Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Właściwości termofizyczne lutów szklanych dla ogniw paliwowych typu IT-SOFC

Pleśniak J., Ciecińska M., Środa M., Marczyński M., Rutkowski P., Brylewski T.

Materiały Ceramiczne

|

2018

|

T. 70, nr 3

205--220

PL

Celem pracy było otrzymanie lutów szklanych na bazie szkieł krzemianowo-barowych oraz zbadanie ich właściwości termofizycznych w celu rozważenia zastosowania ich jako uszczelnienie w średniotemperaturowych, stałotlenkowych ogniwach paliwowych typu IT-SOFC (ang. intermediate-temperature solid oxide fuel cells) w układzie planarnym, przewidzianych do pracy w temperaturze 800 st. C. Przygotowano trzy zestawy szkieł o składach: SiO2-Bi2O3-Al2O3-BaO-MgO-CaO-La2O3 (zestaw 1), SiO2-Bi2O3-BaO-MgO-ZnO (zestaw 2) i SiO2-BaO-ZnO (zestaw 3) oraz złącze układu szkło/metal, w którym w charakterze metalicznego interkonektora zastosowano żaroodporną stal ferrytyczną gatunku Crofer 22 H. Ocenę przydatności szkieł przeprowadzono na podstawie szeregu badań fizykochemicznych, obejmujących: analizę termiczną z wykorzystaniem technik DTA/DSC, pomiary dylatometryczne liniowego współczynnika rozszerzalności cieplnej, analizę dyfrakcji promieniowania rentgenowskiego (XRD), badania spektroskopowe w podczerwieni (FTIR) oraz badania topliwości próbek szkła na podłożach stalowym i z tlenku glinu przy pomocy wysokotemperaturowego mikroskopu grzewczego. Wykonano również obserwacje morfologiczne oraz analizę składu chemicznego złącza szkło/stal ferrytyczna, otrzymanego po utlenianiu w 800 st. C przez 200 godz. w powietrzu, przy pomocy skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM) połączonej z dyspersją energii promieniowania rentgenowskiego (EDS). Wyniki tych badań wskazują, że spoiwo ze szkła zestawu 1 spełnia wymagania stawiane lutom szklanym dla planarnych stosów ogniw paliwowych typu IT-SOFC.

EN

The aim of the presented study was to obtain glass solders based on barium silicate glasses and to evaluate their thermophysical properties in view of their potential application as seal materials for planar-type intermediate-temperature solid oxide fuel cells (IT-SOFCs) operating at 800 C. The materials prepared as a part of the investigation included three types of samples with compositions of SiO2-Bi2O3-Al2O3-BaO-MgO-CaO-La2O3 (set 1), SiO2-Bi2O3-BaO-MgO-ZnO (set 2) and SiO2-BaO-ZnO (set 3) as well as a glass/metal joint in which the heat-resistant Crofer 22 H ferritic steel was applied as the metallic interconnect. The suitability of the obtained glass was assessed based on a number of physicochemical investigations, including: thermal analysis conducted by means of DTA/DSC techniques, dilatometric measurements of linear coefficient of thermal expansion, X-ray diffraction analysis (XRD), infrared spectroscopy (FTIR), and study of the meltability of glass samples on substrates composed of either steel or aluminium oxide, performed by means of a high-temperature heating microscope. The performed research also involved morphological observations and analysis of the chemical composition of the glass/ferritic steel joint obtained after oxidation at 800 °C for 200 h in air, using scanning electron microscopy (SEM) combined with an X-ray energy dispersion (EDS). The results indicate that the sealant with the composition of the set 1 meets the requirements set for glass solders applied in planar-type IT-SOFC stacks.

2

Metody mechanochemiczne w syntezie lutów szklanych

Ciecińska M, Stoch P.

