不锈钢表面电沉积钴镍合金及高温抗氧化性

来源 :大连海事大学 | 被引量 : 6次 | 上传用户:heruoss
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固体氧化物燃料电池是一种将存在于燃料与氧化剂中的化学能直接转化为电能的发电装置。连接体连接体是平板式固体氧化物燃料电池的重要多功能部件之一。主要起连接单电池、分配燃料气和氧化剂、导电等作用。铁基合金由于其高电导率、高热导率、低成本以及易于加工等优点,被认为是目前最有前景的连接体材料之一。但是铁基合金连接体目前存在的主要问题是高温下高价态Cr挥发引起阴极Cr中毒,而且高温下产生的低导电性表面氧化皮,会降低固体氧化物燃料电池的输出功率。为了解决上述问题,本论文选择铁素体不锈钢430作为连接体材料,采用电沉积方法制备钴镍合金,经过高温预氧化处理,获得连接体具有高导电性和抗氧化性的钴镍尖晶石保护层,提高连接板的抗氧化性能和阻止铁基合金表面Cr元素的蒸发。电沉积首先,采用酸性电沉积溶液,研究了双脉冲电沉积工艺制度和工艺参数对电沉积层形成的影响,通过优化,在pH为3,电沉积温度为50℃,优化制备出了表面平整、致密、光亮的Co-Ni合金沉积层。将表面电沉积钴镍合金的430不锈钢,在空气中加热到600-800℃进行预氧化,结果表明:钴镍合金电沉积层在750℃加热,随着时间的延长,尖晶石逐渐覆盖电沉积层表面,当预氧化5小时以上就可以形成均匀的表面尖晶石氧化物层,其结构为Co2NiO4。将预氧化形成的钻镍尖晶石氧化层的430不锈钢连接体放在模拟固体氧化物燃料电池运行环境中,进行500小时氧化试验,,结果表明尖晶石氧化物层显著提高了430不锈钢连接体的高温抗氧化性。
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