بررسي رفتار اسپينل منگنز كبالتايت به عنوان پوشش صفحات اتصال دهنده پيل سوختي اكسيد جامد

در اين پژوهش نانوذرات اسپينلي منگنز كبالتايت (MnCo2O4) با استفاده از روش شيميايي هم‌رسوبي تهيه شد. نتايج آناليز پراش پرتو ايكس (XRD) نشان داد كه با كلسيناسيون در دماي C˚1000 شكل‌گيري فاز اسپينلي كامل شد. با توجه به تصاوير ميكروسكپ الكتروني روبشي (FESEM) از پودرهاي ماده اسپينلي مشخص شد كه با افزايش دماي كلسيناسيون از 350 به C˚1000، اندازه ذرات با قطر nm 148 و ضخامت nm 18 به ذراتي با اندازه متوسط µm5/1 تغيير مي‌كند. در ادامه با پوشش‌دهي پودرهاي پيش‌سازه و كلسينه شده بر سطح فولاد زنگ نزن فريتي (AISI430)، مشخص شد كه استفاده از پودر پيش‌سازه، پوششي با تراكم مناسب روي سطح فولاد ايجاد كرده است. همچنين اين پوشش مانع از نفوذ به خارج كروم موجود در فولاد زيرلايه ميشود. نتايج حاصل از طيف‌سنجي پراش انرژي پرتو ايكس (EDS) نشان داد كه در اثر نفوذ عناصري مانند Mn، Cr و Fe از زيرلايه به سمت پوشش و نفوذ عناصر Mn و Co به سمت زيرلايه، ناحيه اسپينل مخلوط در حد فاصل پوشش و زيرلايه شكل مي‌گيرد. علت كاهش عنصر كبالت موجود در ناحيه پوششي را مي‌توان به نفوذ اين عنصر از پوشش به داخل ساختار زيرلايه نسبت داد. تصاوير ميكروسكوپ الكتروني از سطح زيرلايه پوشش داده شده با پودر پيش سازه نشان داد در قسمتي از پوشش ترك‌هاي درون دانه‌اي با پهنايي در حدود nm 150 ايجاد شده است. از جمله دلايل تشكيل ترك‌ها مي‌توان به زمان نامناسب تفجوشي، عدم انطباق ضريب انبساط حرارتي لايه اسپينلي با زيرلايه و تنش‌ ناشي از تشكيل اكسيد آهن اشاره كرد.