固体氧化物燃料电池电解质材料的破坏机理研究

发布时间：2024-01-20 09:34

　　固体氧化物燃料电池(SOFC)是一种具有环境友好,能源转换率高等特点的新型能源使用方式。而在现阶段对固体氧化物燃料电池的使用上,SOFC电解质材料作为一种超薄脆性陶瓷材料极易出现弯曲破裂等现象,对SOFC使用寿命与整体性能具有非常不利的影响。目前,工程中SOFC电解质材料的研究大部分都是关于其电学性能,缺乏对新兴材料的力学性能和破坏机理的考虑,对于其微观晶体结构破坏机理的研究更是鲜少见有报导。本文通过实验制备SOFC电解质材料盘样品,测定其力学性能,并通过有限元模拟其微观晶体结构的断裂方式,系统地研究了材料的力学性能与其断裂机理。本文选用了掺杂了20%Sm3+的Ce O2基电解质材料Ce0.80Sm0.2 O2-δ(CSO)作为研究对象,通过掺杂过渡金属Cu2+并通过掺杂过渡金属Cu2+合成Ce0.79Cu0.01Sm0.2O2-δ(CSCO)。使用PVA辅助燃烧法制备两种材料的盘样品,并通过相对密度研究,SEM分析与双轴弯曲实验,并对比掺杂前后其烧结致密性特点与力学性能。通过参考实际电解质材料的微观组织结构,使用Voronoi网格法建立表征SOFC电解质材料的微观晶体结构模型,使用粘...

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

本文编号：3880602