Ferrit aşınmaya bardoshli plastinka konnektorlarini tadqiq qilish jarayoni
1997 yilda Hitachi Metal kompaniyasi SOFC konnektorlari uchun 1000 daraja ish haroratiga ega Fe-22Cr ferritik tizim qotishmasi ZMG232 metall materialini ishlab chiqdi. Ferritik material SOFC ulagichi sifatida tanlangan, chunki ferritik material ostenitga qaraganda pastroq termal kengayish koeffitsientiga ega, bu SOFC komponentli materialga ko'proq o'xshaydi. Keyinchalik kompaniya nopoklik oksidlari tarkibini kamaytirish kabi jarayonni takomillashtirish bo'yicha bir qator chora-tadbirlarni qabul qildi va 2005 yilda ZMG232L aşınmaya bardoshli plastinkani ishlab chiqdi.
ZMG232L aşınmaya bardoshli plastinka ish muhitida zich Cr2O3 oksidi qatlamini hosil qilishi mumkin, shuning uchun u bir vaqtning o'zida o'ziga xos yaxshi elektr o'tkazuvchanligiga ega, lekin ayni paytda ajoyib oksidlanish qarshiligiga ega. Ulagichning oksidlanish qarshiligi Al2O3 oksidi qatlamini hosil qilish orqali ham olinishi mumkin bo'lsa-da, ZMG232L aşınmaya bardoshli plastinkaning ish haroratida Al2O3 elektr o'tkazuvchanligiga ega emas, shuning uchun yuqori haroratlarda kichik qarshilikka ega Cr2O3 oksidi qatlami qotishmasi mos keladi. SOFC ulagichi metall materiallari.
SOFCning uzluksiz rivojlanishi bilan birlashtiruvchi metall materiallarga yuqori talablar qo'yildi - oksidlanish qarshiligini yanada yaxshilash va energiya ishlab chiqarish komponentlarining ishlashiga ta'sirini kamaytirish uchun metall materiallar tomonidan hosil bo'lgan Cr bug'lanishi miqdorini kamaytirish. ZMG232L aşınmaya bardoshli plastinka asosida Hitachi Metal kompaniyasi qotishma elementlarni qo'shish va komponentlarni optimallashtirish orqali elektr o'tkazuvchanligi bilan shpinel qatlami va xrom oksidi qatlamidan tashkil topgan plyonka va zichlashtiruvchi qotishma dizaynini amalga oshirdi va yangi qotishma ZMG232G10 aşınmaya bardoshli plastinkani ishlab chiqdi. oksidlanish qarshiligi va elektr o'tkazuvchanligi taxminan 2 barobar oshdi.
ZMG232G10 aşınmaya bardoshli plastinkaning oksid qatlami tuzilishi va qotishma dizayni quyida qisqacha tanishtiriladi.
ZMG232L aşınmaya bardoshli plastinka oksidlovchi atmosferada issiqlik bilan ishlov berilganda, ishlov beriladigan qismning yuzasida ikki qatlamli oksidli qatlam hosil bo'ladi, sirt qatlami (Mn,Cr) 3O4 oksidi qatlami, ichki qatlam (matritsa) hisoblanadi. Cr2O3 oksidi qatlamidir. Oksidlanish qarshiligi Cr2O3 oksidi qatlamiga bog'liq, ammo uning tarkibidagi Cr elementining bug'lanishi energiya ishlab chiqaruvchi elementning ishlashining yomonlashishiga olib keladi, garchi (Mn,Cr) 3O4 oksidi qatlami ma'lum bir inhibitiv ta'sirga ega bo'lsa ham. Cr bug'lanishi bo'yicha, lekin (Mn,Cr) 3O4 oksidlanish tezligi himoya ta'sirini cheklaydi.
Yuqoridagi muammolarni hal qilish uchun qotishma konstruktsiyasida quyidagi choralar ko'riladi.
1) Oksidlanish qarshiligini yaxshilash: Mn tarkibini kamaytirish va (Mn, Cr) 3O4 oksidlanish tezligini kamaytirish;
2) Cr bug'lanishini inhibe qiling: Cu qo'shing, Cu (Mn,Cr) 3O4 oksid qatlamiga tarqalib, (Mn,Cr) 3O4 oksid qatlamini zichlashtiradi.
Yuqoridagi kompozitsion dizayn choralari tufayli, ZMG232G10 aşınmaya bardoshli plastinka ZMG232L aşınmaya bardoshli plastinkaga qaraganda yaxshiroq oksidlanish qarshiligiga ega va Cr ning bug'lanish miqdori kamayadi.
ZMG232G10 eskirish plitasi va boshqa aşınma plastinkasini taqqoslash
SOFCni tijoratlashtirish uchun har bir komponentning ishlab chiqarish tannarxini kamaytirish kerak. So'nggi yillarda SOFC konnektorlarida ferrit aşınmaya bardoshli plastinka qo'llanilishi o'rganildi. Hitachi Metal kompaniyasi tomonidan ishlab chiqilgan ZMG232G10 aşınmaya bardoshli plastinka konnektorining oksidlanish qarshiligi boshqa aşınmaya bardoshli plitalar bilan taqqoslandi va sinov namunasi 10 mm qalinlikda edi. Plastinka qalinligi qanchalik yupqa bo'lsa, qotishma oksidlanish qarshiligi qanchalik yomon bo'lsa, aşınmaya bardoshli plastinka SOFC ulagichi materiali sifatida foydalanilganda, qalinligi dizayniga e'tibor berish kerak. ZMG232G10 SOFC ulagichi materiali sifatida foydalanilganda, oddiy aşınmaya bardoshli plastinkaga qaraganda yupqaroq materialdan foydalanish mumkin.
Vaqt o'tishi bilan oksidlanish o'sishi qanchalik kichik bo'lsa, oksidlanish qarshiligi shunchalik yaxshi bo'ladi, masalan, ZMG232G10 aşınma plitasining oksidlanish qarshiligi SUS430 ga qaraganda ancha yaxshi. Oddiy sharoitlarda qotishma hosil qiluvchi oksid qatlamining oksidlanish ko'payishi vaqt o'sishi bilan parabolik qoida bo'yicha ortadi, ammo SUS430 ning oksidlanish o'sishi dastlabki oksidlanish bilan ishlov berish vaqtini ko'paytirish bilan keskin ortadi. Oksidlanish vaqtidan 2500 soat oldin, SUS444 oksidlanish o'sishining o'zgarish tendentsiyasi asosan ZMG232G10 bilan bir xil, ammo o'sishdan so'ng SUS444 oksidlanish o'sishi tez pasayadi, bu uning oksidlanish qatlamining oksidlanish qarshiligi bilan parchalanishi natijasidir. Yuqoridagi taqqoslash shuni ko'rsatadiki, ZMG232G10 aşınmaya bardoshli plitalar bilan solishtirganda, SUS430 va SUS444 zaif oksidlanish qarshiligiga ega.
