Tytuł pozycji:
Exploring the functions of Al2O3 in the transition of BaAl2SiO8 precipitated from CaO-BaO-Al2O3-B2O3-SiO2 sealing glass for IT-SOFCs
CaO-BaO-Al2O3-B2O3-SiO2 (CBABS) glasses are the promising commercialized sealing materials for intermediate temperature solid oxide fuel cells (IT-SOFCs). Nevertheless, during the high-temperature operation, the behaviour of hexagonal BaAl2Si2O8 phase easily transformed into the monoclinic BaAl2Si2O8 phase would obviously decrease the thermal expansion coefficient of CBABS glasses, and then to form the serious cracks along the interface of bonded materials. Herein, in terms of the viscosity of CBABS glasses at the operating temperature, we studied the effect of Al2O3 on the transformation of BaAl2Si2O8 crystal form. The results showed that the CBABS glass with higher Al2O3 content presented the higher viscosity and crystallization activation energy, which could effectively prevent the excessive silica precipitation to inhibit the transformation of the BaAl2Si2O8 crystal from hexagonal phase to monocline phase. The inhibition effect of BaAl2Si2O8 crystal transformation effectively suppressed the decrease of the expansion coefficient of the glasses during the heat treatment at 973 K for 100 h, and thus to remarkably enhance the thermal stability of CBABS glasses, which would be very beneficial for IT-SOFCs in the future practical applications.
Szkła CaO-BaO-Al2O3-B2O3-SiO2 (CBABS) to obiecujące, komercyjnie dostępne materiały uszczelniające do średniotemperaturowych stałotlenkowych ogniw paliwowych (IT-SOFC). Niemniej jednak podczas działania w wysokiej temperaturze zachowanie heksagonalnej fazy BaAl2Si2O8, łatwo przemieniającej się w jednoskośną fazę BaAl2Si2O8, spowodowałoby oczywiście zmniejszenie współczynnika rozszerzalności cieplnej szkieł CBABS i w efekcie utworzenie poważnych pęknięć na granicy międzyfazowej łączonych materiałów. Tutaj, w kategoriach lepkości szkieł CBABS w temperaturze roboczej, badaliśmy wpływ Al2O3 na przemianę krystalicznej postaci BaAl2Si2O8. Wyniki pokazały, że szkło CBABS o wyższej zawartości Al2O3 wykazywało wyższą lepkość i energię aktywacji krystalizacji, co mogło skutecznie zapobiegać nadmiernemu wytrącaniu krzemionki, hamując przemianę kryształu BaAl2Si2O8 z fazy heksagonalnej do fazy jednoskośnej. Efekt hamowania przemiany kryształów BaAl2Si2O8 skutecznie tłumił spadek współczynnika rozszerzalności szkieł podczas obróbki cieplnej w temperaturze 973 K przez 100 godzin, a tym samym znacznie poprawiał stabilność termiczną szkieł CBABS, co byłoby bardzo korzystne dla IT-SOFC w przyszłych praktycznych zastosowaniach.
Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).
