Oxidation behavior of ferritic stainless steel interconnect coated by a simple diffusion bonded cobalt protective layer for solid oxide fuel cells
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2020
... 固体氧化物燃料电池 (SOFC) 是一种在高温环境下 (600~1000 ℃) 将化学能转化为电能的装置.SOFC具有高效能、低排放、燃料使用灵活 (H2、CO、碳氢化合物等) 且无需昂贵的催化剂等优势，被认为是电力和制氢领域中最有前景的能量转换技术之一[1].在实际应用中通常采用连接体将单片电池组装成电堆以便提高电池的输出功率.连接体的主要作用是为相邻单电池提供电连接，并分隔阴、阳极两侧气体[2].因此，作为连接体的候选材料一般要求具有良好的高温抗氧化性能、与电池元件相匹配的热膨胀系数、良好的导电性等，使其具有较长的使用寿命[3].近年来，随着运行温度降低到600~800 ℃，金属材料代替了传统陶瓷材料并被广泛应用于SOFC电堆[2].其中，铁素体钢 (16%~28%Cr) 凭借成本低、易加工、适合的热膨胀系数等优势在SOFC电堆中得到了广泛的使用. ...
Recent development of SOFC metallic interconnect
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2010
... 固体氧化物燃料电池 (SOFC) 是一种在高温环境下 (600~1000 ℃) 将化学能转化为电能的装置.SOFC具有高效能、低排放、燃料使用灵活 (H2、CO、碳氢化合物等) 且无需昂贵的催化剂等优势，被认为是电力和制氢领域中最有前景的能量转换技术之一[1].在实际应用中通常采用连接体将单片电池组装成电堆以便提高电池的输出功率.连接体的主要作用是为相邻单电池提供电连接，并分隔阴、阳极两侧气体[2].因此，作为连接体的候选材料一般要求具有良好的高温抗氧化性能、与电池元件相匹配的热膨胀系数、良好的导电性等，使其具有较长的使用寿命[3].近年来，随着运行温度降低到600~800 ℃，金属材料代替了传统陶瓷材料并被广泛应用于SOFC电堆[2].其中，铁素体钢 (16%~28%Cr) 凭借成本低、易加工、适合的热膨胀系数等优势在SOFC电堆中得到了广泛的使用. ...
... [2].其中，铁素体钢 (16%~28%Cr) 凭借成本低、易加工、适合的热膨胀系数等优势在SOFC电堆中得到了广泛的使用. ...
... 目前，已开发出用于SOFC连接体使用的特定合金，例如Crofer22APU、Crofer22H、ZMG232和SanergyHT等.然而，这些材料在长期服役下面临着许多问题.研究[2]表明，在SOFC环境中暴露数千小时后，铁素体钢上的Cr2O3氧化层可增长至微米甚至数十微米.导致面比电阻 (ASR) 增加.此外，在湿空气环境下，连接体合金中Cr挥发沉积在阴极活性位点上，导致阴极“中毒”，进而使燃料电池性能衰退[4].连接体在为相邻单电池传递电子的过程中，电流会影响连接体内部阳离子运动进而影响氧化皮的生长方式，导致连接体两侧氧化皮厚度存在差异.此外，在实际SOFC电堆中，连接体与其它部件接触 (例如密封材料和接触层)，各部件之间存在元素扩散可能导致接触失效. ...
A nanoscale study of thermally grown chromia on high-Cr ferritic steels and associated oxidation mechanisms
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2020
... 固体氧化物燃料电池 (SOFC) 是一种在高温环境下 (600~1000 ℃) 将化学能转化为电能的装置.SOFC具有高效能、低排放、燃料使用灵活 (H2、CO、碳氢化合物等) 且无需昂贵的催化剂等优势，被认为是电力和制氢领域中最有前景的能量转换技术之一[1].在实际应用中通常采用连接体将单片电池组装成电堆以便提高电池的输出功率.连接体的主要作用是为相邻单电池提供电连接，并分隔阴、阳极两侧气体[2].因此，作为连接体的候选材料一般要求具有良好的高温抗氧化性能、与电池元件相匹配的热膨胀系数、良好的导电性等，使其具有较长的使用寿命[3].近年来，随着运行温度降低到600~800 ℃，金属材料代替了传统陶瓷材料并被广泛应用于SOFC电堆[2].其中，铁素体钢 (16%~28%Cr) 凭借成本低、易加工、适合的热膨胀系数等优势在SOFC电堆中得到了广泛的使用. ...
Reduction of chromium volatilisation from stainless steel interconnector of solid oxide electrochemical devices by controlled preoxidation
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2016
... 目前，已开发出用于SOFC连接体使用的特定合金，例如Crofer22APU、Crofer22H、ZMG232和SanergyHT等.然而，这些材料在长期服役下面临着许多问题.研究[2]表明，在SOFC环境中暴露数千小时后，铁素体钢上的Cr2O3氧化层可增长至微米甚至数十微米.导致面比电阻 (ASR) 增加.此外，在湿空气环境下，连接体合金中Cr挥发沉积在阴极活性位点上，导致阴极“中毒”，进而使燃料电池性能衰退[4].连接体在为相邻单电池传递电子的过程中，电流会影响连接体内部阳离子运动进而影响氧化皮的生长方式，导致连接体两侧氧化皮厚度存在差异.此外，在实际SOFC电堆中，连接体与其它部件接触 (例如密封材料和接触层)，各部件之间存在元素扩散可能导致接触失效. ...
