بررسی رفتار اسپینل منگنز کبالتایت به عنوان پوشش صفحات اتصال دهنده پیل سوختی اکسید جامد

در این پژوهش نانوذرات اسپینلی منگنز کبالتایت (MnCo2O4) با استفاده از روش شیمیایی هم رسوبی تهیه شد. نتایج آنالیز پراش پرتو ایکس (XRD) نشان داد که با کلسیناسیون در دمای C˚1000 شکل گیری فاز اسپینلی کامل شد. با توجه به تصاویر میکروسکپ الکترونی روبشی (FESEM) از پودرهای ماده اسپینلی مشخص شد که با افزایش دمای کلسیناسیون از 350 به C˚1000، اندازه ذرات با قطر nm 148 و ضخامت nm 18 به ذراتی با اندازه متوسط µm5/1 تغییر می کند. در ادامه با پوشش دهی پودرهای پیش سازه و کلسینه شده بر سطح فولاد زنگ نزن فریتی (AISI430)، مشخص شد که استفاده از پودر پیش سازه، پوششی با تراکم مناسب روی سطح فولاد ایجاد کرده است. همچنین این پوشش مانع از نفوذ به خارج کروم موجود در فولاد زیرلایه میشود. نتایج حاصل از طیف سنجی پراش انرژی پرتو ایکس (EDS) نشان داد که در اثر نفوذ عناصری مانند Mn، Cr و Fe از زیرلایه به سمت پوشش و نفوذ عناصر Mn و Co به سمت زیرلایه، ناحیه اسپینل مخلوط در حد فاصل پوشش و زیرلایه شکل می گیرد. علت کاهش عنصر کبالت موجود در ناحیه پوششی را می توان به نفوذ این عنصر از پوشش به داخل ساختار زیرلایه نسبت داد. تصاویر میکروسکوپ الکترونی از سطح زیرلایه پوشش داده شده با پودر پیش سازه نشان داد در قسمتی از پوشش ترک های درون دانه ای با پهنایی در حدود nm 150 ایجاد شده است. از جمله دلایل تشکیل ترک ها می توان به زمان نامناسب تفجوشی، عدم انطباق ضریب انبساط حرارتی لایه اسپینلی با زیرلایه و تنش ناشی از تشکیل اکسید آهن اشاره کرد.

کلیدواژه ها:

منگنز کبالتایت ، اسپینل ، هم رسوبی ، پیل سوختی اکسید جامد ، صفحات اتصال دهنده