مقايسه خصوصيات مكانيكي، الكتريكي و پايداري شيميايي الكتروليت هاي كامپوزيتي هادي پروتون (BaCe0.7Zr0.1Y0.2O3-δ (BCZY7)-(Li/Na)2CO3 ) توليد شده به روش هاي مخلوط سازي مكانيكي و غوطه وري در مذاب

در تحقيق حاضر، اثر روش ساخت بر استحكام مكانيكي و پايداري شيميايي الكتروليت كامپوزيتيBaCe0.7Zr0.1Y0.2O3-δ (BCZY7)-(Li/Na)2CO3 با قابليت هدايت يون پروتون مورد بررسي قرار گرفته است. الكتروليت كامپوزيتي فوق الذكر به روش مخلوط سازي پودرهاي كربنات و تركيب BCZY7 حاصل از واكنش در حالت جامد و سپس انجام عمليات شكل دهي– تف جوشي و همچنين به روش غوطه وري قطعه متخلخل BCZY7 در مذاب فاز كربنات، تهيه و خصوصيات مكانيكي، الكتريكي و پايداري شيميايي آن ها مورد مطالعه قرار گرفت. در اين رابطه، به منظور توليد قرص هاي BCZY7 متخلخل جهت استفاده در روش غوطه وري، از پودر نشاسته براي توليد حفرات استفاده شد. برخي از تكنيك هاي استفاده شده در اين تحقيق جهت آناليز تركيبات سنتز شده و الكتروليت هاي توليدي شامل مواردي چون XRD و SEM مي باشد. استحكام مكانيكي قطعات توليدي از الكتروليت هاي كامپوزيتي با استفاده از روش رينگ بر روي رينگ و اندازه گيري هدايت الكتريكي با استفاده از روش آناليز امپدانس بصورت تابعي از دما، انجام شد. نتايج حاصل از اين آزمايش ها نشان دادند كه عليرغم توزيع يكنواخت تر فاز كربنات در بين ذرات BCZY7 در الكتروليت كامپوزيتي ساخته شده به روش مخلوط سازي مكانيكي، استحكام آن ها نسبت به نمونه هاي توليد شده به روش غوطه وري كمتر است. دليل اين مسئله مي تواند ناشي از دماي پخت نسبتاً پايين اين نمونه ها و در نتيجه عدم ايجاد اتصال مستحكم بين ذرات دير گداز BCZY7 باشد. با اين وجود، توزيع يكنواخت فاز كربنات در بين ذرات سراميكي BCZY7 و وجود تخلخل هاي كمتر در الكتروليت ساخته شده به روش مخلوط سازي مكانيكي، آن را از نظر پايداري شيميايي در مقابل نفوذ گاز CO2 مقاوم تر ساخته است. نتايج بدست آمده از آناليز امپدانس، نشان دادند كه كامپوزيت تهيه شده به روش مخلوط سازي و تف جوشي نسبت به نمونه‌ي تهيه شده به روش غوطه وري در مذاب در محدوده دمايي °C700-500 داراي هدايت يوني بالاتري مي باشد. هدايت يوني اين كامپوزيت، حاوي 54 درصد حجمي فاز كربنات، در دماي °C700 در اتمسفر محيط معادل s.cm-1 . /635 تعيين شد.