Metallic interconnects for solid oxide fuel cells
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2005
... 铁素体不锈钢作为SOFC连接体在高温空气环境中暴露时，合金中的Cr会优先被氧化，在合金表面形成的连续的Cr2O3氧化层可以避免基体材料进一步地受环境腐蚀.形成连续Cr2O3层的条件是要保持Cr临界浓度[5]，当金属/氧化物界面处Cr含量不足时，会形成非保护性氧化物 (例如Fe3O4或 (Fe，Cr)3O4)，该过程称为剥落腐蚀 (breakaway oxidation)[6].不同元素在Cr2O3层中扩散速率一般为：Mn＞Fe＞Co＞Ni>>Cr[7]，因此，一些商用连接体材料中常添加少量Mn，这类合金表面会形成双层氧化皮，即外层 (Mn，Cr)3O4尖晶石层和内部Cr2O3层.(Mn，Cr)3O4可以增强连接体的导电性并减缓空气环境中Cr挥发[8].为了评估高温下连接体的使用寿命，Park等[9]以Cr2O3和 (Mn，Cr)3O4氧化层厚度来分析Crofer22APU合金氧化动力学规律，如图1所示.认为Crofer22APU氧化过程分为两个阶段，第一阶段氧化开始时，Mn-Cr氧化物和Cr氧化物同时形成，由于Cr2O3中Mn的扩散速率快，Mn-Cr尖晶石氧化物迅速生长.由于大多数复合金属氧化物为非化学计量化合物，在发生化学反应时具有优异的氧传递能力.在高温环境中尖晶石结构晶格中含有氧空位，外来的氧参与反应进入氧空位，抑制Cr2O3的生长.因此在氧化前期Cr2O3的生长速率较低.进入第二阶段后，随着氧化时间增加，外部氧逐渐进入尖晶石层中，最终氧到达Cr2O3顶层并加速Cr2O3层的生长.作者根据瓦格纳的氧化理论和实际氧化过程提出了Crofer22APU氧化模型. ...
Severe dual atmosphere effect at 600 ℃ for stainless steel 441
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2016
... 铁素体不锈钢作为SOFC连接体在高温空气环境中暴露时，合金中的Cr会优先被氧化，在合金表面形成的连续的Cr2O3氧化层可以避免基体材料进一步地受环境腐蚀.形成连续Cr2O3层的条件是要保持Cr临界浓度[5]，当金属/氧化物界面处Cr含量不足时，会形成非保护性氧化物 (例如Fe3O4或 (Fe，Cr)3O4)，该过程称为剥落腐蚀 (breakaway oxidation)[6].不同元素在Cr2O3层中扩散速率一般为：Mn＞Fe＞Co＞Ni>>Cr[7]，因此，一些商用连接体材料中常添加少量Mn，这类合金表面会形成双层氧化皮，即外层 (Mn，Cr)3O4尖晶石层和内部Cr2O3层.(Mn，Cr)3O4可以增强连接体的导电性并减缓空气环境中Cr挥发[8].为了评估高温下连接体的使用寿命，Park等[9]以Cr2O3和 (Mn，Cr)3O4氧化层厚度来分析Crofer22APU合金氧化动力学规律，如图1所示.认为Crofer22APU氧化过程分为两个阶段，第一阶段氧化开始时，Mn-Cr氧化物和Cr氧化物同时形成，由于Cr2O3中Mn的扩散速率快，Mn-Cr尖晶石氧化物迅速生长.由于大多数复合金属氧化物为非化学计量化合物，在发生化学反应时具有优异的氧传递能力.在高温环境中尖晶石结构晶格中含有氧空位，外来的氧参与反应进入氧空位，抑制Cr2O3的生长.因此在氧化前期Cr2O3的生长速率较低.进入第二阶段后，随着氧化时间增加，外部氧逐渐进入尖晶石层中，最终氧到达Cr2O3顶层并加速Cr2O3层的生长.作者根据瓦格纳的氧化理论和实际氧化过程提出了Crofer22APU氧化模型. ...
... 以上关于双气氛中腐蚀行为的研究大多数是在800 ℃的温度下进行的.目前SOFC的发展趋势逐渐低温化，理论上预期降低温度会减缓材料腐蚀.然而，在较低温度下模拟空气或燃料气氛的氧化试验中并没能证实这一观点.Young等[46]研究表明在模拟氢气气氛中，铁素体不锈钢在500~600 ℃下的腐蚀程度高于650~800 ℃，Crofer22APU合金截面观察到局部区域形成连续的Fe3O4或 (Fe，Cr)3O4氧化层.Alnegren等[6]研究表明，600 ℃双气氛环境中AISI441样品空气侧表面绝大部分形成剥落腐蚀，3000 h后Fe氧化物几乎覆盖整个表面.作者认为，逆温度效应的原因是因为在较低温度下金属基体中Cr的扩散速率降低，这可能导致基体与氧化皮交界处的Cr含量减少，从而形成非保护性的富Fe氧化物[43]. ...
The mechanism of high temperature aqueous corrosion of stainless steels
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1991
... 铁素体不锈钢作为SOFC连接体在高温空气环境中暴露时，合金中的Cr会优先被氧化，在合金表面形成的连续的Cr2O3氧化层可以避免基体材料进一步地受环境腐蚀.形成连续Cr2O3层的条件是要保持Cr临界浓度[5]，当金属/氧化物界面处Cr含量不足时，会形成非保护性氧化物 (例如Fe3O4或 (Fe，Cr)3O4)，该过程称为剥落腐蚀 (breakaway oxidation)[6].不同元素在Cr2O3层中扩散速率一般为：Mn＞Fe＞Co＞Ni>>Cr[7]，因此，一些商用连接体材料中常添加少量Mn，这类合金表面会形成双层氧化皮，即外层 (Mn，Cr)3O4尖晶石层和内部Cr2O3层.(Mn，Cr)3O4可以增强连接体的导电性并减缓空气环境中Cr挥发[8].为了评估高温下连接体的使用寿命，Park等[9]以Cr2O3和 (Mn，Cr)3O4氧化层厚度来分析Crofer22APU合金氧化动力学规律，如图1所示.认为Crofer22APU氧化过程分为两个阶段，第一阶段氧化开始时，Mn-Cr氧化物和Cr氧化物同时形成，由于Cr2O3中Mn的扩散速率快，Mn-Cr尖晶石氧化物迅速生长.由于大多数复合金属氧化物为非化学计量化合物，在发生化学反应时具有优异的氧传递能力.在高温环境中尖晶石结构晶格中含有氧空位，外来的氧参与反应进入氧空位，抑制Cr2O3的生长.因此在氧化前期Cr2O3的生长速率较低.进入第二阶段后，随着氧化时间增加，外部氧逐渐进入尖晶石层中，最终氧到达Cr2O3顶层并加速Cr2O3层的生长.作者根据瓦格纳的氧化理论和实际氧化过程提出了Crofer22APU氧化模型. ...
