摘要不锈钢在高温氧化的状态下会发生 Cr 的扩散，从而导致固体氧化物燃料电池的 阴极毒化，使电池的使用寿命下降。所以通常在金属连接体上覆盖一层氧化物涂层 来提高金属连接体表面的稳定性以及阻止 Cr 的阴极毒化。常用 Co-Mn 尖晶石作为 金属连接体涂层，其具有优良的导电性能，与不锈钢相对匹配的热膨胀系数和良好 的稳定性以及抗氧化性能，并可以有效阻止 Cr2O3 层的增长。在本实验中，用 430 不锈钢作为实验基体，通过用溶胶凝胶制备尖晶石粉末并用料浆法制备尖晶石涂层， 来对金属连接体进行保护。在实验中通过料浆法制备涂层，并对涂层进行表征，来 优化制备料浆的具体工艺，以及烧结涂层的热处理参数。81106

经实验表明，硝酸盐制备的尖晶石的质量要优于乙酸盐制备的尖晶石。当料浆 浓度为 1g/ml，并将涂覆上料浆的基体在 80℃和 180℃下干燥 2h，随炉升温至 230℃， 并在此温度下保温 3h，可以获得气孔较少，较致密的涂层。料浆法制备的 MnCo2O4 涂层在 800℃燃料电池工作环境中具有较好的高温抗氧化性和 Cr 扩散抑制性，可以 减少 Cr 的阴极毒化。

毕业论文关键词：料浆法；固体氧化物燃料电池；连接体；尖晶石

Abstract Cr poisoning of a cathode will be happen on the metallic interconnects of SOFC in state of high-temperature oxidation, which will reduce the life of solid oxide fuel cell。 Metallic interconnects are usually coated with conductive oxides to improve their surface stability and to mitigate chromium poisoning of a cathode。 Mn-Co spinel oxides as protective coatings on a metallic interconnect, which have high electrical conductivity and thermal expansion match with the interconnect。 In this study, we used 430SS as  the metallic base and the spinel powder was prepared by sol-gel。 At last, the dense  of MnCo2O4 are fabricated on the interconnects by a slurry coating process and subsequent heat-treatment。

The experiment suggests that the spinel prepared by Mn(NO3)2 and Co(NO3)2·6H2O is better than the spinel prepared by C4H6MnO4·4H2O and  C4H6CoO4·4H2O。  From the study we can know that when the concentration of slurry is 1g/ml we can get a more  dense

oxide coating。 After coating and dried for 2 hours at 80℃,180℃ and raised to 230℃ and

kept at this temperature for 3 hours, can we get dense layers。Dense spinel layers were fabricated on a metallic interconnect by slurry, The coating acts as an effective barrier to evaporation and migration of Cr-containing species from the interconnect,thereby reducing Cr poisoning of a cathode。

Key words: slurry; Solid oxide fuel cell; Interconnect; Spinel oxide

目 录

第一章 绪论 1

1。1 固体氧化物燃料电池（SOFC） 1

1。1。1 固体氧化物燃料电池的特点 1

1。1。2 固体氧化物燃料电池的组成 1

1。1。3 固体氧化物燃料电池的种类 2

1。2 连接体 3

1。2。1 连接体的种类 3

1。2。2 金属连接体性能要求 3

1。3 复合氧化物涂层 4

1。3。1 复合氧化物涂层的作用 4

1。3。2 氧化物涂层的制备方法 5

1。3。3 氧化物涂层的种类 7

1。3。4 氧化物涂层的要求 8