连接体作为固体氧化物燃料电池(SOFC)的重要组件之一,不仅起着连接电池阴阳极、隔绝阴阳极气氛、导通电流等作用,而且与电池的成本、工作效率、使用寿命均密切相关。作为SOFC的连接体材料不仅要具有与电池其他组件相匹配的热膨胀系数(CTE),良好的抗高温氧化性能和高温导电性能,而且应具有成本低廉、易于加工等特点。随着SOFC技术的发展,其工作温度从最初的1000 ℃降至600-800 ℃,目前,商业合金中最适合用作连接体材料的是铁素体不锈钢。但仍需解决两个问题:一是高温下Cr元素挥发至电池阴极降低电池效率;二是富Cr氧化膜增长导致面比电阻增大。解决此问题最简单、经济的方法是在铁素体不锈钢表面制备一层抗氧化、导电涂层。NiFe2O4尖晶石与铁素体不锈钢连接体CTE匹配良好,高温下展现出优异的阻Cr能力,并且高温电导率远大于富Cr氧化膜,是一种十分合适的涂层。本文通过电沉积Ni-Fe合金,复合电沉积NiFe-Nb、NiFe-CeO2合金再经高温氧化的方法分别制备了NiFe2O4、NiFe2O4-Nb、NiFe2O4-CeO2尖晶石涂层。另外,为了阻止Ni-Fe合金涂层与基体之间的元素互扩散,预先在430铁素体不锈钢(430SS)上制备一层CrN扩散障,再电沉积Ni-Fe合金,经高温氧化得到NiFe2O4/CrN涂层。并研究了 NiFe2O4尖晶石在800 ℃空气与潮湿空气中的氧化行为和导电性能。论文取得的主要成果如下:(1)探索了 Ni-Fe合金成分与FeSO4浓度、电流密度及镀液温度的关系,进一步研究了合金涂层成分、厚度和预氧化温度对生成NiFe2O4尖晶石的影响。并得出三种合适的合金涂层:1 μ厚Ni-15at.%Fe,2 μm厚Ni-15at.%Fe和4μm厚Ni-25at.%Fe。氧化结果显示,经适宜的氧化处理后涂层均一定程度上降低了氧化膜的面比电阻,并且NiFe2O4有效地阻挡了 Cr元素的外扩散。但是NiFe204并没有降低Cr2O3的生长速度。在长期氧化过程中,氧化膜/基体界面处生长了一些孔洞。NiFe2O4涂层提高了合金在高温潮湿空气中的抗氧化能力。(2)采用复合电沉积NiFe-Nb合金涂层+高温氧化法制备了 Nb-NiFe204涂层。并测试了涂层对430SS不锈钢高温氧化性能和导电性能的影响。一些结果总结如下:在Ni-Fe合金涂层中加入4.2at.%Nb可以提高其抗氧化性能,降低Cr203的生长速度,降低面比电阻；加入过量Nb则损害了 Ni-Fe合金涂层的抗氧化性能,增大了氧化膜的面比电阻。Nb改变了 Ni-Fe合金涂层表面氧化膜的生长机制,即从外扩散生长为主转变为内扩散生长为主,从而减少了界面孔洞的形成,提高了氧化膜的粘附性。Nb掺杂于NiFe2O4中有助于抑制氧的内扩散,促进Cr2O3膜的生长。(3)采用复合电沉积法在430SS表面制备了 NiFe-CeO2合金涂层。在800 ℃空气氧化过程中合金涂层转化为双层氧化膜结构:外层为NiFe2O4尖晶石层,内层为Cr2O3层。CeO2的加入有效地降低了 Cr2O3的生长速度,减少了氧化膜/基体界面的孔洞,进一步提高了 430SS的抗高温氧化性能与高温导电性能。(4)采用多弧离子镀法与电沉积法在430SS基体上制备了内层为1.7 μm的CrN扩散障外层为1.6μm的Ni-32at.%Fe合金的双层结构,该双层结构涂层在氧化过程中转变为致密、粘附性良好的外层为NiFe2O4尖晶石和内层为Cr2O3的氧化物涂层。CrN扩散障提高了 Ni-Fe合金涂层的抗氧化性能,抑制了 Cr2O3膜的生长与界面孔洞的形成,减小了面比电阻。