研究了用于固体氧化物电解池(solid oxide electrolysis cell,SOEC)密封材料的Ba-Ca-Si-Al体系的基本物理性能,及其与铁素体钢连接体界面稳定性的问题,重点研究该玻璃体系与连接体材料在氧化气氛下的界面反应情况。该体系密封材料的玻璃结晶温度在780℃左右,玻璃软化点约为750℃。在20～700℃内,基础玻璃的热膨胀系数均值为9.25×10~(-6)K~1,能很好满足密封SOEC的基本要求。在工作温度下,在氧化气氛下烧结3h后没有出现裂纹。在密封玻璃和连接体的界面两侧未发现明显地相互扩散的现象,在界面处没有扩散反应发生;在靠近界面的玻璃中有很多细小的BaAl_2Si_2O_8晶相生成,且随着保温时间的增加,该晶体含量有所增加,其起到了阻止界面两侧元素相互扩散的作用,提高了密封材料与连接体间界面的稳定性。
研究非桥氧含量对固体氧化物电解池用BaCaAlSi体系玻璃结构变的影响,研究几种BaCaAlSi玻璃的高温物理性能。首先利用红外光谱分析不同组分对玻璃结构中的键性影响,分析不同成分玻璃中的非桥氧数量的多少。结果发现,随氧硅比的变大,非桥氧的数量随之增加,同时发现玻璃基本物理性能也跟着发生变化,玻璃软化点也随之降低,1、2、3号玻璃软化点分别为752,675,650℃,同时玻璃的高温粘度和表面张力也随之降低,而玻璃的热膨胀系数则增加,其中2、3号玻璃的平均热膨胀系数都超过10.0×10-6K-1。用高温电镜观察玻璃从室温到熔融温度的物性变化规律,发现随碱土金属氧化物的含量增加,玻璃表面平滑点温度也随之降低。
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