学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

固体氧化物燃料电池铁素体连接体材料的性能研究

作　者: 肖旭
导　师: 陈雯；王立民
学　校: 昆明理工大学
专　业: 钢铁冶金
关键词: 固体燃料电池 连接体 Crofer22 APU 铁素体不锈钢 抗氧化 热变形
分类号: TM911.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 11次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


固体氧化物燃料电池(SOFCs)作为高效、清洁的第四代发电技术,备受国内国外的关注。作为固体燃料电池四大部件之一的连接板主要起着在相邻的电池之间传输电子和分隔燃料气体与氧化气体的作用。由于固体氧化物燃料电池(SOFCs)工作温度的降低,耐热合金取代传统的陶瓷材料将成为连接板的新一代材料。金属连接板的应用,将大大降低固体氧化物燃料电池(SOFCs)的制造成本。Fe基合金因资源丰富,具有合适的热膨胀系数,高延展性,良好的加工性及低成本等优点,成为中温平板式固体氧化物燃料电池连接体材料研究的焦点。Crofer22 APU钢作为最有潜力的一种SOFCs连接体材料,对其各种性能的研究是非常有必要的。本文采用RX3-30-9箱式电阻炉静态空气中进行Crofer22 APU钢的高温抗氧化试验,采用Gleelbe-1500热模拟试验机对Crofer22 APU钢的压缩热变形进行了研究；然后利用光学显微镜(OM)、冷场发射电子扫面显微镜(SEM)和电子透射电镜(TEM)等研究手段研究了试验后的微观组织。试验主要分为两部分,第一部分主要是针对Crofer22 APU铁素体不锈钢的高温抗氧化性、氧化机理、氧化后的导电性及其热膨胀系数等问题进行了研究。主要的结论有：Crofer22 APU钢被氧化后氧化膜的最外层是由Fe3O4,Cr2O3, TiO2和MnO组成,内层除Fe的氧化物以外,主要是由Cr、Si的氧化物构成,并得到在800℃下,氧化550小时,Crofer22 APU钢的平均氧化速率为0.0136g/m2.h。第二部分主要是针对Crofer22 APU铁素体不锈钢的热变形行为以及组织变化的研究。首先利用Thermo-Calc热力学软件,依据Crofer22 APU钢的化学成分拟合出其相图,依据相图制定出热变形工艺。主要结论为：Crofer22 APU钢在应变速率为O.1s-1时,在900℃、1000℃下发生了完全动态再结晶,1100℃时,组织内部发生不完全再结晶；变形速率为1.0 s-1,变形温度为900℃～1100℃时,组织内部发生不完全动态再结晶；变形速率为10 s-1、变形温度为900℃时未发生再结晶,当变形温度为1000℃、1100℃时,均发生了不完全再结晶。晶粒尺寸随变形温度升高而增大。Crofer22APU钢在900℃～1150℃变形速率为0.1～10 s-1条件下的热变形方程为：p=(2E+13)[sinh(0.012Ep]2.78.exp[(-333288)/(RT)]

