Изучение фазовой эволюции и микроструктурных особенностей при моделировании условий эксплуатации топливных элементов на основе соединений феррита лантана — стронция

   Интерес к керамикам на основе феррита лантана — стронция, обладающих смешанной электронной и кислород-ионной проводимостью, а также хорошей стабильностью, обусловлен большим потенциалом применения в качестве электродных материалов для твердооксидных топливных элементов. В работе представлены результаты оценки изменений морфологии и фазового состава керамик на основе соединений феррита лантана — стронция, полученных методом твердофазного синтеза при моделировании условий, максимально приближенных к условиям их эксплуатации в режиме повышенных температур. Основной упор в исследованиях сделан на изменении соотношения фазового состава керамик при длительном термическом воздействии, моделирующем процессы термического старения, и, как следствие, процессы окисления, возникающие при длительных циклических испытаниях. В ходе проведенных исследований было определено, что наличие в составе керамик фазы Sr2Fe2O5 приводит к увеличению устойчивости к коррозионным процессам окисления при высокотемпературной коррозии. Согласно полученным данным оценки изменения электрохимических характеристик керамик в зависимости от времени выдержки при моделировании высокотемпературной деградации, было установлено, что наиболее значимые снижения наблюдаются после 400 часов последовательных испытаний при температуре 500–600 °С и после 250–300 часов при температурах выше 700 °С. При этом снижение величины удельной мощности обусловлено формированием оксидных включений в керамиках, возникающих в результате разложения фазы (La0,3Sr0,7)FeO4 в составе керамик. В свою очередь, наличие фазы Sr2Fe2O5 приводит к формированию устойчивой к окислению структуры, приводящей к менее выраженным изменениям удельной мощности при измерении параметров электрохимических характеристик.

высокотемпературная коррозия, деградация, топливные элементы, деструкция, окислительные процессы