لایه‌نشانی الکتروفورتیکی فریت کبالت بر روی فولاد زنگ‌نزن 430 به عنوان اتصال دهنده در پیل سوختی اکسید جامد

نویسندگان

1 , Ferdowsi University of Mashhad

2 Ceramic, Materials and Energy Research Center

10.30501/jamt.2634.70171

چکیده

اسپینل�ها دارای هدایت الکتریکی خوب و ضریب انبساط حرارتی نزدیک به اتصال دهنده�های فلزی در پیل سوختی اکسید جامد می�باشند. در دمای کاری پیل سوختی اکسید جامد (600 تا 850 درجه سانتی�گراد) در صورت استفاده از اتصال دهنده�های فلزی، نفوذ کروم از طریق لایه اکسید کروم به کاتد باعث مسمومیت آن می�شود. برای جلوگیری از این پدیده بایستی اتصال دهنده پوشش داده شود. در این مقاله اسپینل فریت کبالت (CoFe2O4) به روش حالت جامد سنتز و بر روی فولاد زنگ نزن 430 به روش لایه�نشانی الکتروفورتیک در میدان الکتریکی اعمالی 300 ولت پوشش داده شد. نمونه دارای پوشش و نمونه بدون پوشش در دمای 900 درجه سانتی?گراد به مدت 3 ساعت در اتمسفر هوا سینتر و سپس تحت اکسیداسیون سیکلی در دمای 800 درجه سانتی?گراد به مدت 500 ساعت قرار گرفت. همچنین به منظور بررسی تاثیر محیط احیایی بر مقاومت به اکسیداسیون، نمونه پوشش داده شده در اتمسفر هیدروژن/آرگون (با نسبت 5 به 95 درصد حجمی) در دمای 900 درجه سانتی�گراد به مدت 3 ساعت سینتر و سپس تحت اکسیداسیون سیکلی در دمای 800 درجه سانتی?گراد به مدت 500 ساعت قرار گرفت.نتایج اکسیداسیون نشان داد ثابت سرعت اکسیداسیون در نمونه دارای پوشش که ابتدا در محیط هیدروژن/آرگون سینتر شده نسبت به نمونه سینتر شده در هوا، 2270 برابر کاهش یافت.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Electrophoretic deposition of CoFe2O4 coating for solid oxide fuel cellinterconnects

چکیده [English]

Spinels have excellent electrical conductivity and good thermal expansion coefficient (TEC) matching to the SOFC metallic interconnects. Under solid oxide fuel cell (SOFC) operating temperature (600_850 ºC), the use of ferritic stainless steels results in Cr migration via Cr2O3 scale into the cathode where cathode poisoning is caused. In order to minimize poisoning of the cathode, the interconnect material has to be coated.In the present study, Co-Fe spinel powder was synthesized through a solid state reaction. In the next step, the electrophoretic deposition (EPD) method was used to apply the CoFe2O4 spinel, as an oxidation-resistant layer, on SUS 430 in a potential of 300 V. The coated and uncoated samples were then pre-sintered in air at 900 °C for 3 h followed by cyclic oxidation at 800 °C for 500 h. In order to study the effect of reducing pre-sintering atmosphere on oxidation resistance, the coated specimen was pre-sintered in 5% H2/Ar at 900 °C for 3 h followed by cyclic oxidation at 800 °C for 500 h. The investigation of the oxidation resistance of the samples revealed that the Kp for pre-sintered coating in 5% H2balArwas nearly 2270 times smaller than that of the one pre-sintered in air.

کلیدواژه‌ها [English]

  • solid oxide fuel cell
  • Interconnect
  • Spinel
  • Electrophoretic deposition
  • Oxidation Resistance