The oxidation of ferritic stainless steels in simulated solid-oxide fuel-cell atmospheres
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2007
... 铁素体不锈钢作为SOFC连接体在高温空气环境中暴露时，合金中的Cr会优先被氧化，在合金表面形成的连续的Cr2O3氧化层可以避免基体材料进一步地受环境腐蚀.形成连续Cr2O3层的条件是要保持Cr临界浓度[5]，当金属/氧化物界面处Cr含量不足时，会形成非保护性氧化物 (例如Fe3O4或 (Fe，Cr)3O4)，该过程称为剥落腐蚀 (breakaway oxidation)[6].不同元素在Cr2O3层中扩散速率一般为：Mn＞Fe＞Co＞Ni>>Cr[7]，因此，一些商用连接体材料中常添加少量Mn，这类合金表面会形成双层氧化皮，即外层 (Mn，Cr)3O4尖晶石层和内部Cr2O3层.(Mn，Cr)3O4可以增强连接体的导电性并减缓空气环境中Cr挥发[8].为了评估高温下连接体的使用寿命，Park等[9]以Cr2O3和 (Mn，Cr)3O4氧化层厚度来分析Crofer22APU合金氧化动力学规律，如图1所示.认为Crofer22APU氧化过程分为两个阶段，第一阶段氧化开始时，Mn-Cr氧化物和Cr氧化物同时形成，由于Cr2O3中Mn的扩散速率快，Mn-Cr尖晶石氧化物迅速生长.由于大多数复合金属氧化物为非化学计量化合物，在发生化学反应时具有优异的氧传递能力.在高温环境中尖晶石结构晶格中含有氧空位，外来的氧参与反应进入氧空位，抑制Cr2O3的生长.因此在氧化前期Cr2O3的生长速率较低.进入第二阶段后，随着氧化时间增加，外部氧逐渐进入尖晶石层中，最终氧到达Cr2O3顶层并加速Cr2O3层的生长.作者根据瓦格纳的氧化理论和实际氧化过程提出了Crofer22APU氧化模型. ...
Thermal degradation mechanism of ferritic alloy (Crofer 22 APU)
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2018
... 铁素体不锈钢作为SOFC连接体在高温空气环境中暴露时，合金中的Cr会优先被氧化，在合金表面形成的连续的Cr2O3氧化层可以避免基体材料进一步地受环境腐蚀.形成连续Cr2O3层的条件是要保持Cr临界浓度[5]，当金属/氧化物界面处Cr含量不足时，会形成非保护性氧化物 (例如Fe3O4或 (Fe，Cr)3O4)，该过程称为剥落腐蚀 (breakaway oxidation)[6].不同元素在Cr2O3层中扩散速率一般为：Mn＞Fe＞Co＞Ni>>Cr[7]，因此，一些商用连接体材料中常添加少量Mn，这类合金表面会形成双层氧化皮，即外层 (Mn，Cr)3O4尖晶石层和内部Cr2O3层.(Mn，Cr)3O4可以增强连接体的导电性并减缓空气环境中Cr挥发[8].为了评估高温下连接体的使用寿命，Park等[9]以Cr2O3和 (Mn，Cr)3O4氧化层厚度来分析Crofer22APU合金氧化动力学规律，如图1所示.认为Crofer22APU氧化过程分为两个阶段，第一阶段氧化开始时，Mn-Cr氧化物和Cr氧化物同时形成，由于Cr2O3中Mn的扩散速率快，Mn-Cr尖晶石氧化物迅速生长.由于大多数复合金属氧化物为非化学计量化合物，在发生化学反应时具有优异的氧传递能力.在高温环境中尖晶石结构晶格中含有氧空位，外来的氧参与反应进入氧空位，抑制Cr2O3的生长.因此在氧化前期Cr2O3的生长速率较低.进入第二阶段后，随着氧化时间增加，外部氧逐渐进入尖晶石层中，最终氧到达Cr2O3顶层并加速Cr2O3层的生长.作者根据瓦格纳的氧化理论和实际氧化过程提出了Crofer22APU氧化模型. ...
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Chromia and chromium-manganese oxide as a function of oxidized time at 850 ℃: (a) changes in thickness of scale with oxidation time, (b) prediction model for the thickness of the scales on each oxidation stage<sup>[<xref ref-type="bibr" rid="R9">9</xref>]</sup>Fig.1![]()
在连接体中一些微量元素也会影响连接体的腐蚀行为.例如Si、Al在高温下形成的Al2O3和SiO2比Cr2O3更稳定，Al2O3在外部氧化皮中形成针状或板状突起，SiO2在氧化物/金属界面处或附近形成，Al2O3和SiO2会降低连接体导电性[10,11]，因此要减少连接体材料中Al和Si的含量；在合金中添加少量Ti在低氧分压下会形成溶于Cr2O3层中的细小球形TiO2，促进近表面区域强化[12]，减少热循环过程中引起的表面褶皱[13]；通过固溶强化添加W和Mo会减小热膨胀系数并提高蠕变强度；市售合金Crofer22APU和Crofer22H中均添加了Nb，Nb在Cr2O3层中的溶解度相对小，会偏析到晶界处形成 (Fe，Cr)2Nb，减少金属氧化物界面处SiO2的形成[14,15]；添加活性元素 (Y、Ce、La) 易倾向于偏析到氧化层与气相界面处，进一步阻碍Cr向外扩散[16]，金光熙等[17]在STS444合金表面涂敷稀土元素Y，在750 ℃氧化1000 h后未涂敷样品与涂敷Y样品增重分别为0.194和0.0539 mg/cm2.添加活性元素不仅能提高合金抗氧化性能，而且还能增强氧化皮与基体的粘附性. ...