Szkło i Ceramika

|

2013

|

R. 64, nr 1

14—19

PL

Badano szkła aktywowane mechanicznie krzemianowo-barowe do zastosowania jako luty do łączenia różnego typu materiałów. Określono wpływ aktywacji mechanicznej zestawów na proces ich syntezy. Zbadano właściwości termiczne i strukturę szkieł z układu BaO - SiO2 - MgO - ZnO o zawartości SiO2 jako składnika więźbotwórczego mniejszej niż 40% mas. oraz określono wpływ na nie aktywacji mechanicznej. Postęp topienia szkieł kontrolowano przy użyciu mikroskopu wysokotemperaturowego. Wykazano, iż aktywacja mechaniczna obniża znacznie temperatury topienia szkieł oraz zwiększa ich zdolność do krystalizacji. Wytypowano szkła najbardziej odpowiednie jako luty.

EN

Mechanical activated barium silicate glasses were studied as a potential sealant for joining of different materials. Influence of glass batch mechanical activation on glass synthesis process was determined. Thermal properties and structure of BaO - SiO2 - MgO - ZnO system glasses containing less than 40% mass of SiO2 as the network forming component were studied. Mechanical activation on the thermal properties were investigated. Melting progress were tested using high temperature microscopy. Mechanical activation causes a decrease of the melting temperature and increase crystallization tendency of the investigated materials. The prospective glasses are indicated for sealant applications.

3

Wykorzystanie metod mechanochemicznych do otrzymywania spoiw szklanych

Ciecińska M., Stoch P.

Materiały Ceramiczne

|

2012

|

T. 64, nr 2

225-228

PL

Badano szkła aktywowane mechanicznie krzemianowo-barowe z przeznaczeniem do zastosowania jako luty do łączenia różnego typu materiałów. Zbadano właściwości termiczne szkieł z układu BaO-SiO2-MgO-ZnO o zawartości SiO2 jako składnika więźbotwórczego mniejszej niż 40% mas. oraz określono wpływ na nie aktywacji mechanicznej. Postęp topienia szkieł kontrolowano przy użyciu mikroskopu wysokotemperaturowego. Wykazano, że aktywacja mechaniczna obniża znacznie temperatury topienia szkieł oraz zwiększa ich zdolność do krystalizacji. Wytypowano szkła najbardziej odpowiednie jako luty.

EN

Mechanical activated barium silicate glasses were studied as a potential sealant for joining of different materials. Thermal properties of BaO-SiO2-MgO-ZnO system glasses containing less than 40 mas.% of SiO2 as the network forming component were studied. Mechanical activation on the thermal properties were investigated. The progress of melting was tested by using high temperature microscopy. Mechanical activation causes a decrease of the melting temperature and an increase of crystallization tendency of the investigated materials. The prospective glasses are indicated for sealant applications.

4

Luty szklane dla wysokotemperaturowych tlenkowych ogniw paliwowych (SOFC)

Stoch L., Ciecińska M., Stoch P.

Materiały Ceramiczne

|

2010

|

T. 62, nr 4

608-617

PL

Badano szkła krzemianowe barowe w zastosowaniu na luty do planarnych ogniw paliwowych SOFC do łączenia ceramiki YSZ i interkonektorów stalowych. Zbadano strukturę i właściwości termiczne szkieł bezalkalicznych z układu BaO- MgO- ZnO-SiO2 o zawartości SiO2 jako składnika więźbotwórczego mniejszej niż 40 % mas. Pokazano wpływ proporcji pomiędzy zawartością tlenków metali ziem alkalicznych BaO, MgO, ZnO, jako modyfikatorów, na strukturę i właściwości termiczne badanych szkieł. Analiza lokalnych oddziaływań międzyatomowych, składników szkła, mierzonych ich elektroujemnością, pozwoliła wyjaśnić zależności pomiędzy strukturą a właściwościami badanych szkieł barowych. Wytypowano szkło najbardziej odpowiednie jako lut.

EN

The barium silicate glasses were studied as a potential sealant for planar SOFC fuel cells to join YSZ ceramics and steel interconnectors. The present paper describes the results of an investigation of the alkali-metal free glasses, based on the BaO–MgO–ZnO–SiO2 system, and containing less than 40 wt.% of SiO2 as the network forming component. The influence of a change in the proportion of alkaline-earth oxides BaO, MgO, ZnO added as modifiers on the structure and thermal properties of the glasses will be demonstrated. The analysis of local atomic interactions in terms of the electronegativity value is used to explain the relationship between glass structure and properties. The prospective glass is indicated for sealant applications.