无污染脱氧过程中外电路电压与熔池中氧含量的关系

为了解固体电解质脱氧的内部机理,对氧化锆固体电解质电池短路脱氧过程中的外电路电压随时间的变化进行了研究.通过电池电动势与时间关系的数学模型,得出外电路电压与熔池中氧含量的关系,从而根据外电路电压可以预测脱氧反应进行的程度.结果表明,实验数据与模型结果一致.     

碳基燃料气体组成和运行温度对固体氧化物燃料电池开路电压的影响

以最小Gibbs自由能法计算固体氧化物燃料电池在不同组成碳基燃料气体组成下的理论积碳量,在此基础上讨论电池的理论开路电压( OCV),并测试在CO2重整甲烷下Ni-YSZ∥YSZ∥LSM阳极支撑固体氧化物燃料电池的OCV.计算表明,理论积碳量从C-H-O相图的C角往积碳界线处以均匀速率减小.当积碳全部发生电化学氧化时,建议提高燃料气的碳氢比以获得较高OCV；反之则建议减小碳氢比.当燃气组分接近位于C-H-O相图中OCV界线( OCV=0 V)时,OCV会发生急剧下降.同样地,实验表明,当燃气中CO2体积分数高于80%,会使得OCV大幅下降.综上可知,燃料气组分控制在积碳界线附近将有利于减少积碳并保证一定的电池发电性能.600℃时,在积碳界线的非积碳区侧,提高燃气中氢含量可提高OCV.而采用相同含量的CO2稀释时,CH4、H2和CO燃气下电池的OCV则依次降低.另外,实验表明升高外重整比例和降低温度,并不能显著提高OCV.     

刚玉-莫来石推板高温行为和显微结构

采用三点弯曲法对两种刚玉-莫来石推板产品的高温断裂强度和1400℃下的高温抗弯蠕变进行了对比研究.结果表明,进口推板材料具有较高的高温断裂强度和较好的高温抗弯蠕变性能,其结构特点是以红柱石颗粒为骨料,基质中形成良好的薄膜状莫来石结合刚玉的结构,玻璃相含量极低.国产推板尽管基质中莫来石已形成网络结构,但内部存在少量玻璃相,使得高温断裂强度较低,高温抗弯蠕变性较差.莫来石形态和玻璃相的存在是影响材料高温性能的决定因素.     

BaBO_3系列透氧材料最优成份规律的理论研究

本文利用第一性原理的密度泛函理论计算方法,对BaBO3系列透氧材料所涉及的4种结构（立方相、六方相、BaBO2和BaBO4）进行了几何优化模拟,得到了来自第4,第5和第6周期中48个B位元素替换后的优化结构,通过这4种虚拟相之间结合能的比较,了解B位元素在稳定立方相中的作用和规律,并讨论了B位元素对晶格稳定性和立方-六方相变的影响.结合实验数据总结分析,本文发现了现有的透氧材料最优透氧性能成份的范围和规律,为今后ABO3系列的透氧材料成份的定量优化设计提供一个理论指导.     

用LSCo作扩散障碍层的极限电流型氧传感器

采用简单工艺,制备出以8%Y2O3(摩尔分数)稳定的ZrO2为固体电解质,La0.8Sr0.2CoO3混合导体材料为扩散障碍层的极限电流型氧传感器.该传感器能够很好地给出全范围空燃比的极限电流平台,与小孔或多孔极限电流型传感器相比,具有结构简单、响应快、工作可靠、成本低廉等优点.     

固相反应合成钙钛矿型氧化物Ba1.0 Co0.7Fe0.2 Nb0.103-δ的机理

以BaCO3、Co3O4、Fe2O3和Nb2O5粉末为原料,通过固相反应合成了钙钛矿型复合氧化物Ba1.0Co0.7Fe0.2Nb0.1O3-δ.利用XRD、SEM和TGA-DSC同步热分析仪等研究了合成该材料的反应过程.结果发现,在固相反应法合成Ba1.0Co0.7Fe0.2-Co0.7Fe0.2Nb0.1O3-δ的过程中,首先出现的是BaCoO3、BaFeO2.9相和Ba5Nb4O15相,在1473K烧结10h能够得到立方钙钛矿相的Ba1.0-Co0.7Fe0.2Nb0.1O3-δ.通过分析,整个反应过程分为两个阶段:第一阶段为BaCO3和Co3O4、Fe2O3、Nb2O5之间的加成反应;第二阶段为加成反应生成的BaCoO3、BaFeO2.9和Ba5Nb4O15三相之间逐渐固溶生成均相Ba1.0Co0.7Fe0.2Nb0.1O3-δ,此过程伴随有氧的脱出.     

两电极温度差对氧传感器准确度的影响

准确而可靠地监测气体中的氧浓度,对于科学实验和工业生产是十分重要的。在使用二氧化锆基固体电解质氧传感器测定气体中氧含量时,工作电极和参比电极的温度差是测量误差的重要来源。本工作根据实验测定得到了两电极温度差(T_2-T_1)和气体流量 Q 的关系,其结果可以用下式表示T_2-T_1=aQ~b这里 a 和 b 是常数。用本实验结果,能够得到由二氧化锆基固体电解质氧传感器测得的准确而可靠的数据。本文还讨论了混合电动势和气流沿程阻力对氧测量误差的影响。为了改进氧传感器的性能,本文提出了一些建议。     

新型钙钛矿结构复合氧化物材料的电导性能

研究了几种钙钛矿结构以及类钙钛矿结构材料的电导性能.实验表明,La0.8Sr0.2MnO3,La0.8Sr0.2Ni0.1Mn0.9O3,La0.8Sr0.2Ce0.1Mn0.9O3和SrFe0.5Co0.5O3电导率相差不大,均为10-1S·cm-1数量级;高温熔盐中耐侵蚀性能优良的LaLiMnOy和LaLi0.5MnOy电导率差别很大,前者电导率大于1 S·cm-1,达到了MCFC阴极对材料电导性能要求,而后者仅为10-2S·cm-1数量级.高达0.191eV的电导激活能可能是LaLi0.5MnOy电导率过低的原因.     

CaO-Al_2O_3-SiO_2熔体的电导率和离子扩散系数研究

利用光学碱度的概念,对CaO--Al2O3--SiO2体系的电导率进行了模拟,模型可以体现Al2O3的两性行为对熔体电导率的影响,以及在一定成分范围内Al2O3替代SiO2使得电导率下降的现象.通过对比分析不同离子的扩散系数,得出CaO--Al2O3--SiO2熔体中起电荷传导作用的离子主要为Ca2+;并根据模型计算的电导率以及Nernst-Einstein方程计算了Ca2+的自扩散系数.最后讨论了计算的扩散系数与通过示踪原子法测量的扩散系数之间存在差别的原因,并对"随温度的增加,偏差减少"的现象进行了理论解释.     

硫在Ti-IF钢中的作用

IF钢成分设计的基本思想是将钢中间隙固溶的C3N原子完全清除，但通过热力学分析和对析出物的TEM分析表明，由于碳硫析出的的存在，S在固定C原子方面起到了积极的作用，据此，保持钢中适度的S／C比，可充分发挥S的作用，以形成有利的固定C的产物。