成分设计优化TiC/Hastelloy复合材料的抗氧化性能

作     者：齐倩 王鲁杰 宋晓杰 Qi Qian;Wang Lujie;Song Xiaojie

作者机构：山东科技大学材料科学与工程学院山东青岛266590 中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室甘肃兰州730000 

出 版 物：《稀有金属材料与工程》 (Rare Metal Materials and Engineering)

年 卷 期：2022年第51卷第6期

页      面：1999-2004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：Natural Science Foundation of Shandong Province(CN)(ZR2020QE003) 

主　　题：固体氧化物燃料电池 连接体 TiC/Hastelloy复合材料 抗氧化性能 

摘      要：TiC/Hastelloy复合材料是极具应用前景的中温固体氧化物燃料电池连接体材料,而抗氧化性能是影响其应用的关键性能之一。通过无压反应渗透工艺分别制备出含有50vol%和58vol%金属基体的TiC/Hastelloy复合材料。高金属含量使复合材料中的Cr含量增加,促进连续Cr_(2)O_(3)氧化层的形成,抑制Ni和Ti原子的外扩散,进而优化复合材料的抗氧化性能。氧化膜中Ti和Ni的氧化物含量降低,复合材料的氧化增重由2.03 mg·cm^(-2)降低到0.55 mg·cm^(-2)。同时,为了抑制Cr挥发,在含有58vol%金属基体的TiC/Hastelloy复合材料中引入Co。在氧化过程中,Co和金属基体中的Fe在Cr_(2)O_(3)氧化层中具有较快的扩散速率,可以在Cr_(2)O_(3)氧化层外侧原位形成CoFe_(2)O_(4)层。