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作者：郭梦媛;吴云飞;李杰;于明浩;葛奔;熊星宇;杨志宾;
单位：北京怀柔实验室;中国矿业大学(北京)固体氧化物燃料电池研究中心;
摘要：基于K–Na–Ca–Ba–Si硅酸盐玻璃，分别添加5%(质量分数)、10%、15%蛭石粉末研制3种蛭石–玻璃复合密封材料应用于固体氧化物燃料电池(SOFC)，表现出了优良的气密性能和耐铬侵蚀性能。其中，玻璃添加10%蛭石制备的复合密封材料(GV10)应用于纽扣电池测试，在750℃时开路电压稳定在1.1 V左右，气密性测试也证明其具有低的气体泄漏速率，进气压力为7 k Pa时，气体泄漏速率为0.003 1 sccm·cm~(–1)。随着操作温度降低，气密性升高，700℃进气压力为7 k Pa时，气体泄漏速率仅为0.001 9 sccm·cm~(–1)，这与密封材料热膨胀系数曲线分析发现样品GV10软化温度(538℃)较低有关，降低操作温度可以防止玻璃过度软化，提高密封性能。进一步使用扫描电子显微镜和能量色散型X射线谱仪，进行微观形貌和密封界面线扫描，分析表明，片层状的蛭石颗粒嵌入玻璃中可以显著抑制Cr元素向密封材料中扩散，并有助于密封材料获得低气体泄漏速率并提高断裂韧性。蛭石–玻璃复合密封材料是具有潜力的SOFC密封材料。
关键词：固体氧化物燃料电池;密封材料;硅酸盐玻璃;蛭石;界面相容性
基金资助：国家自然科学基金（52072405）
