固体氧化物燃料电池力学性能变化规律和断裂模式研究

作     者：胡赛 金鑫 王傲 耿佳琦 池波 蒲健 HU Sai;JIN Xin;WANG Ao;GENG Jiaqi;CHI Bo;PU Jian

作者机构：华中科技大学材料科学与工程学院材料成型及模具技术国家重点实验室武汉430074 武汉船用电力推进装置研究所武汉430064 

出 版 物：《硅酸盐学报》 (Journal of The Chinese Ceramic Society)

年 卷 期：2021年第49卷第10期

页      面：2180-2188页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

基　　金：国家重点研发计划(2020YFB1506304) 国家自然科学基金(52072135) 

主　　题：固体氧化物燃料电池 Weibull模量 抗弯强度 断裂模式 裂纹源 

摘      要：采用同轴环施力法研究了单电池还原前后抗弯强度的Weibull模量与其厚度之间的关联性。结果表明:对应1.1、0.9 mm与0.7 mm 3个厚度,Ni O-YSZ(氧化钇稳定的氧化锆)阳极支撑单电池的Weibull模量分别为4.56、4.78与6.16,随着样品厚度降低,Weibull模量逐渐增加,这与阳极内部缺陷数量减少相对应;还原之后Ni-YSZ阳极支撑单电池的Weibull模量分别提高至8.66、12.49与9.37,塑性Ni相的形成是抑制裂纹扩展的主要原因,其中厚度为0.9mm的单电池呈现最佳的综合性能,对应特征强度为122.9 MPa。样品裂纹源主要源自于阳极支撑体的内部缺陷与Ni颗粒团聚,依此可以通过不同裂纹源的类型与3种断裂模式解释不同厚度单电池力学性能的变化规律。