一类用于燃料电池中的固体氧化物燃料电池连接体材料的制备方法

摘要

本发明属于能源工程与技术领域，具体是一种用于燃料电池中的固体氧化物燃料电池(SOFCs)的一类新型可加工陶瓷连接体材料——钛硅碳以及改性的钛硅碳材料的制备方法。钛硅碳指三元层状陶瓷Ti3SiC2；改性的钛硅碳指固溶改性，包括：在Si位置固溶Al，或者同时在Ti位置固溶Nb和Si位置固溶Al。此材料具有与合金连接体材料相当的抗氧化性能和工作环境下导电能力；其热膨胀系数为9.1±0.5×10-6k-1，与电解质氧化钇稳定的氧化锆(YSZ)的热膨胀系数10.5×10-6k-1很相近；易加工，热稳定好，抗蠕变性能高。该类材料最为突出的特点是在工作环境下不会产生挥发性产物。因而，该类钛硅碳以及改性的钛硅碳材料可以解决合金连接体在SOFCs上使用时的挥发问题，在SOFCs上具有大的实用化前景。

主权项

一种用于燃料电池中的固体氧化物燃料电池连接体材料的制备方法，其特征在于，以钛硅碳或改性的钛硅碳材料作为固体氧化物燃料电池连接体材料，其中：钛硅碳指三元层状陶瓷Ti3SiC2；改性的钛硅碳指固溶改性的钛硅碳，包括在Si位置上固溶Al，或者同时在Ti位置上固溶Nb和Si位置上固溶Al；钛硅碳或改性的钛硅碳材料的制备过程如下：采用元素粉为合成材料，各材料按照化学计量比配制，配好的原料粉放入混料罐中，球磨均匀，取出过筛备用；在石墨模具中冷压成型后，再放入热压炉中反应热压合成；热压合成所采用的工艺是：在20‑60MPa压力下，在1400‑1600℃保温10‑60分钟，反应是在流动的Ar气保护下进行的。