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固体氧化物燃料电池(Solid oxide fuel cells,SOFCs)是一种将燃料和氧化剂的化学能直接转化为电能的发电装置,具有能量转化率高、不产生有害产物和操作便捷等优点。对于传统固体氧化物燃料电池而言,高的工作温度限制了它的生产和应用,因此,中低温(400-800℃)固体氧化物燃料电池成为近年来SOFCs研究的热点。目前,SOFCs中低温化主要有两条技术路线:一是减小电解质厚度,本论文采用RF磁控溅射法制备电解质,从而减薄电解质;二是开发在中低温下氧离子电导率较高的电解质新材料,本论文电解质材料采用在中低温下氧离子电导率较高的磷灰石型硅酸镧(La10Si6Mg0.2O26.8)。本论文采用溶胶凝胶法制备磷灰石型硅酸镧粉体,采用干压法制备磷灰石型硅酸镧和氧化镍(NiO)复合阳极片,采用丝网印刷法制备阳极功能层,采用RF磁控溅射法制备磷灰石型硅酸镧电解质。因为在原有多孔阳极基底上无法制备致密电解质,所以在电解质层与阳极界面处引入一层平整度高、孔径小的阳极功能层。丝网印刷浆料粉体(阳极功能层粉)采用La10Si5.8Mg0.2O26.8:NiO=4:6的混合粉体,粘结剂采用乙基纤维素,溶剂为松油醇,阳极功能层粉与溶剂的比例保持在3:2,粘结剂含量为12.5%。本论文探究了松油醇挥发、分解及自燃和乙基纤维素分解及自燃对阳极功能层表面形貌的影响,研究了RF磁控溅射基底对电解质薄膜溅射态、退火态及烧结态形貌的影响。采用扫描电镜(SEM)观察阳极功能层及电解质表面形貌,X射线衍射(XRD)表征阳极功能层及电解质物相,应用差示扫描量热分析(DSC)、热重分析(TGA)和红外吸收光谱对阳极功能层浆料进行了分析,得到的分析结果为制定阳极功能层热处理工艺提供了依据,并由此制定了阳极功能层等温处理工艺。采用图像法测定阳极功能层的孔隙率。实验结果表明,经过等温处理后,可以获得最大孔径为1μm、孔隙率为16%的阳极功能层。本论文采用RF磁控溅射法,分别在阳极和最大孔径为2μm的阳极功能层上,在溅射气压为0.9 Pa,溅射功率为80 W条件下,制备了磷灰石型硅酸镧电解质。实验结果结果表明,以阳极为基底,可以制备厚度为5.2-6.0μm溅射态致密薄膜,1100℃退火后,电解质薄膜出现裂纹,1500℃烧结后,裂纹消除,但出现气孔,薄膜厚度为4.4-4.9μm。以最大孔径为2μm的阳极功能层为基底,1100℃退火后,可制备有少量沿晶裂纹的电解质薄膜,1500℃烧结后,裂纹消除,但出现气孔。