سنتز و تف جوشی ترکیبات لایه های الکترولیت و کاتد پیل های سوختی اکسید جامد، بر پایه اکسید سریم

در تحقیق حاضر سنتز ترکیبات لایه های الکترولیت و کاتد مورد استفاده در ساخت پیل های سوختی اکسید جامد، بر پایه اکسید سریم و ویژگی های آن ها مورد بررسی قرار گرفت. در این راستا، پودر لایه های الکترولیت و کاتد به ترتیب از ترکیبات gdc و lscf با استفاده از روش سنتز در حالت جامد تولید گردید. پودرهای سرامیکی gdc و lscf از مخلوط سازی پودرهای اولیه مربوطه و سپس عملیات کلسیناسیون، تولید گردیدند. آنالیزهای sem و xrd برای بررسی شکل، اندازه و ساختار پودرهای تولید شده مورد استفاده قرار گرفتند. نتایج آنالیز xrd نشان داد که پودرهای سرامیکی تولیدی تک فاز بوده و اثری از فازهای ناخواسته در آن ها دیده نشد. در ادامه با مشاهده ظاهر نمونه ها و بررسی تصاویر sem از سطح مقطع شکست آن ها، فشارهای بهینه جهت فشرده سازی نمونه های تک لایه ای از ترکیبات الکترولیت و کاتد و درصد ماده تخلخل زای مناسب تعیین شد.در ادامه به منظور بررسی روند سینترینگ هر یک از لایه ها، نمونه های خام تک لایه ای از آن ها با استفاده از فرآیند پرس خشک تک محوری ساخته شد. در این تحقیق تأثیر زمان و دمای سینترینگ برروی ساختار و دانسیته قطعات تک لایه ای تولید شده، مورد بررسی قرار گرفت و دما و زمان نهایی سینترینگ برای هر کدام از لایه ها انتخاب گردید. پس از تولید یک نمونه الکترولیت با دانسیته نهایی بالا رسانایی الکتریکی این لایه اندازه گیری شد. در مرحله بعد، لایه نشانی کاتد بر روی الکترولیت تولید شده، به روش رنگ کردن صورت گرفت. سپس نمونه ها تحت عملیات پخت در دمای 1000 درجه سانتیگراد قرار گرفتند. در تمامی مراحل تولید، خصوصیات ساختاری نمونه های سینتر شده با استفاده از آنالیز sem مورد بررسی قرار گرفت. در نهایت پس از اعمال لایه کاتد تصاویر sem نشان دادند که اتصال و چسبندگی مناسبی بین دو لایه ایجاد شده است.