稳定的电子传导率包括以鉻为底物的合金，还有分别以铁和镍为底物的金属合金，为了使在高达毕业设计论文第页的工作温度下与其它燃料电池原件的热膨胀系数相致，公司最初发明了种具有代表性的化合物。

镍合金的制作成本像鉻镍铁合金和仅仅只是为了商业化的个屏障的制作成本都是非常昂贵的。

随着现今通用的趋势，固体氧化物燃料电池的操作温度缩减至少于，三价铁的不锈钢，如和，由于它们自身的展延性柔软性好的工作性能和稳定性以及低成本而引人注目。

即使存在这么多的优点，但现在出现的合金连接体材料在时还是不能很好地应用于实际操作当中，这是由于在工作温度中，般认为的区域有效电阻即能被接受的应低于。

在操作温度的环境中，如果合金连接体材料被暴漏在空气中，就会引起电池堆性能的退化，而没有预期中的效力寿命那么好。

因此，向着可实施的涂料原材料的发展方向来说，大量消耗合金连接体材料和那些低廉的涂料技术样也是种方法。

这种保护层需要很高的电导率对点激活元素的化学兼容性以及在操作条件下的化学稳定性，而这操作条件对于添加了保护层涂料的连接体的热膨胀性质的要求是可以采用的。

这两种方法对于促进的相互联系都是有效的，比如可以降低的厚度或增高它的传导率。

对于前者来说，稀土金属元素，像和，它们的量的增加能降低氧化物的生长速率并改进氧化物的附着力。

至今为止，已经有许多的实验被尝试过在起反作用的添加剂元素和在合金上生长氧化物保护层两者之间的联系。

另方面，具有电导率的喷涂材料直接被喷洒在合金连接体材料上后种方法包括涂料，是种新型的半导体材料，有二价的离子，如和，都可以提高它们的传导性。

现在，许许多多不同的沉淀技术比如说磁电管喷射电镀和化学蒸汽的沉积都已经被应用在界面涂料上。

尽管这些技术所出来的产品并不时很可靠，且粘着力差以及保护层也不是很致密。

等离子喷涂法对于原材料的工序进程来说是种很有发展潜力的方法，它亦被用作沉淀作用，些研究员报道了用方法制作的陶瓷涂料的效果但是氧化物的特征和被包着的合金连接体材料的电阻，它们的涂层效果并不时很明显。

在此文中，用空气等离子喷涂技术将沉淀作用不明显稠密的导电涂料和喷涂在表面上来提高它的单位电阻已被研究。

根据以下实验结果，讨论了这两种涂料的优缺点。

毕业设计论文第页实验原材料选择种比较商业化的铁素体不锈钢，通过分析化学成分，是，，，，，，。

用电切割机将此材料切成大小为的块状，用砂纸将试样打磨到粒径为，再用丙酮和酒精清洗试样分钟超声速。

涂料的制备和原料是由固体状的反应过程获得的，和粉料按比例称重后，混合均匀并在装有乙醇的机械球磨机内彻底粉碎搅拌，然后在的高温下烧结。

烧结后的材料随后就被打碎，最后在球磨机内接地过筛，过筛后粉末的粒度为，用此材料作为涂料被喷涂在的表面上。

这个喷涂参数被记录在上，然后使样本在内加热到。

涂料的特性用获取室温模型。

通过带有能量弥散射线探测器的扫描电镜观测试样的表面形貌和组织结构特征，用高温膨胀计测量热哦膨胀系数从到温度范围内的变化，用四探针电导率测试仪测试暴露在等温下的试样，其被空气等离子喷涂法喷涂前后，从到之间电阻的变化电流来源被用于提供稳定的电流常数，而最后的电阻是用来测量的。

