大气等离子喷涂及固相反应法制备MnCoCu金属连接体防护涂层

作     者：杨壮壮 刘太楷 文魁 宋琛 张留艳 邓畅光 邓春明 刘敏 YANG Zhuangzhuang;LIU Taikai;WEN Kui;SONG Chen;ZHANG Liuyan;DENG Changguang;DENG Chunming;LIU Min

作者机构：广东工业大学材料与能源学院广州510640 广东省科学院新材料研究所现代材料表面工程技术国家工程实验室广州510650 广东省科学院新材料研究所广东省现代表面工程技术重点实验室广州510650 

出 版 物：《表面技术》 (Surface Technology)

年 卷 期：2024年第53卷第2期

页      面：175-183页

核心收录：

学科分类：080503[工学-材料加工工程] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家重点研发计划(2022YFB4003601) 广东省科学院建设国内一流科研机构行动专项资金(2019GDASYL-0102007) 广东省科学院国际科技合作平台建设资金(2022GDASZH-2022010203-003) 广东省基础与应用基础研究项目(2021B15120087) 

主　　题：大气等离子喷涂 连接体防护 尖晶石涂层 MnCoCu涂层 电导率 

摘      要：目的 锰钴尖晶石涂层可有效抑制金属连接体高温氧化、降低固体氧化物燃料电池(SOFC)性能衰减,但其成本较高,电性能和稳定性也需进一步提升。方法 本文拟采用大气等离子喷涂技术(APS)和固相反应法以金属粉末制备高电导率尖晶石涂层。通过Cu元素的添加,在尖晶石涂层中引入高电导率的铜锰尖晶石相,获得高电导率尖晶石涂层,并通过对涂层的相组成、表面截面形貌、元素分布、电性能等物性的表征,揭示Cu添加量及固相转变条件对尖晶石涂层性能的影响规律。结果 800℃热处理后涂层明显致密化、均匀化,涂层主相为Cu_(x)Mn_(3-x)O_(4)(x=1,1.2,1.4)和MnCo_(2)O_(4);在基体和涂层的界面处存在Cr富集,800℃氧化10h后,含Cu量12%(质量分数)的试样面比电导最高;氧化100h后,面比电导有所下降,含Cu量12%(质量分数)试样仍具有最高的面比电导;经过还原的试样面比电导明显低于未还原样品,其原因在于还原过程中Cr元素产生扩散,氧化后生成了较多的低电导率相。涂层导电性随Cu含量的增加而增大,800℃时Cu含量为12%(质量分数)的样品电导率可达93.15S/cm。结论 尖晶石涂层可通过APS制备的金属涂层经热处理后获得;涂层的相组成可以通过金属粉末成分进行调控;Cu的添加有效提高了涂层的电导率,且随Cu含量的增加而增大;经还原处理后的涂层更加致密,但导电性低于未还原样品。