[發明專利]一種稀土改性(MnCoY)3

有效

• 申請號: 202011253356.8
• 申請日: 2020-11-11
• 公開（公告）號: CN112322103B
• 公開（公告）日: 2022-01-25
• 發明（設計）人: 詹肇麟;蔡文軍;于曉華;苑振濤;李莉
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: C09D5/44
• 分類號: C09D5/44;C09D5/24;C09D1/00;C25D13/02;H01M8/0297
• 代理公司: 天津煜博知識產權代理事務所(普通合伙) 12246
• 代理人: 朱維

本發明涉及一種稀土改性(MnCoY)₃O₄致密涂層的制備方法，屬于涂層材料技術領域。本發明將硝酸釔、乙酸釔、硝酸鈷、乙酸鈷、硝酸錳、乙酸錳、檸檬酸加入到去離子水中攪拌形成混合溶液；在溫度為70～90℃溫度下，將聚丙烯酸加入到混合溶液中并恒溫攪拌至去離子水蒸發完全得到膠體；將膠體干燥得到結晶粉末，在非結晶粉末中加入乙醇進行研磨，烘干后得到非晶Y?Mn?Co復合粉末；將非晶Y?Mn?Co復合粉末分散至去離子水中得到懸浮液，采用電泳沉積法在合金表面沉積粉末涂層；將沉積有粉末的合金依次進行氧化預燒結、還原燒結和氧化燒結得到(MnCoY)₃O₄致密涂層。本發明制備工藝穩定性好，(MnCoY)₃O₄涂層結構致密，與基體粘附性良好的稀土改性尖晶石涂層。

技術領域

本發明涉及一種稀土改性(MnCOY)₃O₄致密涂層的制備方法，屬于涂層材料技術領域。

背景技術

固體燃料電池（SOFC）具有轉換效率高，燃料靈活，污染小等優點在航天航空，能源汽車等領域具有廣泛應用前景。隨著新型電解質的研究和開發，SOFC的工作溫度由高溫（1000℃）轉換為中低溫（650℃~850℃），使不銹鋼合金代替陶瓷材料作為SOFC連接體材料成為可能。其中AISI430鐵素體不銹鋼因成本低，導電率高，與電池器件熱膨脹系相近使其成為最有潛力的候選材料。但連接體長期處于高溫環境，AISI430合金抗氧化性不足，氧化后表面會生成Cr氧化物層（Cr₂O₃,MnCr₂O₄），導致不銹鋼導電能力迅速下降，重要地，不銹鋼中的Cr在氧化過程中會發生揮發，造成陰極出現Cr中毒現象，從而影響電池堆的性能。研究發現，通過在鐵素體表面制備保護涂層可有效提高連接體的抗氧化性能，阻止Cr元素的揮發。

MnCO₂O₄具有較高的高溫抗氧化性，較高的導電率與鐵素體之間相近的熱膨脹系數被廣泛用于鐵素體不銹鋼的表面涂層。目前常用于制備尖晶石涂層的方法有，溶膠凝膠法、熱噴涂法、絲網印刷法、磁控濺射法等。然而，通過以上方法制備的涂層存在疏松多孔，致密性差，成本高，容易產生裂紋造成涂層脫落等問題。有研究表明，在合金中添加或表面注入稀土元素Y 、La（含量小于1%）可有效改善合金的高溫抗氧化性能以及與基體的結合力。但目前為止，對于金屬連接體AISI430表面制備結構致密，與基體粘附性較好的稀土改性MnCO₂O₄涂層的方法鮮為報道。

發明內容

本發明針對現有技術存在的問題，提供一種稀土改性(MnCOY)₃O₄致密涂層的制備方法，本發明稀土改性(MnCOY)₃O₄致密涂層表面致密，與基體粘附性好，可用于制備固體燃料電池金屬連接體表面涂層材料。

一種稀土改性(MnCOY)₃O₄致密涂層的制備方法，具體步驟如下：

（1）將硝酸釔、乙酸釔、硝酸鈷、乙酸鈷、硝酸錳、乙酸錳、檸檬酸加入到去離子水中攪拌形成混合溶液；

（2）在溫度為70~90℃溫度下，將聚丙烯酸加入到步驟（1）混合溶液中并恒溫攪拌至去離子水蒸發完全得到膠體；

（3）將步驟（2）膠體在溫度為180~190℃下干燥得到未結晶粉末，在未結晶粉末中加入乙醇進行研磨，烘干后得到未結晶Y-Mn-Co復合粉末；

（4）將步驟（3）未結晶Y-Mn-Co復合粉末分散至去離子水中得到懸浮液，采用電泳沉積法在合金表面沉積粉末涂層；

（5）將步驟（5）沉積有粉末的合金置于真空爐中，通入純氧氣體，勻速加熱至溫度為450~550℃并恒溫氧化預燒結；