在下，通过监控空气等离子喷涂前后试样重量的变化来研究涂在铁素体不锈钢上涂料的氧化性能效果。

在内部中央位置被钻了个孔的抛光合金从微量天平上悬挂起来。

试样重量的增加用记录器纪录下来。

氧化物的碎裂行为在时通过测量环状氧化物而获得。

氧化坩埚内的试样加热到，后随炉冷却到室温，每段时间内，氧化物碎片的重量是通过试样重量的改变的坩埚内试样的重量来测量的。

如果涂料和原合金的有效热膨胀系数不符合，那么环状氧化物被认为是引起涂料的碎裂和除层的原因，尤其对于厚的涂料。

结果与讨论毕业设计论文第页微观结构和氧化性能图是涂了的，图是涂了的。

层相对比较致密，而且强有力地和金属底物结合在起。

它的厚度用直接光学测试测得大约为ц而层是连续且非常清楚美观的。

层的厚度也是均匀统的，大约为ц。

由图像分析法计算得这两种涂料的孔隙率分别为和。

图为涂层和原材料粉末的分析。

通过射线衍射分析得到，应用粉末是具有高结晶度和点阵参数，显示的点阵参数分别为，，，而单斜相分别是，，。

空气等离子喷涂后，在等离子气氛喷涂过程中，点阵的移动表示衍射峰朝向低漫反射轻微地发生了移动。

虽然如此，和粉料还是很明显得看出是非常稳定的，它们的位置和相位在等离子喷涂过程中均未发生变化。

图显示了涂有和的以及在下氧化后毕业设计论文第页未被喷涂的的分析。

没有被喷涂过的铁素体不锈钢被作为标准基准物来进行对比实验，等退火后，用分析仪确认了氧化物的恒等式。

氧化物的衍射峰如和指示出同预期中样的结果。

许多过渡金属如和，它们的点阵常数范围从，相位中的存在和它们样，并未令人感到惊讶。

由于有限的渗透距离和射线精确度，被涂层包围的铁素体不锈钢氧化界面未能被识别。

虽然如此，涂料层还是连续不断地被弄碎，热量也在重复循环，每从室温到，又从回到室温。

图中的衍射峰是和两种混合物的峰。

点阵参数，的六方晶形结构或赤铁矿就相当于部分被其它过渡金属所代替，这种和赤铁矿它们的晶体结构晶格参数和很相似，。

喷涂过的铁素体不锈钢被退火之后的交联片断的微观结构，如图所示，从节结形状可以看出些孔隙率和局部金属的损耗。

从线性分析合和，并标定，的浓度。

粉末以定比例的柠檬酸法体硝酸盐制备，以确定毕业设计论文第页分别为，原子分数，在这之前先混入柠檬酸水溶液柠檬酸水金属离子。

然后缓慢加热此水溶液使水分蒸发，这时腐化成微弱的黄色粉末，再在高温下加热个小时，这四种不同的粉末分别被称为和。

为了确定相位，对粉末用进行射线衍射。

粉末在的压力下从直径到厚的磁珠，再在下烧结个小时。

单电池的制备和测试制备好的加入以作为粉末阳极质量分数，单电池薄膜用干燥法制备。

阳极和电解质双层在高共烧个小时使得薄膜通过测得为更加紧密。

泥浆组成和个粘合剂通过丝网印刷被应用于电位，最后在空气下燃烧个小时形成了多孔阴极材料。

在常压下，从到下，显示了电化学的特性。

燃料电池的性能用固体氧化物燃料电池测试系统测得。

氢气增湿被作为燃料而静止的空气作为氧化剂。

结果与讨论粉末的表征图显示了不同的钙含量粉末射线衍射仿真图案，只有萤石存在于图案中。

随着钙含量的增加，半峰宽度也跟着增加，也就是说随着钙含量的增加，粉末的晶粒尺寸减小，这可能是由于不同的离子相应不同的络合状态。

因此，在分解过程差分柠檬酸，或是由于实验条件控制不完全样，还需要进步研究。

烧结的电导率烧结根据不同钙含量在氢和空气下，温度与电导率关系图和。

图显示烧结后的的电导率最高，在氢气中为，空气中为。

烧结后的电导率同样显示于图中，它的电导率要比的高，在是。

毕业设计论文第页图给出了陶瓷在氢气和空气下电导率和温度的关系图。

在氢气下，毕业设计论文第页电导活化能分别是，。

在空气中与的非常接近，是。

不同的电导率曲线依赖与不同的电力学。

这是人所共知的导电性能取决于特定物质平衡缺陷。

萤石结构氧化物掺杂阳离子，主要缺陷是阴离子空缺。

但由于电中性的原则，电子和空穴参与之间的平衡还存在平衡晶格和高温气体之间。

另外，弊端随温度变化而集中。

在晶格铈中掺杂些，就产生了氧空位代表氧空位的状态。

再者，在氢气下降低部分铈还可以产生些氧气空缺同样也是代表氧空位的形态状态。

同时，达到均衡如氧气空位从均衡状态必过渡到游离状态，而且释放游离氧空位也存在漏洞离子导电和电子导电性，可表示为和分别表示离子和电子流动的焓。

和表示氧空位以及焓电子缺陷的形成。

般而言，电子流动更为大于离子，而电子焓流动少于离子。

图中，烧结的电导率在氢气中远高于在空气中的电导率，这是由于在氢气中，被还原为，产生了更多的氧空位以及种程度上的电子导电。

在氢气中的曲线显示出两个电导率边坡系数，当温度为被分解。

当下降到以下时，边坡系数几乎是平等于空中的曲线，这时总的电导率以离子电导率为主，因此电导活化能为主要由调动焓氧离子以及氧空位焓组成。

当温度上升到以上，氧空位缺损游离物，电子的到点率在总体的导电率中越来越重要。

因此，电子流动焓和电子缺陷焓主要用来计算高温电导活化能。

因为电子运动的焓要比离子的小，所以，在高温下引诱电导率曲线，总的活化能降低。

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