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High-temperature glassy-ceramic sealants siO_2-Al_2O_3-BaO-MgO and siO_2-Al_2O_3-ZrO_2-CaO-Na_2O for solid oxide electrochemical devices

引用

Transactions of Nonferrous Metals society of China 2016年第11期26卷 2916-2924页

作者： s.QI N.M.POROTNIKOVA M.V.ANANYEV A.V.KUZMIN V.A.EREMIN A.A.PANKRATOV N.G.MOLCHANOVA O.G.REZNITsKIKH a.s.farlenkov E.G.VOVKOTRUB Yu.P.ZAIKOV 北京化工大学材料科学与工程学院北京100029 Institute of High-Temperature Electrochemistry of UB RAs Ekaterinburg 620137Russia Ural Federal University named after the First President of Russia B.N.Yeltsin Ekaterinburg 620002Russia

Glasses of the siO_2-Al_2O_3-BaO-MgO and siO_2-Al_2O_3-ZrO_2-CaO-Na_2O systems were synthesized in the perspective to apply them as sealants in sOFC at operating temperatures of 700-900 °C. Thermal properties of the chosen glass compositions and their compatibility with the sOFC materials(YsZ-electrolyte and alloy-interconnector Crofer22 APU, 15Х25Т) were investigated by means of synchronic thermal analysis and high-temperature dilatometry. The elemental analysis was performed by atomic emission spectroscopy. The average values of the temperature coefficients of the linear extension are 10.0×10^(-6) °С^(-1) for glass 45%siO_2-15%Al_2O_3-25%BaO-15%MgO and 9.5×10^(-6) °С^(-1) for glass 60%siO_2-10%Al_2O_3-10%ZrO_2-5%CaO-15%Na_2O. The gluing microstructure in YsZ/glass/Crofer22 APU was studied by scanning electron microscopy. The crystallization process of silicate phases was revealed to occur in the siO_2-Al_2O_3-BaO-MgO glass. The analysis of the crystallization products was performed by Raman spectroscopy and X-ray diffraction. Glassy ceramics was proved to possess better parameters in comparison with amorphous glass to be used as a sealant in electrochemical sensors and oxygen sensors. The siO_2-Al_2O_3-ZrO_2-CaO-Na_2O low-temperature amorphous glass can be applied in sOFC.

关键词： glassy-ceramic sealants sOFC YsZ Crofer22APU magnesium silicate

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