CC BY
0Бариево-силикатные стеклогерметики для протонно-керамических
топливных элементов
А.И.Вепрева, Д.Ю.Дубовцев, К.А.Кузьмина, Н.С.Саетова, А.В.Кузьмин
Вятский государственный университет, 610000, Киров, Кировская обл., ул.
Московская, д.36
Barium-Silicate Glass Sealants for Proton Ceramic Fuel Cells A.I.Vepreva, D.I.Dubovtsev, K.A.Kuzmina, N.S.Saetova, A.V.Kuzmin
Vyatka State University, 610000, Kirov, Kirov region, Moskovskaya, 36
e-mail: a.vepreva98@.ru
DOI 10.24412/cl-37211-FC-2024.50
Как в установках ТОТЭ, так и в ПКТЭ, особое значение уделяется проблемам коммутации элементов, которая осуществляется с помощью стеклянных и стеклокерамических герметиков. Это поспособствовало разработке стёкол, не требующих нагрева до высоких температур (~950°С) с подходящим значением термического коэффициента линейного расширения (ТКЛР).
Использование бариево-силикатных стеклогерметиков для герметизации ПКТЭ является наиболее перспективным направлением. Способность BaO образовывать различные кристаллические фазы в стекле позволяет изменять значения ТКЛР в зависимости от содержания оксида и режима термообработки стеклогерметика. Полученный нами базовый состав бариево-силикатного стекла удовлетворяет требованиям, предъявляемым к установкам ПКТЭ, по температуре герметизации (около 800°С) и значению ТКЛР (8-10*10-6 K-1). Недостатком является низкая вязкость стекла, которую можно повысить путем введения в состав шихты оксидов редкоземельных элементов или введения керамического наполнителя в матрицу стекла.
Изучение фазового состава модифицированных образцов показало, что полученные стеклогерметики кристаллизуются в процессе охлаждения с образованием различных соединений силиката бария. При добавлении к готовому стеклу керамического наполнителя в количестве 25 мас. %, фазовый состав представлен в основном Ba2Si3Os. ТКЛР композита составил 10,3х10-6 K-1, что близко к исходному составу - 10,7х10-6 K-1, а температура стеклования - 620°С, как и у исходного состава. Можно сделать вывод, что введение наполнителя не повлияло на термические свойства. Вязкость композита, относительно исходного стекла повысилась, о чем говорит угол смачивания при спекании цилиндрических образцов при одинаковой температуре (770°С). В дальнейшем будут проведены исследования по изменению концентрации керамического наполнителя и изучению влияния оксидов редкоземельных элементов на свойства стеклогерметиков.
Исследования проводятся при финансовой поддержке программы стратегического академического лидерства «Приоритет-2030».
