NiO/YSZ凝胶注模工艺流变特性研究

2009-12-04 李伟 中国矿业大学(北京) 燃料电池研究中心

  用热水基抑菌凝胶的作用注法治社会备固态物氧化反应物能源手机电池( SOFC) 阳极装修用料NiO/YSZ是现今的论述探讨热点问题一种。这篇文章论述探讨了抑菌凝胶的作用注模加工过程中固相含磷量、散落剂和pH值对NiO/YSZ瓷砖料浆流变形质的反应。效果得出结论,NiO/YSZ水基料浆为假塑性用料两相流;当pH=9、散落剂运用量为0.012g/ml 、固相含磷量为45%(空间比) 的NiO/YSZ水基料浆,稳定的性好,提供浇捣制作加工过程规定,適合制作SOFC阳极装修用料NiO/YSZ。

  固体氧化物燃料电池(SOFC) 由于具有能量转换率高、燃料可选范围广、不需用贵金属催化剂以及全固态结构带来的操作方便等优点而被认为是一种很有发展前途的新能源技术。Ni/YSZ ( YSZ代表组成为8% Y2O3 (摩尔比和92%ZrO2 ) 是目前SOFC中使用最广泛的阳极材料,它具有成本低、电导率高,以及在还原条件下高活性等优点 。其中ZrO2的作用其一是作为Ni 颗粒的支撑基体,其二是调节热膨胀系数与YSZ电解质材料相匹配,其三是提供从电解质到YSZ ,Ni/YSZ和燃料气体三相交接处的离子传递通道 。因此,Ni颗粒的前驱体NiO在YSZ中的分散即材料的均匀分散至关重要。

  凝胶的作用的作用注模注塑真空熔融加工制作制作能力 是20二十一世纪90年 初加拿大橡树岭部委核心科学实验Mark A1 Janney 老师等提到的。它最先将传统型陶瓷厂家制品厂家加工制作制作能力 和配位满碳原子化合物化学物质有机的紧密结合来,创立了在陶瓷厂家制品厂家注塑真空熔融加工制作制作能力 中再生利用满碳原子缩聚反应配位配位聚合注塑真空熔融的能力。该加工制作制作能力 分离纯化的素材有精确性的的尺寸公差、光滑细腻的界面和均匀分布的微观粒子构造。凝胶的作用的作用注模注塑真空熔融加工制作制作能力 第一步将陶瓷厂家制品厂家粉末离心分离于需浓度的预混液中,球磨,得出高固相浓度的浮动液。浮动液所经致使剂致使,凝固后常温、干燥,烧结法得出阳极素材。在该加工制作制作能力 中,高固相浓度、低粘性、固定水基料浆的自制特别最重要。   将凝露注模压延制作制作工艺设备用在SOFC元集成电路芯片压延制作和准备层面是近日的工作,San Ping Jiang等确定凝露注模压延制作制作工艺设备准备了NiO/YSZ阳极支承的能源電池,知道填加5%(质比) 分布剂聚丙烯酸酯铵,pH=10时,固分子量在55%~80% 的NiO/YSZ瓷砖料浆粘性到达最低限值,如果并不是对NiO/YSZ瓷砖料浆固相分子量确定优化方案实践。   在SOFC阳极村料中,对NiO和YSZnm粉剂设备的粒级和粒度分析分布不均有认真的规定追求,常常运用奈米级的nm粉剂设备,奈米级的nm粉剂设备比从表层积大,逐渐nm粉剂设备比从表层积过大,浆体用户粘度呈指数值自然规律变高。这也恰恰是奈米级nm粉剂设备不集中及在湿法熔融中大都会有的薄弱环节。本段重要根据高固相水平的NiO/YSZ水基料浆流变学性能做出深入分析,但愿得到 不集中性和维持性积极的水基浆料,来化学合成需要满足规定追求的SOFC阳极村料。

1、实验

1.1、实验原料和过程

  YSZ粉料为实验室自制,中位径为0.53μm 。NiO粉(电子级) 购于,粒度分布如图1所示。有机交联体系详见表1 ,单体与交联剂质量比为20∶1 。实验原料质量比YSZ∶NiO 为1∶1 ,自制聚丙烯酸铵分散剂,外观为浅黄色液体,用氨水作为pH调节剂。分别配制固相含量为35% ,45%和55%(体积比) 的悬浮液,在球磨机上球磨24h ,混和均匀。采用NXS-11A 旋转黏度仪(四川成都仪器厂) 测试料浆粘度。测试用NiO/YSZ水基料浆为40ml。测试粘度和剪切应力时,剪切速率控制在1.23~996s-1范围内。调整工艺参数如固相含量、分散剂和pH值,进行比较实验。固相含量根据式(1)计算:

  式中,m ,ρ分别为各自的质量和理论密度,VH2O为悬浮液中水的体积。

NiO粒度分布图

图1  NiO粒径分散图 表1  有机化学热塑采集体系

有机交联体系

2、结果与讨论

2.1、固相含量对流变性质的影响

  在pH=9、解聚剂用药量为0.012g/ml 时,NiO/YSZ水基料浆消费黏性随截取视频浓度变线性如2 所显示。结论是因为,稳定性的NiO/YSZ水基料浆具体表现出截取视频变稀基本特性,固相纯度在35%~55%范围内内,浆体消费黏性相比较较低,均小于等于1Pa ·s ,此时此刻浆体最合适浇制成品。从图2中还系统软件查出来,NiO/YSZ水基浆体中固相纯度越高,其初始状态消费黏性越大,然而跟着截取视频力的增强,浮窗料浆妥协于截取视频力,即跟着固相纯度的加大,NiO/YSZ浆体消费黏性变不太大。   裁切变稀的实验所的问题说明了细粒状剂工业陶瓷金属粉末在料浆中发生斜管沉淀池状态下,在此NiO/YSZ料浆,在裁切力的的功效下,斜管沉淀池物的结构的特征为裁切力所断绝关系,而黏度降低了。只要料浆中斜管沉淀池物的结构的特征被压根断绝关系,黏度就并不能进每一步越来越低。NiO/YSZ水基浆体中固相浓率越高,坯体密率越大。是55%的飘浮料浆平衡性太低,静置10h后,浆心得体会细化。从式(2) 能够 看清楚,粒状剂差距h随固相浓度Φ的添加而很明显降低了大约。

不同固相含量悬浮体流变特性曲线

图2  多种固相份量漂浮体流变性质线性

  式中, d为粒子直径不低于, h为粒子间的时间,Φ为固相容积。