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Fig.1![]()
在连接体中一些微量元素也会影响连接体的腐蚀行为.例如Si、Al在高温下形成的Al2O3和SiO2比Cr2O3更稳定，Al2O3在外部氧化皮中形成针状或板状突起，SiO2在氧化物/金属界面处或附近形成，Al2O3和SiO2会降低连接体导电性[10,11]，因此要减少连接体材料中Al和Si的含量；在合金中添加少量Ti在低氧分压下会形成溶于Cr2O3层中的细小球形TiO2，促进近表面区域强化[12]，减少热循环过程中引起的表面褶皱[13]；通过固溶强化添加W和Mo会减小热膨胀系数并提高蠕变强度；市售合金Crofer22APU和Crofer22H中均添加了Nb，Nb在Cr2O3层中的溶解度相对小，会偏析到晶界处形成 (Fe，Cr)2Nb，减少金属氧化物界面处SiO2的形成[14,15]；添加活性元素 (Y、Ce、La) 易倾向于偏析到氧化层与气相界面处，进一步阻碍Cr向外扩散[16]，金光熙等[17]在STS444合金表面涂敷稀土元素Y，在750 ℃氧化1000 h后未涂敷样品与涂敷Y样品增重分别为0.194和0.0539 mg/cm2.添加活性元素不仅能提高合金抗氧化性能，而且还能增强氧化皮与基体的粘附性. ...
Growth mechanisms and electrical conductivity of oxide scales on ferritic steels proposed as interconnect materials for SOFC's
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2006
... 在连接体中一些微量元素也会影响连接体的腐蚀行为.例如Si、Al在高温下形成的Al2O3和SiO2比Cr2O3更稳定，Al2O3在外部氧化皮中形成针状或板状突起，SiO2在氧化物/金属界面处或附近形成，Al2O3和SiO2会降低连接体导电性[10,11]，因此要减少连接体材料中Al和Si的含量；在合金中添加少量Ti在低氧分压下会形成溶于Cr2O3层中的细小球形TiO2，促进近表面区域强化[12]，减少热循环过程中引起的表面褶皱[13]；通过固溶强化添加W和Mo会减小热膨胀系数并提高蠕变强度；市售合金Crofer22APU和Crofer22H中均添加了Nb，Nb在Cr2O3层中的溶解度相对小，会偏析到晶界处形成 (Fe，Cr)2Nb，减少金属氧化物界面处SiO2的形成[14,15]；添加活性元素 (Y、Ce、La) 易倾向于偏析到氧化层与气相界面处，进一步阻碍Cr向外扩散[16]，金光熙等[17]在STS444合金表面涂敷稀土元素Y，在750 ℃氧化1000 h后未涂敷样品与涂敷Y样品增重分别为0.194和0.0539 mg/cm2.添加活性元素不仅能提高合金抗氧化性能，而且还能增强氧化皮与基体的粘附性. ...
Oxidation induced lifetime limits of chromia forming ferritic interconnector steels
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2004
... 在连接体中一些微量元素也会影响连接体的腐蚀行为.例如Si、Al在高温下形成的Al2O3和SiO2比Cr2O3更稳定，Al2O3在外部氧化皮中形成针状或板状突起，SiO2在氧化物/金属界面处或附近形成，Al2O3和SiO2会降低连接体导电性[10,11]，因此要减少连接体材料中Al和Si的含量；在合金中添加少量Ti在低氧分压下会形成溶于Cr2O3层中的细小球形TiO2，促进近表面区域强化[12]，减少热循环过程中引起的表面褶皱[13]；通过固溶强化添加W和Mo会减小热膨胀系数并提高蠕变强度；市售合金Crofer22APU和Crofer22H中均添加了Nb，Nb在Cr2O3层中的溶解度相对小，会偏析到晶界处形成 (Fe，Cr)2Nb，减少金属氧化物界面处SiO2的形成[14,15]；添加活性元素 (Y、Ce、La) 易倾向于偏析到氧化层与气相界面处，进一步阻碍Cr向外扩散[16]，金光熙等[17]在STS444合金表面涂敷稀土元素Y，在750 ℃氧化1000 h后未涂敷样品与涂敷Y样品增重分别为0.194和0.0539 mg/cm2.添加活性元素不仅能提高合金抗氧化性能，而且还能增强氧化皮与基体的粘附性. ...
Mechanisms of oxide scale formation on ferritic interconnect steel in simulated low and high pO2 service environments of solid oxide fuel cells
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2014
... 在连接体中一些微量元素也会影响连接体的腐蚀行为.例如Si、Al在高温下形成的Al2O3和SiO2比Cr2O3更稳定，Al2O3在外部氧化皮中形成针状或板状突起，SiO2在氧化物/金属界面处或附近形成，Al2O3和SiO2会降低连接体导电性[10,11]，因此要减少连接体材料中Al和Si的含量；在合金中添加少量Ti在低氧分压下会形成溶于Cr2O3层中的细小球形TiO2，促进近表面区域强化[12]，减少热循环过程中引起的表面褶皱[13]；通过固溶强化添加W和Mo会减小热膨胀系数并提高蠕变强度；市售合金Crofer22APU和Crofer22H中均添加了Nb，Nb在Cr2O3层中的溶解度相对小，会偏析到晶界处形成 (Fe，Cr)2Nb，减少金属氧化物界面处SiO2的形成[14,15]；添加活性元素 (Y、Ce、La) 易倾向于偏析到氧化层与气相界面处，进一步阻碍Cr向外扩散[16]，金光熙等[17]在STS444合金表面涂敷稀土元素Y，在750 ℃氧化1000 h后未涂敷样品与涂敷Y样品增重分别为0.194和0.0539 mg/cm2.添加活性元素不仅能提高合金抗氧化性能，而且还能增强氧化皮与基体的粘附性. ...
Metallic interconnectors for solid oxide fuel cells-a review
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2003
... 在连接体中一些微量元素也会影响连接体的腐蚀行为.例如Si、Al在高温下形成的Al2O3和SiO2比Cr2O3更稳定，Al2O3在外部氧化皮中形成针状或板状突起，SiO2在氧化物/金属界面处或附近形成，Al2O3和SiO2会降低连接体导电性[10,11]，因此要减少连接体材料中Al和Si的含量；在合金中添加少量Ti在低氧分压下会形成溶于Cr2O3层中的细小球形TiO2，促进近表面区域强化[12]，减少热循环过程中引起的表面褶皱[13]；通过固溶强化添加W和Mo会减小热膨胀系数并提高蠕变强度；市售合金Crofer22APU和Crofer22H中均添加了Nb，Nb在Cr2O3层中的溶解度相对小，会偏析到晶界处形成 (Fe，Cr)2Nb，减少金属氧化物界面处SiO2的形成[14,15]；添加活性元素 (Y、Ce、La) 易倾向于偏析到氧化层与气相界面处，进一步阻碍Cr向外扩散[16]，金光熙等[17]在STS444合金表面涂敷稀土元素Y，在750 ℃氧化1000 h后未涂敷样品与涂敷Y样品增重分别为0.194和0.0539 mg/cm2.添加活性元素不仅能提高合金抗氧化性能，而且还能增强氧化皮与基体的粘附性. ...
