Звіт про науково-дослідну роботу: „ Дифузійні процеси в керамічних паливних комірках”

Abstract

Об’єктом дослідження є дифузійні особливості утворення структури керамічного електроліту складу 1-мол. % Ce – 10-мол. % Sc – 89-мол. % ZrO2 при спіканні та її вплив на властивості. Метою дослідження є подальше вдосконалення керамічної паливної комірки та створення теорії структурної чутливості її властивостей. Методи дослідження: скануюча електронна мікроскопія, х-променевий аналіз, імпедансна спектроскопія, оцінка щільності, математичне моделювання. Вважаючи процеси консолідації порошків і створення з них твердого керамічного тіла та вдосконалення його структури термоактивованими, винайдено співвідношення, які узагальнюють залежність міцності твердого електроліту паливної комірки від якості меж поділу і розмірів зерен / субзерен, поруватості. Властивості меж поділу у структурі твердого електроліту розглянено за даними щодо механічної поведінки і імпеданскої спектроскопії, що вперше дозволило відрізнити межі субзерен і зерен фрактографічно, а й кількісно за їхніми електричними властивостями. Побудовано діаграму рівноважних станів композиту NiO – ZrO2, (YSZ). Встановлено, що NiO – ZrO2 не утворюють сполук. Натомість, взаємодія у системі NiO – ZrO2 має евтектичний характер. Розчинність NiO у ZrO2 становить~1-мол. %. Для катодного електроду встановлено, що Ce та Gd, як складові катодного захисного проти дифузії Cr шару, під час відпалу у відновній середі Ar – 30-об. % H2 інтенсивніше дифундують в електроліт, ніж Zr з електроліту у захисний шар.

КЛЮЧОВІ СЛОВА: КЕРАМІЧНА ПАЛИВНА КОМІРКА; ДИФУЗІЯ; ДВООКИС ЦИРКОНІЮ; ОКСИД НІКЕЛЮ; ІМПЕДАНСНА СПЕКТРОСКОПІЯ; МЕХАНІЧНА ПОВЕДІНКА.