大气等离子喷涂制备SOFC连接体Cu/Mn/Co金属防护涂层

摘要

为了进一步提高固体氧化物燃料电池(SOFC)连接体防护涂层的电导率,采用大气等离子喷涂技术(APS)制备了Cu/Mn/Co金属涂层.研究了不同喷涂工艺参数对涂层性能的影响,以及涂层在800°C下的氧化行为.通过XRD,SEM及EDS表征涂层高温氧化过程中的相结构、表面形貌和微观结构演变,采用直流四电极法测量涂层的高温电导率.结果表明,800°C下氧化使金属涂层转变成了MnCo2O4/CuxMn3-xO4相.氧化初期,涂层表面和底部出现富Cu层;随氧化时间增加,富Cu层逐渐消失,Cu元素均匀分布在涂层中;当氧化120 h时,涂层表层的CuO层已不连续,与涂层分层且产生微裂纹.同时发现,长时间氧化后涂层截面明显致密化,形成了顶部致密、底部多孔的结构.此外,电流为550 A的涂层试样(No.2)尖晶石相最多,涂层致密度最高,其电导率也最高.800°C下氧化120 h后,电流为500,550和600 A的三种涂层试样(No.1～No.3)电导率分别为59.68S,93.55和85.72 S/cm,并且氧化过程中电导率保持稳定.所制备的金属涂层和尖晶石涂层均表现出较好的阻Cr扩散效果,Cr主要以Cr2O3的形式富集在基体和涂层的结合处.