ساخت نیم پیل آندی NiO-YSZ/YSZ جهت استفاده در پیل سوختی اکسید جامد
[پایاننامه]
/محمد تنهایی
: مهندسی مواد
، ۱۳۹۴
۸۹ ص
چاپی - الکترونیکی
کتابنامه در آخر پایان نامه
کارشناسی ارشد
شناسایی و انتخاب مواد مهندسی
۱۳۹۴/۰۶/۰۰
صنعتی سهند
پیلهای سوختی اکسید جامد یکی از مهمترین انواع پیلهای سوختی میباشند .در بین قسمتهای مختلف پیل سوختی اکسید جامد، آند نقش بسیار مهمی در نحوه عملکرد آن دارد .هدف از پژوهش حاضر، ساخت نیمپیل آندی پیل سوختی اکسید جامد( متشکل از آند و الکترولیت) و ارزیابی ویژگیهای مختلف این نیمپیل میباشد .برای این منظور ابتدا زیرلایه آندی با استفاده از فرآیند متالورژی پودر ساخته شد .دو نوع پودر NiO وmol درصد۸-mol. - YSZ ۸با نسبت وزنی ۴۰:۶۰ و ۵۰:۵۰ به کمک دستگاه بال میل سیارهای مخلوط شدند .برای اطمینان از اختلاط یکنواخت پودرها از آنالیز MAP استفاده شد .در مرحلهی بعد پودرهای بدست آمده، با استفاده از فرآیند پرس تک محوره سرد در درون قالب فلزی پرس گردیدند .نمونههای پرس شده به منظور کسب استحکام مکانیکی لازم برای انجام فرآیندهای بعدی، تحت فرآیند سینترینگ در دمای ۱۱۰۰ درجه و به مدت زمان ۳ ساعت قرار گرفتند .به منظور تامین شرایط مناسب برای ورود و خروج واکنش دهندهها و محصولات در حین عملکرد پیل سوختی اکسید جامد، میزان تخلخل موجود در آند با استفاده از روش ارشمیدسی برای سه نمونهA ، B و C به ترتیب ۳۷/۹۶ ، ۴۶/۱۳ و ۳۸/۶۷ درصد بدست آمد .نتایج حاصل از تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی نشان دهنده توزیع یکنواخت تخلخل در سراسر سطح مقطع شکست نمونهها است .برای انجام فرآیند لایهنشانی الکترولیت بر روی زیرلایه آندی از روش لایهنشانی فیزیکی بخار و از دستگاه تفنگ الکترونی ( الکترونگان) استفاده گردید .ماده الکترولیت (YSZ) با سه ضخامت متفاوت ۳۰۰ ، ۴۰۰ و ۵۵۰ نانومتر بر روی زیرلایههای آندی پوشش داده شد .بررسی پوششهای ایجاد شده نشان میدهد که استفاده از دستگاه تفنگ الکترونی باعث ایجاد پوشش یکنواخت و نانوساختار در روی نمونهها شده است .تصاویر حاصل ازFE-SEM از سطح مقطع پوشش پس از فرآیند سینترینگ ۱۴۰۰ درجه ، نشان دهنده ایجاد لایه الکترولیت متراکم و نسبتا یکنواخت بوده که این یکی از معیارهای مهم برای ساخت پیل سوختی اکسید جامد میباشد . نتایج حاصل از بررسیهای انجام شده بیانگر این مطلب است که استفاده از دستگاه تفنگ الکترونی برای تولید پیل سوختی اکسید جامد صفحهای آند پایه، یک روش مناسب، کم هزینه و ساده در مقایسه با روشهای فیزیکی دیگر همانند روش کندوپاش میباشد