Effects of Nb and W additions on high-temperature creep properties of ferritic stainless steels for solid oxide fuel cell interconnect
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2012
... 在连接体中一些微量元素也会影响连接体的腐蚀行为.例如Si、Al在高温下形成的Al2O3和SiO2比Cr2O3更稳定，Al2O3在外部氧化皮中形成针状或板状突起，SiO2在氧化物/金属界面处或附近形成，Al2O3和SiO2会降低连接体导电性[10,11]，因此要减少连接体材料中Al和Si的含量；在合金中添加少量Ti在低氧分压下会形成溶于Cr2O3层中的细小球形TiO2，促进近表面区域强化[12]，减少热循环过程中引起的表面褶皱[13]；通过固溶强化添加W和Mo会减小热膨胀系数并提高蠕变强度；市售合金Crofer22APU和Crofer22H中均添加了Nb，Nb在Cr2O3层中的溶解度相对小，会偏析到晶界处形成 (Fe，Cr)2Nb，减少金属氧化物界面处SiO2的形成[14,15]；添加活性元素 (Y、Ce、La) 易倾向于偏析到氧化层与气相界面处，进一步阻碍Cr向外扩散[16]，金光熙等[17]在STS444合金表面涂敷稀土元素Y，在750 ℃氧化1000 h后未涂敷样品与涂敷Y样品增重分别为0.194和0.0539 mg/cm2.添加活性元素不仅能提高合金抗氧化性能，而且还能增强氧化皮与基体的粘附性. ...
Development of high strength ferritic steel for interconnect application in SOFCs
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2008
... 在连接体中一些微量元素也会影响连接体的腐蚀行为.例如Si、Al在高温下形成的Al2O3和SiO2比Cr2O3更稳定，Al2O3在外部氧化皮中形成针状或板状突起，SiO2在氧化物/金属界面处或附近形成，Al2O3和SiO2会降低连接体导电性[10,11]，因此要减少连接体材料中Al和Si的含量；在合金中添加少量Ti在低氧分压下会形成溶于Cr2O3层中的细小球形TiO2，促进近表面区域强化[12]，减少热循环过程中引起的表面褶皱[13]；通过固溶强化添加W和Mo会减小热膨胀系数并提高蠕变强度；市售合金Crofer22APU和Crofer22H中均添加了Nb，Nb在Cr2O3层中的溶解度相对小，会偏析到晶界处形成 (Fe，Cr)2Nb，减少金属氧化物界面处SiO2的形成[14,15]；添加活性元素 (Y、Ce、La) 易倾向于偏析到氧化层与气相界面处，进一步阻碍Cr向外扩散[16]，金光熙等[17]在STS444合金表面涂敷稀土元素Y，在750 ℃氧化1000 h后未涂敷样品与涂敷Y样品增重分别为0.194和0.0539 mg/cm2.添加活性元素不仅能提高合金抗氧化性能，而且还能增强氧化皮与基体的粘附性. ...
Effect of reactive elements on oxidation behaviour of Fe-22Cr-0.5Mn ferritic stainless steel for a solid oxide fuel cell interconnect
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2008
... 在连接体中一些微量元素也会影响连接体的腐蚀行为.例如Si、Al在高温下形成的Al2O3和SiO2比Cr2O3更稳定，Al2O3在外部氧化皮中形成针状或板状突起，SiO2在氧化物/金属界面处或附近形成，Al2O3和SiO2会降低连接体导电性[10,11]，因此要减少连接体材料中Al和Si的含量；在合金中添加少量Ti在低氧分压下会形成溶于Cr2O3层中的细小球形TiO2，促进近表面区域强化[12]，减少热循环过程中引起的表面褶皱[13]；通过固溶强化添加W和Mo会减小热膨胀系数并提高蠕变强度；市售合金Crofer22APU和Crofer22H中均添加了Nb，Nb在Cr2O3层中的溶解度相对小，会偏析到晶界处形成 (Fe，Cr)2Nb，减少金属氧化物界面处SiO2的形成[14,15]；添加活性元素 (Y、Ce、La) 易倾向于偏析到氧化层与气相界面处，进一步阻碍Cr向外扩散[16]，金光熙等[17]在STS444合金表面涂敷稀土元素Y，在750 ℃氧化1000 h后未涂敷样品与涂敷Y样品增重分别为0.194和0.0539 mg/cm2.添加活性元素不仅能提高合金抗氧化性能，而且还能增强氧化皮与基体的粘附性. ...
SOFC连接体用STS444/Y合金的高温导电性能研究
1
2011
... 在连接体中一些微量元素也会影响连接体的腐蚀行为.例如Si、Al在高温下形成的Al2O3和SiO2比Cr2O3更稳定，Al2O3在外部氧化皮中形成针状或板状突起，SiO2在氧化物/金属界面处或附近形成，Al2O3和SiO2会降低连接体导电性[10,11]，因此要减少连接体材料中Al和Si的含量；在合金中添加少量Ti在低氧分压下会形成溶于Cr2O3层中的细小球形TiO2，促进近表面区域强化[12]，减少热循环过程中引起的表面褶皱[13]；通过固溶强化添加W和Mo会减小热膨胀系数并提高蠕变强度；市售合金Crofer22APU和Crofer22H中均添加了Nb，Nb在Cr2O3层中的溶解度相对小，会偏析到晶界处形成 (Fe，Cr)2Nb，减少金属氧化物界面处SiO2的形成[14,15]；添加活性元素 (Y、Ce、La) 易倾向于偏析到氧化层与气相界面处，进一步阻碍Cr向外扩散[16]，金光熙等[17]在STS444合金表面涂敷稀土元素Y，在750 ℃氧化1000 h后未涂敷样品与涂敷Y样品增重分别为0.194和0.0539 mg/cm2.添加活性元素不仅能提高合金抗氧化性能，而且还能增强氧化皮与基体的粘附性. ...
