等离子喷涂-物理气相沉积制备7YSZ纳米结构固体氧化物燃料电池电解质层（英文）
来源期刊：稀有金属材料与工程2019年第12期
论文作者：许伟 张小锋 周克崧 牛少鹏 常发 刘敏 邓春明 邓子谦
文章页码：3835 - 3840
关键词：固体氧化物燃料电池;氧化钇稳定的氧化锆;物理气相沉积-等离子喷涂;电解质层;
摘 要：氧化钇稳定的氧化锆（YSZ）因其高热稳定性和良好的氧离子电导率被广泛地作为电解质材料应用于固体氧化物燃料电池（SOFC）。本研究采用等离子喷涂-物理气相沉积（PS-PVD）技术成功地制备了致密的纳米结构7YSZ薄电解质层,通过SEM、TEM、工业CT以及纳米压痕等技术测定了7YSZ电解质层的微观形貌、结构、力学性能及气体透过率,揭示了电解质层在沉积过程中的生长机制。结果表明:基体温度是影响7YSZ电解质层纳米结构形成的关键因素;当电解质层厚度为8.712.3μm时,其泄露率为2.24×10-82.29×10-8 cm4·gf-1·s-1;同时,7YSZ电解质层还表现出良好的力学性能,其硬度、弹性模量和弹性回复率分别为10 GPa、140 GPa和57%。
许伟1,2，张小锋2，周克崧1,2，牛少鹏2，常发3，刘敏2，邓春明2，邓子谦2
1. 中南大学2. 广东省新材料研究所现代材料表面工程技术国家工程实验室广东省现代表面工程技术重点实验室3. 福建工程学院
摘 要：氧化钇稳定的氧化锆（YSZ）因其高热稳定性和良好的氧离子电导率被广泛地作为电解质材料应用于固体氧化物燃料电池（SOFC）。本研究采用等离子喷涂-物理气相沉积（PS-PVD）技术成功地制备了致密的纳米结构7YSZ薄电解质层,通过SEM、TEM、工业CT以及纳米压痕等技术测定了7YSZ电解质层的微观形貌、结构、力学性能及气体透过率,揭示了电解质层在沉积过程中的生长机制。结果表明:基体温度是影响7YSZ电解质层纳米结构形成的关键因素;当电解质层厚度为8.712.3μm时,其泄露率为2.24×10-82.29×10-8 cm4·gf-1·s-1;同时,7YSZ电解质层还表现出良好的力学性能,其硬度、弹性模量和弹性回复率分别为10 GPa、140 GPa和57%。
关键词：固体氧化物燃料电池;氧化钇稳定的氧化锆;物理气相沉积-等离子喷涂;电解质层;
