BSCF陶瓷的闪烧和闪连工艺及机理研究

发布时间：2022-12-08 06:35

　　BSCF陶瓷主要用于SOFC燃料电池阴极材料及高温气体分离等,但目前对于BSCF陶瓷的烧结技术,通常为无压烧结和热压烧结等,烧结所需的时间较长,温度较高;至于连接通常使用固相扩散连接或钎焊连接等方法,也需要高温长时间等较苛刻的工艺条件,同时还存在可能导致接头产生较大残余应力等问题。因此本课题选择在电场辅助条件下,实现BSCF陶瓷的快速低温烧结,以及对BSCF陶瓷的快速低温连接,即实现BSCF陶瓷的闪烧和闪连BSCF陶瓷。本课题首先用闪烧方法在电场下对BSCF陶瓷实现了低温快速致密化的烧结过程,得到了较为致密的烧结体;然后用ABAQUS 6.14软件对闪烧过程中试样的温度场进行模拟,分析了闪烧恒流阶段的温度分布情况,发现在闪烧试样中心部分的温度较高,而靠近表面部分温度较低,试样的表面与中心部分存在较大的温度差;然后探究了环境温度、电流密度、烧结时间等不同工艺参数对闪烧的温度场的影响,发现环境温度的升高会使试样整体的温度随之呈正比升高;烧结时间的延长会使试样整体的温度随之升高,且在烧结时间较长时温度场趋于稳定;电流密度的提升会使试样整体的温度随之升高,试样最高温度与电流密度的二次方呈正比。... 

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题来源及研究的背景和意义
    1.2 陶瓷烧结技术的研究现状
        1.2.1 钙钛矿类透氧薄膜陶瓷
        1.2.2 陶瓷烧结的基本理论
        1.2.3 典型的陶瓷烧结方法
    1.3 闪连
        1.3.1 陶瓷-陶瓷间的闪连
        1.3.2 陶瓷-金属间的闪连
    1.4 空气反应钎焊
    1.5 课题研究内容与方案
第2章 试验材料、设备及方法
    2.1 实验材料
    2.2 实验设备
    2.3 实验过程
        2.3.1 BSCF陶瓷粉体的制备
        2.3.2 BSCF陶瓷的闪烧
        2.3.3 闪连BSCF陶瓷
        2.3.4 BSCF陶瓷的空气反应钎焊(RAB)连接
        2.3.5 后处理与表征分析
    2.4 实验所用到的表征方法
        2.4.1 X射线衍射(XRD)分析
        2.4.2 扫描电镜(SEM)分析
        2.4.3 力学性能分析:抗剪切强度测试
第3章 BSCF陶瓷的闪烧及有限元模拟温度场
    3.1 引言
    3.2 BSCF陶瓷粉体的制备
    3.3 BSCF陶瓷的闪烧
    3.4 对闪烧温度场的有限元模拟
        3.4.1 问题描述
        3.4.2 基本假设
        3.4.3 有限元分析基本原理
        3.4.4 有限元模型的建立
        3.4.5 闪烧温度场的有限元模拟结果
    3.5 本章小结
第4章 闪连BSCF陶瓷及有限元模拟应力场
    4.1 引言
    4.2 闪连BSCF陶瓷
    4.3 对闪连连接组件应力场的模拟
        4.3.1 问题描述
        4.3.2 基本假设
        4.3.3 基本原理
        4.3.4 多场耦合分析
        4.3.5 有限元模型的建立
        4.3.6 闪连应力场的有限元模拟结果
        4.3.7 不同工艺参数对连接组件应力的影响
    4.4 本章小结
第5章 BSCF陶瓷钎焊接头残余应力及剪切性能测试过程的有限元模拟
    5.1 引言
    5.2 对空气反应钎焊接头残余应力的模拟
        5.2.1 问题描述
        5.2.2 基本假设
        5.2.3 基本原理
        5.2.4 有限元模型的建立
        5.2.5 有限元模拟结果
    5.3 本章小结
结论
参考文献
致谢



本文编号：3713745