凝胶注模制备YSZ-TZP电解质薄片及其性能研究

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凝胶注模制备YSZ-TZP电解质薄片及其性能研究

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毕业论文范文题目：凝胶注模制备YSZ-TZP电解质薄片及其性能研究，论文范文关键词：凝胶注模制备YSZ-TZP电解质薄片及其性能研究
凝胶注模制备YSZ-TZP电解质薄片及其性能研究毕业论文范文介绍开始：
【论文摘要】：本文研究了凝胶注模工艺制备固体氧化物燃料电池YSZ-TZP固体电解质材料的工艺过程，对浆料的制备、薄片的成型、材料的烧结致密化过程进行了探讨，利用XRD、SEM等测试技术对所制备的材料的相组成与显微结构进行了分析，研究了材料的力学和电学性能。通过对YSZ-TZP浆料的稳定性与流动性的研究，确定了有关参数如pH值、分散剂含量对浆料稳定性与流动性的影响。YSZ粉体的等电点在6.8，T（略..）ZP粉体的等电点在8.8。分散剂能显著改变两种粉体的表面电动特性，使这两种粉体的等电点都位于2附近。浆料在碱性范围内是稳定的，pH=8-10范围内最稳定。分散剂使浆料的粘度先减小后增大，存在一个最佳的分散剂浓度。浆料的体积固含量可达到50％。制备YSZ-TZP浆料的最佳实验条件为：pH=8-10，分散剂含量0.1wt％，球磨时间24h。制备出了厚度小于1mm的电解质薄片。研究了浆料的凝胶化过程。采用丙烯酰胺（本文此处忽略..）体系，加热凝胶的方式。成型的坯体表面平整、柔韧性好、有一定的强度、显微结构均匀。对材料的烧结致密化过程进行了探讨。研究表明，YSZ材料的密度随烧结温度增加而增大。TZP的加入能降低烧结温度，提高材料密度和收缩率，促进致密化过程。YSZ烧结体中晶相为立方相，YSZ-TZP烧结体中晶相为立方相和四方相，坯体中存在单斜相，烧结体中不存在。YSZ中晶粒多为等轴六边形，晶粒形态规则完整（文章此处忽略..），气孔主要出现在晶界处。加入TZP后，晶粒偏移六边形，小晶粒位于大晶粒之间，气孔主要位于晶粒内部。TZP含量达到20％时，晶界多为平直晶界。研究了材料的力学和电学性能。随着TZP含量的增大，材料的硬度和断裂韧性都有所增大，特别是断裂韧性。YSZ的断裂韧性只有1.94MPa·m~(1／2)，加入10vol％的TZP后，断裂韧性达到3.44MPa·m~(1／2)，加入20vol％的TZP，断裂韧性达到5.13MPa·m~(1／2)。（此处忽略..）YSZ材料裂纹扩展方式为穿晶扩展，加入TZP后仍以穿晶扩展为主。裂纹偏转和分又是增韧的主要机制。加入30％的TZP后，断裂韧性反而有所下降，可能是由材料过烧所致，但裂韧性仍高于YSZ。抗弯强度也有类似趋势。TZP的加入降低了材料的电导率，使用时应综合考虑材料的力学和电学性能要求。

以上为本篇毕业论文范文凝胶注模制备YSZ-TZP电解质薄片及其性能研究的介绍部分。

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