理论教育 晶格膨胀在15.5还原和温度变化中的影响

晶格膨胀在15.5还原和温度变化中的影响

时间:2023-06-30 理论教育 版权反馈
【摘要】:由于还原气氛下晶格中氧空位的生成,掺杂的铬酸镧在高温还原性气氛下显示出晶格膨胀[32-34]。图15.7显示了Sr、Ti、V掺杂La-CrO3的热膨胀行为,V的掺杂降低了热膨胀值使之与YSZ的相称,还原气氛中的热膨胀值比空气气氛中的高一点。图15.7 与8YSZ电解质相比空气和氢气气氛中一些掺杂的LaCrO3的热膨胀行为中以及在50~1000℃温度范围、空气或氢气气氛中La0.8Sr0.2Cr0.9-xTi0.1 VxO3的热膨胀系数

晶格膨胀在15.5还原和温度变化中的影响

由于还原气氛下晶格中氧空位的生成,掺杂的铬酸镧在高温还原性气氛下显示出晶格膨胀[32-34]。在平板型SOFC中,LaCrO3基连接板被置于大氧电位梯度(空气和燃料条件)中。LaCrO3板的晶格膨胀和畸变在操作条件下是重要的,这种现象已在现实的电堆和模块中被报道过[1-3]。人们提出了数值模型,根据氧空位浓度的分布计算了畸变。对平板和矩形试样进行了静压和瞬压计算,当平板尺寸为100mm×100mm×3mm时,通过数值模型计算平板的校正值,垂直于初始平面的中心部位的最大代替值计算为约0.77mm,计算的瞬时畸变的抗伸应力大于等于50MPa[32]

因为连接体与其他电池组分接触,热膨胀行为在可接受的水平应是相称的。Ca的掺杂将热膨胀系数(TEC)值由8.5×10-6/K提高到了10.0×10-6/K,Ca掺杂的LaCrO3的热膨胀值接近于YSZ的(约为10.0×10-6/K),这能降低加热和制备中的热压。Sr的掺杂也可以有效提高热膨胀值使之与YSZ的相称。热膨胀行为如缺陷化学所述的那样取决于氧气的分压,例如,Mori[35]在空气和氢气中测定了几种La0.8Sr0.2Cr0.8M0.2O3(M=掺杂剂)的热膨胀值。图15.7显示了Sr、Ti、V掺杂La-CrO3的热膨胀行为,V的掺杂降低了热膨胀值使之与YSZ的相称,还原气氛中的热膨胀值比空气气氛中的高一点。还原气氛中晶格膨胀归因于Cr3+(VI)(0.0615nm)和Cr4+(VI)(0.055nm)的离子半径不同而产生的铬离子的膨胀。

978-7-111-39067-1-Chapter15-23.jpg(www.daowen.com)

图15.7 与8YSZ电解质相比空气和氢气气氛中一些掺杂的LaCrO3的热膨胀行为中(图15.7a)以及在50~1000℃温度范围、空气或氢气气氛中La0.8Sr0.2Cr0.9-xTi0.1 VxO3的热膨胀系数(图15.7b)(经电化学学会允许重印[35])

免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。

我要反馈