بررسي هدايت الكتريكي كاتد كامپوزيتي LSM-50wt.% YSZ8و مقايسه با مدل­سازي رياضي

پيل هاي سوختي سراميكي امروزه بسيار مورد توجه بوده و تلاش شده است با انتخاب مواد مناسب و فرآيند هاي توليد جديد، بازده توليد انرژي در آنها افزايش يابد. پيل هاي سوختي سراميكي مشابه با ديگر انواع پيل هاي سوختي از سه لايه آند، الكتروليت مورد استفاده در پيل ، LSM-50wt.% YSZ و كاتد تشكيل مي شود. در تحقيق حاضر هدايت الكتريكي كاتد كامپوزيتي 8 هاي سوختي سراميكي، بصورت تابعي از ريزساختار، ناشي از بكارگيري دماهاي پخت مختلف، مورد بررسي قرار گرفته و سعي شده است مدلي رياضي جهت پيش بيني اين مشخصه مهم از تركيب كاتد پيشنهاد شود. براي اين منظور از مخلوط تركيبات و لانتانات استرانسيوم-منگنز با نسبت وزني يك به يك استفاده شده است. (YSZ تجاري زيركونياي پايدار شده با ايتريم ( 8 مخلوط حاصل با اعمال فشار 200 مگا پاسكال در قالبي به شكل مكعب مستطيل شكل دهي شد و به منظور ايجاد ريزساختارهايي 1450-1100 به مدت 5 ساعت oC در محدوده دمايي LSM-50wt.% YSZ با درصد تخلخل باقيمانده متفاوت، تركيب 8 سينتر شدند. بررسي ريز ساختار نمونهها جهت تعيين كيفي ميزان تخلخلهاي باقيمانده و اندازه تقريبي آنها، با استفاده از تصوير از سطح مقطع شكست نمونهها انجام شد و دانسيته نمونهها نيز به روش ارشميدس تعيين شد. هدايت SEM برداري به روشoC الكتريكي نمونهها در محدوده دمايي 900-300 به روش آناليز پروب چهارتايي بررسي شد. نتايج نشان داد كه در اين كامپوزيتها با افزايش درصد حفره نه تنها هدايت الكتريكي كاهش مي يابد بلكه تاثير دماي اندازهگيري هدايت الكتريكي بر ميزان هدايت الكتريكي اندازه گيري شده نيز كاهش مي يابد. در ادامه مدلي رياضي جهت تعيين تاثير درصد حجمي حفره باقيمانده در ساختار الكترود كاتد بر روي هدايت الكتريكي مورد بررسي قرار گرفت و با دادههاي آزمايشگاهي بدست آمده، مقايسه شد. نتايج نشان داد كه تطابق مناسبي بين دادههاي آزمايشگاهي با مدل ارائه شده وجود دارد.