燃料电池是一种直接将化学能转化为电能的装置,因无需燃烧过程而具有清洁、高效的优点,而且它拥有提供商用级电能的潜力。固体燃料电池（SOFC）主要有管状和平板式两种结构,其中,平板式结构组装简单而易用,且能提供更高的能量密度,但实际应用中,该结构需要使用良好的高温封接技术来防止燃料气体的渗漏,这对封接材料和封接工艺提出了很高的要求。因此,有必要研究封接材料的高温稳定性及封接可靠性来考察封接效果。SrO-Al₂O₃-SiO₂-B₂O₃玻璃（SASB）是一种新型SOFC封接材料,其高温稳定性尚待研究。在前人研究基础上,本文采用传统熔体冷却技术制备合适组分玻璃,并利用差热分析,X射线衍射分析及热膨胀曲线估算粘度等方法研究该玻璃的高温稳定性能。根据析晶动力学理论,45SrO-5Al₂O₃-41SiO₂-3La₂O₃-6B₂O₃玻璃的析晶活化能为271kJ/mol,与传统的BaO-Al₂O₃-CaO-Si₂O₃封接玻璃相近,Avrami指数为3.1,表明晶相呈三维生长状态。SASB玻璃在SOFC工作温度下长时间热处理后转变成含晶相56%以上的微晶玻璃,有助于增加SOFC的机械强度和化学稳定性。基于VFT方程的计算结果表明,SASB玻璃的高温流动性能较好满足设计要求。综合而论,该组分SASB玻璃适合在SOFC高温环境下长期工作。本文的另一部分工作是运用有限元方法对平板式固体燃料电池（p-SOFC）层叠结构的进行失效分析,详细考察该结构的两种失效形式：基体开裂和界面剥离。首先对SOFC层叠结构进行理论力学分析,粗略计算表明中间封接基体内受到～45MPa的压应力。而后在有限元模型中,封接玻璃靠近自由面侧附近置入一微裂纹,根据J积分理论计算出裂纹尖端的J积分值,即能量释放率,由此可确定裂纹扩展的敏感性。文中考察了封接温度、封接厚度及热膨胀匹配度等参数对微裂纹扩展的影响,了解这些参数的影响有助于优化电池组件的设计。模拟结果表明,玻璃基体在与邻接组件封接后冷却至室温时最易开裂,基体微裂纹的能量释放率与封接厚度线性正相关。另一方面,运用粘聚区域模型（CZM）模拟分析封接界面的状态响应。结果表明,金属／玻璃界面在残余热应力作用下发生一定损伤,其中金属／玻璃/PEN截面的金属／玻璃界面损伤最大,但均无法发生完全破坏,因此在不考虑制造加工缺陷的情况下,封接界面没有剥离的可能性。