Вплив густини, вмісту La та Si на механічні та електричні властивості, високотемпературне окиснення спеченої феритової нержавіючої сталі

Анотація

Твердооксидні паливні комірки (SOFC) вважаються високоефективною технологією перетворення енергії. Феритна нержавіюча сталь стала кращим матеріалом для сполучних елементів завдяки своєму відповідному коефіцієнту теплового розширення, простоті обробки та економічності. Мета цього дослідження — вивчити вплив густини, вмісту La та Si на механічні, високотемпературні окиснювальні та електричні властивості порошкової феритної нержавіючої сталі, що використовується для сполучних елементів SOFC. Порошок феритної нержавіючої сталі з різним вмістом лантану та кремнію, отриманий методом водного розпилення, був спресований під тиском 600 і 700 МПа, а потім спечений при температурі 1380 °C протягом 3 год в середовищі водню. Властивості матеріалу оцінено методами металографічних досліджень, випробувань на розтяг, випробувань на високотемпературне окиснення та вимірювань поверхневого питомого опору (ASR). Фазовий склад та мікроструктуру оцінено за допомогою рентгенівської дифракції, скануючої електронної мікроскопії та енергодисперсійної рентгенівської спектроскопії. Результати показують, що висока густина поліпшує стійкість до окиснення та збільшує електричні характеристики, причому зразки з вищою густиною демонструють кращі показники маси окиснення та ASR, ніж зразки з меншою густиною. Додавання лантану покращує механічні, антиоксидантні властивості та електричні властивості матеріалу, зменшує ASR зразка з 44,16 до 31,18 мОм · см². Механічні властивості та окиснювальний приріст маси зразка з низьким вмістом Si кращі, ніж у зразка з високим вмістом Si. При зменшенні вмісту Si від 0,7 до 0,1% питомий опір окисненого зразка знижується з 57,471 до 44,161 мОм × см².