Звіт про науково-дослідну роботу:”Структурна оптимізація керамічних паливних комірок з урахуванням дифузії хімічних елементів під час їхнього виготовлення і роботи”

Abstract

МЕТА РОБОТИ - оптимізація будови цирконієво-керамічних паливних комірок з урахуванням взаємної дифузії хімічних елементів під час їхнього виготовлення та роботи. ОБЄКТ ДОСЛІДЖЕННЯ - закономірності формування структури, механічної поведінки та електропровідності матеріалів цирконієво-керамічних паливних комірок, а саме: електроліту (1Се10SсSZ), аноду Ni0-Zг02, бар'єрного катодного шару та підкладки/з'єднувача на основі Тi-Si. МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕННЯ - СЕМ, ПЕМ, Х-ДФА, лазерна гранулометрія, БЕТ, механічні випробування, мікроіндентування, ЕПР, АСМ. Проведено дослідження структурних змін в складових КПК: бар'єрного шару та аноду з електролітом під час їхнього виготовлення і відновлення. Встановлено, що водень сприяє взаємній дифузії при температурі 600 °С. Досліджено тонку будову в околі межі розподілу анод-електроліт, осаджений за допомогою електронного променя. Описані механізми зародження та росту плівки 1Се10SсSZ на Ni0 та 8УSZ фазах аноду. Досліджено особливості структури, механічної поведінки та електричної провідності електроліту 1Се10SсSZ. Визначено, що в інтервалі температур 400-900 °С електроліти мають дві енергії активації руху йонів у кристалі, точка переходу між якими визначається властивостями порошку, з якого зроблено цей електроліт і не залежить від температури його спікання. Запропоновано визначати температуру Т(Zг), за якої парамагнітні центри Zг3+починають ефективно продукуватися, як параметр, який може бути використаний для визначення стабільності кристалічної ґратки. КЛЮЧОВІ СЛОВА: КЕРАМІЧНІ ПАЛИВНІ КОМІРКИ, 1Се10SсSZ ЕЛЕТРОЛІТ, Ni0-Zг02 АНОД, БАР’ЄРНИЙ ШАР GDC, Тi-Si НОСІЙ/3"ЄДНУВАЧ.