Effects of plasma-assisted CVD surface modification of the Crofer 22APU steel on its selected physicochemical properties

• Autorzy: Januś M. , Kluska S. , Bobruk M. , Brylewski T. , Jastrzębski W. , Zimowski S. , Grzesik Z.

Identyfikatory

DOI

10.15199/40.2015.11.13

Warianty tytułu

PL

Wpływ modyfikacji powierzchni stali Crofer 22APU w procesie CVD wspomaganej plazmą na jego wybrane właściwości fizykochemiczne

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents the modification of the surface of the Crofer 22APU ferritic stainless steel with SiCxNy(H) layer, and its influence on the applicability of the steel in intermediate-temperature solid oxide fuel cell (IT-SOFC) interconnects. The layer was obtained via plasma-assisted chemical vapor deposition (PACVD) with and without prior nitriding. To determine the impact of the surface modification on the steel’s resistance to high-temperature corrosion and the on its mechanical properties, the chemical composition, structure, and microstructure were investigated by means of FTIR, XRD, and SEM-EDS. Microhardness and Young’s modulus were also measured. It was demonstrated that the deposition of the SiCxNy(H) layer in plasmo-chemical conditions after prior nitriding of the surface of the Crofer 22APU is beneficial.

PL

Praca dotyczy modyfikacji powierzchniowej polegającej na naniesieniu warstwy SiCxNy(H) na stal ferrytyczną Crofer 22APU z przeznaczeniem na interkonektory do ogniw paliwowych typu IT-SOFC. Warstwę otrzymano przy użyciu techniki chemicznego osadzania z fazy gazowej wspomaganej plazmowo (PACVD) bez uprzedniego azotowania oraz z wcześniejszym azotowaniem. W celu określenia wpływu modyfikacji powierzchniowej stali na poprawę odporności na korozję wysokotemperaturową oraz właściwości mechanicznych zostały przeprowadzone badania składu chemicznego, struktury i mikrostruktury przy użyciu FTIR, XRD i SEM-EDS a także pomiary mikrotwardości i modułu sprężystości. Wykazano, że korzystne jest otrzymanie warstwy SiCxNy(H) po uprzednim procesie azotowania powierzchni stali Crofer 22APU w warunkach plazmochemicznych.

Słowa kluczowe

EN

SOFC; interconnect; surface modification; SiCNH; PA MW CVD; nitriding

PL

ogniwo paliwowe; SOFC; interkonektor; modyfikacja powierzchni; SiCNH; PA MW CVD; azotowanie

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Ochrona przed Korozją
• Rocznik: 2015
• Tom: nr 11
• Strony: 418--422
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Januś M.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Materials Science and Ceramics, al. Mickiewicza 30, 30-059 Krakow, Poland

autor

Kluska S.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Materials Science and Ceramics, al. Mickiewicza 30, 30-059 Krakow, Poland

autor

Bobruk M.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Materials Science and Ceramics, al. Mickiewicza 30, 30-059 Krakow, Poland

autor

Brylewski T.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Materials Science and Ceramics, al. Mickiewicza 30, 30-059 Krakow, Poland

autor

Jastrzębski W.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Materials Science and Ceramics, al. Mickiewicza 30, 30-059 Krakow, Poland

autor

Zimowski S.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Mechanical Engineering and Robotics al. Mickiewicza 30, 30-059 Krakow, Poland

autor

Grzesik Z.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Materials Science and Ceramics, al. Mickiewicza 30, 30-059 Krakow, Poland

Bibliografia

• 1. T.K. Gupta, J. H. Bechtold, R. C. Kuznick, L. H. Cadoff, B. R. Rossing, J.Mater. Sci., 12, 1977, 2421-2426.
• 2. M. Gödickemeier, K. Sasaki, L. J. Gauckler, I. Riess, J. Electrochem. Soc., 144, 1997, 1635-1646.
• 3. Z. Yang, K. S. Weil, D. M. Paxton, J. W. Stevenson, J. Electrochem. Soc., 150, 2003, A1188-A1201.
• 4. W. J. Quadakkers, J. Piron-Abellan, V. Shemet, L. Singheiser, Mater. High Temp., 20, 2003, 115-127.
• 5. T. Brylewski, M. Nanko, T. Maruyama, K. Przybylski, Solid State Ionics, 143, 2001, 131-150.
• 6. A. Lacoste, T. Lagarde, S. Béchu, Y. Arnal, J. Pelletier, Plasma Sources Sci. Technol., 11, 2002, 407-412.
• 7. D. Pech, P. Steyer, A. Loir, J. Sánchez-López, J.P. Millet, Surf. Coat. Technol., 201, 2006, 347-352.
• 8. G. Smoła, M. Drożdż, K. Kyzioł, S. Kluska, Z. Grzesik, Ochrona przed Korozją, 56, 2013, 549-551.
• 9. S. Jonas, J. Konefał-Góral, A. Małek, S. Kluska, Z. Grzesik, High Temp. Mater. Proc., 33, 2014, 391-398.
• 10. E. Vassallo, A. Cremona, F. Ghezzi, F. Dellera, L. Laguardia, G. Ambrosone, U. Coscia, Appl. Surf. Sci., 252, 2006, 7993-8000.