固体氧化物燃料电池力学性能和形变行为研究

无机材料学报, 2015, 30(6): 633-638. doi: 10.15541/jim20140573

固体氧化物燃料电池力学性能和形变行为研究

梁灵江 ^1, , 李凯 ^2, , 颜冬 ^3, , 马奔 ^4, , 杨佳军 ^5, , 蒲健 ^6, , 池波 ^7, , 李箭 ^8,

1.华中科技大学材料科学与工程学院,材料成型及模具技术国家重点实验室,武汉430074

2.华中科技大学材料科学与工程学院,材料成型及模具技术国家重点实验室,武汉430074

3.华中科技大学材料科学与工程学院,材料成型及模具技术国家重点实验室,武汉430074

4.华中科技大学材料科学与工程学院,材料成型及模具技术国家重点实验室,武汉430074

5.华中科技大学材料科学与工程学院,材料成型及模具技术国家重点实验室,武汉430074

6.华中科技大学材料科学与工程学院,材料成型及模具技术国家重点实验室,武汉430074

7.华中科技大学材料科学与工程学院,材料成型及模具技术国家重点实验室,武汉430074

8.华中科技大学材料科学与工程学院,材料成型及模具技术国家重点实验室,武汉430074

基金项目: 国家自然科学基金重点项目(U1134001) National High Technology Research and Development Programof China("863" Program)(2011AA050702) 国家“863”计划(2011AA050702) National Natural Science Foundation of China(U1134001)

关键词：固体氧化物燃料电池 , 抗弯强度 , 断裂韧性 , 弯曲变形

Mechanical Property and Deformation Behavior of SOFCs

Keywords： SOFC , flexure strength , fracture toughness , flexural deformation

通过流延成型、丝网印刷和共烧结法成功制备了阳极支撑的平板式固体氧化物燃料电池(SOFCs).采用陶瓷样品同轴环施力方式和双扭法测试单电池的抗弯强度和断裂韧性分别为156.69 MPa与2.51 MPa·m1/2.当阳极支撑体由陶瓷(NiO/YSZ)还原为金属陶瓷(Ni/YSZ),其抗弯强度和断裂韧性分别为104.48 MPa与3.95 MPa·m1/2.同时电池的弯曲变形测试表明:单电池经过阳极还原后弯曲变形程度变大,平整化压力从电池阳极还原前的108 N增加至184 N,而电池抵抗破裂能力增强.本研究显示,随着阳极支撑体还原后单电池的断裂韧性显著提高,将有效减缓其弯曲变形所引起的不利影响,改善单电池的综合力学性能.

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