全文目录


摘要  3-5Abstract  5-10第一章 绪论  10-26  1.1 引言  10-11  1.2 燃料电池的工作原理及特点  11-12  1.3 固体氧化物燃料电池  12-14    1.3.1 SOFCs的电解质材料  13    1.3.2 SOFCs的阳极材料  13-14    1.3.3 SOFCs的阴极材料  14    1.3.4 SOFCs的连接体材料  14  1.4 固体氧化物燃料电池的连接体材料  14-18    1.4.1 陶瓷连接体材料  15    1.4.2 金属连接体材料  15-18  1.5 金属连接体材料高温抗氧化机理  18-20  1.6 铁素体钢的热变形行为  20-24    1.6.1 研究热变形行为的意义  20-21    1.6.2 高温塑性变形基本特征  21    1.6.3 铁素体区相变研究进展  21-22    1.6.4 热变形的本构关系  22-24  1.7 本文研究的内容、目的和意义  24-26    1.7.1 研究内容  24    1.7.2 研究目的和意义  24-26第二章 试验材料和方法  26-32  2.1 试验材料  26  2.2 试验钢原始态金相组织和力学性能  26-28  2.3 试验方法  28-32    2.3.1 力学性能测试  28    2.3.2 显微组织观察  28-29    2.3.3 高温抗氧化试验  29    2.3.4 热模拟试验  29-30    2.3.5 热膨胀试验  30-32第三章 Crofer22 APU钢的抗高温氧化研究  32-42  3.1 引言  32  3.2 试验材料及方法  32-33    3.2.1 试验材料  32    3.2.2 试验方法  32-33  3.3 试验结果及分析  33-39    3.3.1 氧化过程的热力学分析  33-35    3.3.2 氧化过程动力学分析  35-36    3.3.3 氧化层形貌及相组成  36-39  3.4 本章小结  39-42第四章 Crofer22 APU钢的热变形性能研究  42-60  4.1 引言  42-43  4.2 试验材料和方法  43-44  4.3 Crofer22 APU钢热变形过程中显微组织  44-48    4.3.1 变形温度对微观组织的影响  44-46    4.3.2 变形速率对微观组织的影响  46-48  4.4 Crofer22 APU钢的高温热变形行为  48-57    4.4.1 Crofer22 APU钢的平衡相图  48-49    4.4.2 变形参数对真应力-应变曲线的影响  49-53    4.4.3 Crofer22 APU钢热变形流变应力方程  53-56    4.4.4. 试验钢峰值应力和Z参数之间的关系  56-57  4.5 Crofer22 APU钢的热膨胀系数  57-58  4.6 本章小结  58-60第五章 Crofer22 APU钢的高温性能  60-64  5.1 Crofer22 APU钢的高温抗氧化机理讨论  60  5.2 Crofer22 APU钢的高温热变形机理讨论  60-61  5.3 Crofer22 APU钢面比电阻讨论  61-63  5.4 本章小结  63-64第六章 结论  64-66致谢  66-68参考文献  68-76附录A 攻读硕士期间发表论文目录  76-78附录B: 文中英文缩写词以及符号说明  78-79

相似论文

  1. 白骨壤果实中黄酮类化合物的提取、分离纯化及抗氧化活性研究,S793.9
  2. 翡翠贻贝糖胺聚糖降血脂作用的研究,R285.5
  3. 调和玉米油对肉仔鸡抗氧化应激、脂质代谢酶及免疫基因表达的影响,S831.5
  4. 基于目标成分“敲出/敲入”质量控制模式的中药姜黄抗氧化药效物质辨识,R285
  5. 藏药三果汤散抗氧化有效成分研究,R29
  6. 酢浆草提取物体外抗肿瘤和抗氧化研究,R285
  7. ABA和H2O2对干旱高温复合胁迫诱导的玉米sHSPs和抗氧化防护酶的作用,S513
  8. “和美酵素”在断奶仔猪生产中的应用研究,S828.9
  9. 芝麻饼粕中木酚素的提取及抗氧化活性研究,TS229
  10. 条斑紫菜（Porphyra yezoensis）R-藻红蛋白的生物修饰及活性保护研究,TS201.21
  11. 脂肪酶催化猪油合成Vc脂肪酸酯及其抗氧化活性的研究,TS202.3
  12. 麦胚多糖提取、纯化及抗氧化活性研究,TS210.1
  13. 山药蛋白质分离纯化及抗氧化活性研究,TS255.1
  14. 控释复合肥对烤烟生理特性、生长发育及品质的影响,S572
  15. 云南十种辣椒抗氧化及抑菌活性的研究,S641.3
  16. 金针菇水溶性物质与不溶性残渣的制备及理化性质研究,S646.15
  17. 菊花花器官耐热性研究及外源NO对菊花耐热性的影响,S682.11
  18. 植物精油对草莓和杨梅果实保鲜的作用及机理研究,S667.6
  19. CoQ10对禽痛风蛋鸡肾脏保护作用的初步研究,S858.31
  20. 海蓬子脂溶性成分的分离及抗氧化活性的研究,R284.1

中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 独立电源技术（直接发电） > 化学电源、电池、燃料电池 > 燃料电池
© 2012 www.xueweilunwen.com