【摘 要】
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连接体是固体氧化物燃料电池(SOFCs)的关键组件之一。由于铁素体不锈钢与电池其它组件的热胀系数匹配度高、电导率优良以及价格低廉，已成为主流的连接体材料。然而在SOFC的工
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连接体是固体氧化物燃料电池(SOFCs)的关键组件之一。由于铁素体不锈钢与电池其它组件的热胀系数匹配度高、电导率优良以及价格低廉，已成为主流的连接体材料。然而在SOFC的工作环境中铁素体不锈钢中的Cr元素会生成高挥发性物质，这些物质在阴极与电解质界面凝结并毒化阴极，造成电池性能的急剧下降。在不锈钢连接体表面制各(Mn，Co)3O4尖晶石涂层是目前最有前途的解决方案之一。 本文采用直流磁控溅射技术在SUS430不锈钢表面制备了Mn-Co合金涂层，经热处理使其转变为(Mn，Co)3O4尖晶石。研究了溅射涂层在SOFC阴极环境(800℃空气中)的氧化行为，利用SEM/EDS和XRD等手段对氧化200 h后氧化物的形貌及相结构进行分析，并研究了表面氧化膜的电性能，同时讨论了基体溅射前喷砂处理和涂层中添加微量Y对涂层性能的影响。结果表明: (1)溅射涂覆Mn-Co涂层不锈钢在SOFC阴极环境下经历初期的快速氧化增重后氧化速率显著下降，表面生成外层为MnCo2O4尖晶石、内层为Cr2O3的双层氧化物结构。尖晶石外层很好地抑制了Cr向外迁移扩散，表面氧化膜的面比电阻(ASR)均显著降低（800℃200 h后不超过50 mΩ·cm2）。 (2)喷砂处理促进了基体中Cr和Si的选择性氧化，造成氧化膜与基体界面Si的氧化物的富集;溅射前未喷砂样品的氧化过程中由于Cr2O3连续层未能快速形成导致Fe向外大量扩散，但尖晶石中Fe的掺杂提高了表面膜的电导率。 (3)涂层中的稀土元素Y显著降低了氧化膜的厚度并提高了氧化膜与基体间的粘附性，因而也使表面膜的面比电阻有所降低。
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