SOFC连接体用STS444/Y合金的高温导电性能研究
1
2011
... 在连接体中一些微量元素也会影响连接体的腐蚀行为.例如Si、Al在高温下形成的Al2O3和SiO2比Cr2O3更稳定，Al2O3在外部氧化皮中形成针状或板状突起，SiO2在氧化物/金属界面处或附近形成，Al2O3和SiO2会降低连接体导电性[10,11]，因此要减少连接体材料中Al和Si的含量；在合金中添加少量Ti在低氧分压下会形成溶于Cr2O3层中的细小球形TiO2，促进近表面区域强化[12]，减少热循环过程中引起的表面褶皱[13]；通过固溶强化添加W和Mo会减小热膨胀系数并提高蠕变强度；市售合金Crofer22APU和Crofer22H中均添加了Nb，Nb在Cr2O3层中的溶解度相对小，会偏析到晶界处形成 (Fe，Cr)2Nb，减少金属氧化物界面处SiO2的形成[14,15]；添加活性元素 (Y、Ce、La) 易倾向于偏析到氧化层与气相界面处，进一步阻碍Cr向外扩散[16]，金光熙等[17]在STS444合金表面涂敷稀土元素Y，在750 ℃氧化1000 h后未涂敷样品与涂敷Y样品增重分别为0.194和0.0539 mg/cm2.添加活性元素不仅能提高合金抗氧化性能，而且还能增强氧化皮与基体的粘附性. ...
Degradation of ferritic stainless steels under conditions used for solid oxide fuel cells and electrolyzers at varying oxygen pressures
1
2016
... 由于燃料侧的氧浓度比空气侧的氧浓度低几个数量级，因此Alnegren等[18]用氧分压来讨论燃料环境中的氧化机理.研究表明，在不同氧分压 (=(101~105，Pa) 的作用下，氧化速率没有明显的变化，仅仅是氧化皮表面微观形貌存在差异.当氧分压较低时，Cr2O3、MnCr2O4尖晶石晶粒较小，高Cr合金表面的氧化皮会发生剥落，氧化皮与基体的结合强度降低.受氧化层与基体材料间参数差异影响，SOFC降温冷却过程中会产生热应力，不规则氧化层形貌与所引起的应力集中，进一步会诱发氧化膜的剥落[19].当使用氢气作为燃料气体时，降低了Cr沿晶界向外扩散并促进了非保护性Fe2O3的形成，在所研究的500~800 ℃环境中，600 ℃环境下样品腐蚀最严重[20].阳极侧的水蒸气是燃料气体反应后的产物，尤其是在电池的排气侧附近.水蒸气会促进内部氧化物生成阻止保护性氧化皮的形成，并加剧Cr挥发. ...
连接体合金在SOFC还原气氛下氧化膜的形成及热应力分析
1
2021
... 由于燃料侧的氧浓度比空气侧的氧浓度低几个数量级，因此Alnegren等[18]用氧分压来讨论燃料环境中的氧化机理.研究表明，在不同氧分压 (=(101~105，Pa) 的作用下，氧化速率没有明显的变化，仅仅是氧化皮表面微观形貌存在差异.当氧分压较低时，Cr2O3、MnCr2O4尖晶石晶粒较小，高Cr合金表面的氧化皮会发生剥落，氧化皮与基体的结合强度降低.受氧化层与基体材料间参数差异影响，SOFC降温冷却过程中会产生热应力，不规则氧化层形貌与所引起的应力集中，进一步会诱发氧化膜的剥落[19].当使用氢气作为燃料气体时，降低了Cr沿晶界向外扩散并促进了非保护性Fe2O3的形成，在所研究的500~800 ℃环境中，600 ℃环境下样品腐蚀最严重[20].阳极侧的水蒸气是燃料气体反应后的产物，尤其是在电池的排气侧附近.水蒸气会促进内部氧化物生成阻止保护性氧化皮的形成，并加剧Cr挥发. ...
连接体合金在SOFC还原气氛下氧化膜的形成及热应力分析
1
2021
... 由于燃料侧的氧浓度比空气侧的氧浓度低几个数量级，因此Alnegren等[18]用氧分压来讨论燃料环境中的氧化机理.研究表明，在不同氧分压 (=(101~105，Pa) 的作用下，氧化速率没有明显的变化，仅仅是氧化皮表面微观形貌存在差异.当氧分压较低时，Cr2O3、MnCr2O4尖晶石晶粒较小，高Cr合金表面的氧化皮会发生剥落，氧化皮与基体的结合强度降低.受氧化层与基体材料间参数差异影响，SOFC降温冷却过程中会产生热应力，不规则氧化层形貌与所引起的应力集中，进一步会诱发氧化膜的剥落[19].当使用氢气作为燃料气体时，降低了Cr沿晶界向外扩散并促进了非保护性Fe2O3的形成，在所研究的500~800 ℃环境中，600 ℃环境下样品腐蚀最严重[20].阳极侧的水蒸气是燃料气体反应后的产物，尤其是在电池的排气侧附近.水蒸气会促进内部氧化物生成阻止保护性氧化皮的形成，并加剧Cr挥发. ...
The effect of hydrogen on the breakdown of the protective oxide scale in solid oxide fuel cell interconnects
1
2021
... 由于燃料侧的氧浓度比空气侧的氧浓度低几个数量级，因此Alnegren等[18]用氧分压来讨论燃料环境中的氧化机理.研究表明，在不同氧分压 (=(101~105，Pa) 的作用下，氧化速率没有明显的变化，仅仅是氧化皮表面微观形貌存在差异.当氧分压较低时，Cr2O3、MnCr2O4尖晶石晶粒较小，高Cr合金表面的氧化皮会发生剥落，氧化皮与基体的结合强度降低.受氧化层与基体材料间参数差异影响，SOFC降温冷却过程中会产生热应力，不规则氧化层形貌与所引起的应力集中，进一步会诱发氧化膜的剥落[19].当使用氢气作为燃料气体时，降低了Cr沿晶界向外扩散并促进了非保护性Fe2O3的形成，在所研究的500~800 ℃环境中，600 ℃环境下样品腐蚀最严重[20].阳极侧的水蒸气是燃料气体反应后的产物，尤其是在电池的排气侧附近.水蒸气会促进内部氧化物生成阻止保护性氧化皮的形成，并加剧Cr挥发. ...
