固体氧化物燃料电池力学性能变化规律和断裂模式研究

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。