1云母压缩封接发展现状
美国PNNL一直致力于SOFC云母压缩封接材料与封接技术的研究。Steven P1 Simner等使用金云母与白云母进行了压缩封接测试,结果表明云母纸由于表面的不平整,漏气率较高,不能满足SOFC对气密的要求,在相同的压力条件下单晶体云母材料比云母纸的漏气率低5~10倍,具有应用在SOFC上的可能性。Yeong2Shyung Chou等对复合云母压缩封接进行了研究,并探讨了云母厚度对气密效果的影响以及在开放的气氛下,复合压缩封接材料在等温老化和热循环过程中材料性能的损耗,旨在寻找一种成本低廉、热稳定性能好、寿命长的有效封接材料以及合适的封接方式。这里所说的复合是指在云母纸两边加上玻璃/玻璃陶瓷层,陶瓷层或者是金属(研究较多的是银) ,这种方式实现的封接在进行气密性测试中表现出良好的性能,低至10 - 4sccm/ cm量级上,完全可以满足SOFC的使用。这种复合结构的云母封接材料在800~1000℃的温度下热循环(350~700 h)测试结果表明,以玻璃或玻璃陶瓷作为添加层的封接系统表现出更好的气密性,漏气率低于01001 sccm/ cm ;以银丝作为添加层的混合压缩封接系统在800℃(或以下)的温度下300 h左右的热循环后,气密仍然可达01006 sccm/ cm ,说明这种复合云母压缩封接材料可用于SOFC的封接。Yeong2Shyung Chou等还研究了厚度对封接性能的影响。结果表明:在纯云母的实验中,厚度对气密性几乎无影响;但在复合云母中,随着云母厚度的增加,气密性越好,并且在500 h的热循环后,仍有良好的气密性能。在测试等温老化和热循环的联合测试中,采用了的三种添加层,其中硼硅酸盐复合云母表现出良好的气密性和热稳定性能。
德国FZJ研究中心Martin Bram等研究了SOFC电池堆上使用的复合云母压缩封接材料的变形性,结果表明,采用不同封接形式时,其气密变化较大,可见结构合理的封接形式对气密性也有较大影响。
中国矿业大学(北京)燃料电池联合中心也开展了相应的研究工作。在SOFC电池堆中采用云母复合压缩密封实现了YSZ与Fe2Cr合金之间的密封,七次循环后,开路电压仍保持在110 V以上。
2玻璃/玻璃陶瓷封接材料及技术发展现状
玻璃封接在很多领域都有应用,比如真空(板材式固化还原物烧材电池的研发