Carburization of Cr-based ODS alloys in SOFC relevant environments
1
1998
... 与其他燃料电池相比，SOFC主要优势之一在于燃料使用灵活，除了氢气外，还可以直接使用天然气等碳氢化合物或醇类等液体燃料.这些气体中通常包含诸如CO、CO2、CH4.在高碳活度环境中合金内部或表面会形成渗碳、碳沉积、金属尘化现象[21-24].当金属表面的碳活度大于1时，会发生碳沉积或金属尘化[25].当气体中的平衡碳活度小于形成碳化物的活度，也可能会形成内部碳化物，这与气态含碳物质通过表面氧化层进行分子传输时，氧分压的降低和碳活度的增加有关.对于铁素体钢而言，内部渗碳不会在氧化皮下方形成连续的碳化物层，而是在合金基体中形成碳化物沉淀 (例如Cr23C6和/或Cr7C3).这种碳化铬的形成不仅会导致材料脆化，还会消耗合金基体附近区域的Cr含量.在实际的SOFC热循环过程中，氧分压和碳活度均会随运行时间而发生显著变化.而且碳活度通常会随温度的降低而增加，尤其是在400~650 ℃的温度范围内会发生金属尘化腐蚀[23].Horita等[26,27]研究表明，在CH4-H2O气氛下，连接体表面形成了稳定的 (Mn，Cr)3O4和Cr2O3，由于采用的是稀释的燃料气体，并未形成碳化物.Promdirek等[28,29]对比了不同比例的CH4-CO2沼气对连接体腐蚀影响，如图2所示，在氧化80 h后，表面氧化皮由Cr2O3和 (Mn，Cr)3O4以及少量内部碳化物组成.随着CH4含量的增加，表面的碳颗粒沉积数量和粒径明显增加.通过对横截面的观察，表明由于碳和碳化物的形成，441合金在沼气环境下氧化皮厚度大于纯氧化环境的氧化皮厚度.Liu等[30]模拟了煤合成气环境对Crofer22APU、E-brite、Haynes230等3种材料的腐蚀行为，表明氧化皮结构呈现多孔状.随后对氧化后的材料进行压痕测试可见压痕周围有许多裂缝，而在空气暴露样品中很少或没有裂缝，这表明经合成气中形成的多孔氧化皮比在空气中形成的更脆.当金属表面形成致密性Cr2O3层时会抑制渗碳和金属尘化发生.因此，有人提出先在空气环境中对连接体进行预氧化处理起到对连接体的保护作用[31]. ...
Carburisation of interconnect materials in solid oxide fuel cells
0
2003
Behavior of interconnect steels in carbon containing simulated anode gas of solid oxide fuel cells
4
2012
... 与其他燃料电池相比，SOFC主要优势之一在于燃料使用灵活，除了氢气外，还可以直接使用天然气等碳氢化合物或醇类等液体燃料.这些气体中通常包含诸如CO、CO2、CH4.在高碳活度环境中合金内部或表面会形成渗碳、碳沉积、金属尘化现象[21-24].当金属表面的碳活度大于1时，会发生碳沉积或金属尘化[25].当气体中的平衡碳活度小于形成碳化物的活度，也可能会形成内部碳化物，这与气态含碳物质通过表面氧化层进行分子传输时，氧分压的降低和碳活度的增加有关.对于铁素体钢而言，内部渗碳不会在氧化皮下方形成连续的碳化物层，而是在合金基体中形成碳化物沉淀 (例如Cr23C6和/或Cr7C3).这种碳化铬的形成不仅会导致材料脆化，还会消耗合金基体附近区域的Cr含量.在实际的SOFC热循环过程中，氧分压和碳活度均会随运行时间而发生显著变化.而且碳活度通常会随温度的降低而增加，尤其是在400~650 ℃的温度范围内会发生金属尘化腐蚀[23].Horita等[26,27]研究表明，在CH4-H2O气氛下，连接体表面形成了稳定的 (Mn，Cr)3O4和Cr2O3，由于采用的是稀释的燃料气体，并未形成碳化物.Promdirek等[28,29]对比了不同比例的CH4-CO2沼气对连接体腐蚀影响，如图2所示，在氧化80 h后，表面氧化皮由Cr2O3和 (Mn，Cr)3O4以及少量内部碳化物组成.随着CH4含量的增加，表面的碳颗粒沉积数量和粒径明显增加.通过对横截面的观察，表明由于碳和碳化物的形成，441合金在沼气环境下氧化皮厚度大于纯氧化环境的氧化皮厚度.Liu等[30]模拟了煤合成气环境对Crofer22APU、E-brite、Haynes230等3种材料的腐蚀行为，表明氧化皮结构呈现多孔状.随后对氧化后的材料进行压痕测试可见压痕周围有许多裂缝，而在空气暴露样品中很少或没有裂缝，这表明经合成气中形成的多孔氧化皮比在空气中形成的更脆.当金属表面形成致密性Cr2O3层时会抑制渗碳和金属尘化发生.因此，有人提出先在空气环境中对连接体进行预氧化处理起到对连接体的保护作用[31]. ...
... 与连接体有关的电堆界面主要来源于与接触层和密封剂之间的接触，在界面处，金属元素间的相互扩散或二次相的形成是导致界面腐蚀的主要原因.大多数情况下，通常采用镍网作为燃料侧接触层，为连接体与阳极材料之间提供电接触，从而提升电堆整体性能[47].连接体材料和镍网之间的元素活度梯度导致Fe、Cr、Mn和Ni等元素之间的相互扩散.如图4为重整阳极环境下Ni网与金属连接体间相互作用示意图，Ni移动到铁素体钢连接体中导致局部奥氏体形成，奥氏体的热膨胀系数比铁素体高，在热循环过程中可能产生机械应力[23].此外，铁素体与镍的相互扩散可能导致进一步的相变.例如，Crofer 22 APU在600 ℃阳极气体暴露时，在原始铁素体基体与奥氏体层的界面附近形成了σ相[48].脆性σ相的存在会促进裂纹的形成，从而降低互连体的整体性能.而且，随着温度的降低和铬含量增加，σ相形成概率增加. ...
