شماره ركورد
12725
شماره راهنما(اين فيلد مربوط به كارشناس ميباشد لطفا آن را خالي بگذاريد)
12725
پديد آورنده
حسن ساكياني
عنوان
ايجاد و بررسي پوشش محافظ/رساناي 3O4(Mn,Co) روي فولاد زنگنزن فريتي از طريق آبكاري و اكسيداسيون
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
مواد - شناسايي و انتخاب مواد
سال تحصيل
ديماه 1392
تاريخ دفاع
ديماه 1392
استاد راهنما
دكتر سعيد رستگاري - دكتر منصور سلطانيه
چكيده
چكيده
امروزه، با كاهش دماي كاري پيلهاي سوختي اكسيد جامد، امكان استفاده از اتصالدهندههاي فلزي فراهم شده است. تحقيقات نشان ميدهد فولادهاي زنگنزن فريتي مناسبترين مواد براي اين جايگزيني هستند. اما رشد بيش از حد اكسيد سطحي با مقاومت الكتريكي بالا و پوسته شدن آن در كنار مسموميت كاتد به واسطه تبخير كروم، مهمترين موانع بر سر راه استفاده از اتصالدهنده فلزي در پيل سوختي اكسيد جامد به حساب ميآيند. اين مشكلات منجر به كاهش طول عمر اتصالدهنده و تضعيف عملكرد پيل ميشوند. براي رفع اين مشكلات، پوششدهي سطح اتصالدهنده بهترين روش به حساب ميآيد.
اسپينلهاي بدون كروم موادي مناسب براي اين منظور هستند كه در ميان آنها اسپينل كبالت-منگنز، با داشتن هدايت الكتريكي خوب و بازدارندگي بسيار مناسب در برابر نفوذ كروم، بسيار مورد توجه قرار گرفته است.
در اين پژوهش به منظور توليد پوششهاي محافظ/رسانا، با استفاده از آبكاري پالسي، لايههاي متوالي كبالت و منگنز روي فولاد زنگنزن فريتي (AISI-430) ايجاد شدند. انجام عمليات حرارتي در اتمسفر هوا با دماي °C800، منجر به نفوذ متقابل كبالت و منگنز و ورود اكسيژن به ساختار لايهها شده و پوشش اسپينل كبالت-منگنز تشكيل ميشود. براي ارزيابي پوشش به دست آمده، ميكروسكوپ نوري و الكتروني، آناليز EDS و پراش پرتو ايكس (XRD) مورد استفاده قرار گرفت.
نتايج نشان ميدهد كه pH مورد استفاده براي آبكاري كبالت، در ساختار پوشش نهايي تأثيرگذار خواهد بود. استفاده از pH پايين منجر به توليد پوششي تك لايه و يكنواخت از 3O4(Mn,Co) خواهد شد. در حاليكه استفاده از pH بالا، نفوذ آهن به لايه كبالت را تسهيل كرده و منجر به توليد پوششي دو لايه از 3O4(Mn,Co) و 3O4(Fe,Co) خواهد شد.
در ادامه، با انجام اكسيداسيون در زمانهاي طولانيتر، ميزان بازدارندگي پوشش در برابر نفوذ كروم به سمت سطح ارزيابي شد و فازهاي تشكيل شده شناسايي شدند. نتايج نشان ميدهد پس از 100 ساعت اكسيداسيون، ميزان كروم در سطح هر دو نوع پوشش، نزديك به صفر است. بنابراين، با اعمال پوشش، پديده تبخير كروم به خوبي كنترل خواهد شد. با كاهش ضخامت پوشش، علاوه بر اينكه بازدارندگي در برابر نفوذ كروم حفظ ميشود، پوششهايي با تخلخل كمتر تشكيل خواهند شد.
در مجموع، روش آبكاري الكتريكي و اكسيداسيون بعدي ميتواند به عنوان روشي آسان و اقتصادي براي توليد پوشش محافظ/رسانا روي اتصالدهنده پيل سوختي اكسيد جامد مورد استفاده قرار گيرد و پوشش توليد شده با اين روش، وظايف اصلي خود شامل بازدارندگي در برابر نفوذ كروم به سطح و تشكيل فازهايي با هدايت الكتريكي بالاتر را به خوبي انجام خواهد داد.
واژههاي كليدي: پيل سوختي اكسيد جامد، اتصالدهنده، پوشش، آبكاري پالسي، اسپينل كبالت-منگنز.