سمیه امیری - فارغ التحصیل دکتری مهندسی مواد، بخش مهندسی مواد، دانشکده مهندسی-دانشگاه شیراز
محمد حسین پایدار - استاد، بخش مهندسی مواد، دانشکده مهندسی-دانشگاه شیراز

در تحقیق حاضر، اثر روش ساخت بر استحکام مکانیکی و پایداری شیمیایی الکترولیت کامپوزیتیBaCe۰.۷Zr۰.۱Y۰.۲O۳-δ (BCZY۷)-(Li/Na)۲CO۳ با قابلیت هدایت یون پروتون مورد بررسی قرار گرفته است. الکترولیت کامپوزیتی فوق الذکر به روش مخلوط سازی پودرهای کربنات و ترکیب BCZY۷ حاصل از واکنش در حالت جامد و سپس انجام عملیات شکل دهی– تف جوشی و همچنین به روش غوطه وری قطعه متخلخل BCZY۷ در مذاب فاز کربنات، تهیه و خصوصیات مکانیکی، الکتریکی و پایداری شیمیایی آن ها مورد مطالعه قرار گرفت. در این رابطه، به منظور تولید قرص های BCZY۷ متخلخل جهت استفاده در روش غوطه وری، از پودر نشاسته برای تولید حفرات استفاده شد. برخی از تکنیک های استفاده شده در این تحقیق جهت آنالیز ترکیبات سنتز شده و الکترولیت های تولیدی شامل مواردی چون XRD و SEM می باشد. استحکام مکانیکی قطعات تولیدی از الکترولیت های کامپوزیتی با استفاده از روش رینگ بر روی رینگ و اندازه گیری هدایت الکتریکی با استفاده از روش آنالیز امپدانس بصورت تابعی از دما، انجام شد. نتایج حاصل از این آزمایش ها نشان دادند که علیرغم توزیع یکنواخت تر فاز کربنات در بین ذرات BCZY۷ در الکترولیت کامپوزیتی ساخته شده به روش مخلوط سازی مکانیکی، استحکام آن ها نسبت به نمونه های تولید شده به روش غوطه وری کمتر است. دلیل این مسئله می تواند ناشی از دمای پخت نسبتا پایین این نمونه ها و در نتیجه عدم ایجاد اتصال مستحکم بین ذرات دیر گداز BCZY۷ باشد. با این وجود، توزیع یکنواخت فاز کربنات در بین ذرات سرامیکی BCZY۷ و وجود تخلخل های کمتر در الکترولیت ساخته شده به روش مخلوط سازی مکانیکی، آن را از نظر پایداری شیمیایی در مقابل نفوذ گاز CO۲ مقاوم تر ساخته است. نتایج بدست آمده از آنالیز امپدانس، نشان دادند که کامپوزیت تهیه شده به روش مخلوط سازی و تف جوشی نسبت به نمونه ی تهیه شده به روش غوطه وری در مذاب در محدوده دمایی °C۷۰۰-۵۰۰ دارای هدایت یونی بالاتری می باشد. هدایت یونی این کامپوزیت، حاوی ۵۴ درصد حجمی فاز کربنات، در دمای °C۷۰۰ در اتمسفر محیط معادل s.cm-۱۶۳۵/۰ تعیین شد.

الکترولیت کامپوزیتی, استحکام مکانیکی, غوطه وری در مذاب, پیل سوختی اکسید جامد