... [
23]
Schematic diagram of materials interaction at the anode side of SOFC in case of ferritic steel intercon-nect in contact with Ni wire mesh<sup>[<xref ref-type="bibr" rid="R23">23</xref>]</sup>Fig.4![]()
研究[49]表明电流也会对氧化皮厚度产生影响.Li等[50,51]在800 ℃煤合成气环境下向Corfer22材料中通入0.5 A·cm-2的电流，表明电流不会影响氧化皮的成分，因为氧化产物是由热力学因素决定的.合金表面Cr2O3层的生长主要基于Cr离子的向外扩散，施加电流后，相当于在整个材料上形成微电场，它促使金属阳离子 (Cr离子) 顺着电流方向进行扩散.因此，在Cr2O3层中，正极侧的Cr离子向外扩散受到抑制，负极侧的Cr离子向外扩散得到促进，最终导致正极侧的氧化层厚于负极侧的氧化层. ...
... [
23]
Fig.4![]()
研究[49]表明电流也会对氧化皮厚度产生影响.Li等[50,51]在800 ℃煤合成气环境下向Corfer22材料中通入0.5 A·cm-2的电流，表明电流不会影响氧化皮的成分，因为氧化产物是由热力学因素决定的.合金表面Cr2O3层的生长主要基于Cr离子的向外扩散，施加电流后，相当于在整个材料上形成微电场，它促使金属阳离子 (Cr离子) 顺着电流方向进行扩散.因此，在Cr2O3层中，正极侧的Cr离子向外扩散受到抑制，负极侧的Cr离子向外扩散得到促进，最终导致正极侧的氧化层厚于负极侧的氧化层. ...
Corrosion of metallic interconnects for SOFC in fuel gases
1
2004
... 与其他燃料电池相比，SOFC主要优势之一在于燃料使用灵活，除了氢气外，还可以直接使用天然气等碳氢化合物或醇类等液体燃料.这些气体中通常包含诸如CO、CO2、CH4.在高碳活度环境中合金内部或表面会形成渗碳、碳沉积、金属尘化现象[21-24].当金属表面的碳活度大于1时，会发生碳沉积或金属尘化[25].当气体中的平衡碳活度小于形成碳化物的活度，也可能会形成内部碳化物，这与气态含碳物质通过表面氧化层进行分子传输时，氧分压的降低和碳活度的增加有关.对于铁素体钢而言，内部渗碳不会在氧化皮下方形成连续的碳化物层，而是在合金基体中形成碳化物沉淀 (例如Cr23C6和/或Cr7C3).这种碳化铬的形成不仅会导致材料脆化，还会消耗合金基体附近区域的Cr含量.在实际的SOFC热循环过程中，氧分压和碳活度均会随运行时间而发生显著变化.而且碳活度通常会随温度的降低而增加，尤其是在400~650 ℃的温度范围内会发生金属尘化腐蚀[23].Horita等[26,27]研究表明，在CH4-H2O气氛下，连接体表面形成了稳定的 (Mn，Cr)3O4和Cr2O3，由于采用的是稀释的燃料气体，并未形成碳化物.Promdirek等[28,29]对比了不同比例的CH4-CO2沼气对连接体腐蚀影响，如图2所示，在氧化80 h后，表面氧化皮由Cr2O3和 (Mn，Cr)3O4以及少量内部碳化物组成.随着CH4含量的增加，表面的碳颗粒沉积数量和粒径明显增加.通过对横截面的观察，表明由于碳和碳化物的形成，441合金在沼气环境下氧化皮厚度大于纯氧化环境的氧化皮厚度.Liu等[30]模拟了煤合成气环境对Crofer22APU、E-brite、Haynes230等3种材料的腐蚀行为，表明氧化皮结构呈现多孔状.随后对氧化后的材料进行压痕测试可见压痕周围有许多裂缝，而在空气暴露样品中很少或没有裂缝，这表明经合成气中形成的多孔氧化皮比在空气中形成的更脆.当金属表面形成致密性Cr2O3层时会抑制渗碳和金属尘化发生.因此，有人提出先在空气环境中对连接体进行预氧化处理起到对连接体的保护作用[31]. ...
Carburization, carbide formation, metal dusting, coking
1
2002
... 与其他燃料电池相比，SOFC主要优势之一在于燃料使用灵活，除了氢气外，还可以直接使用天然气等碳氢化合物或醇类等液体燃料.这些气体中通常包含诸如CO、CO2、CH4.在高碳活度环境中合金内部或表面会形成渗碳、碳沉积、金属尘化现象[21-24].当金属表面的碳活度大于1时，会发生碳沉积或金属尘化[25].当气体中的平衡碳活度小于形成碳化物的活度，也可能会形成内部碳化物，这与气态含碳物质通过表面氧化层进行分子传输时，氧分压的降低和碳活度的增加有关.对于铁素体钢而言，内部渗碳不会在氧化皮下方形成连续的碳化物层，而是在合金基体中形成碳化物沉淀 (例如Cr23C6和/或Cr7C3).这种碳化铬的形成不仅会导致材料脆化，还会消耗合金基体附近区域的Cr含量.在实际的SOFC热循环过程中，氧分压和碳活度均会随运行时间而发生显著变化.而且碳活度通常会随温度的降低而增加，尤其是在400~650 ℃的温度范围内会发生金属尘化腐蚀[23].Horita等[26,27]研究表明，在CH4-H2O气氛下，连接体表面形成了稳定的 (Mn，Cr)3O4和Cr2O3，由于采用的是稀释的燃料气体，并未形成碳化物.Promdirek等[28,29]对比了不同比例的CH4-CO2沼气对连接体腐蚀影响，如图2所示，在氧化80 h后，表面氧化皮由Cr2O3和 (Mn，Cr)3O4以及少量内部碳化物组成.随着CH4含量的增加，表面的碳颗粒沉积数量和粒径明显增加.通过对横截面的观察，表明由于碳和碳化物的形成，441合金在沼气环境下氧化皮厚度大于纯氧化环境的氧化皮厚度.Liu等[30]模拟了煤合成气环境对Crofer22APU、E-brite、Haynes230等3种材料的腐蚀行为，表明氧化皮结构呈现多孔状.随后对氧化后的材料进行压痕测试可见压痕周围有许多裂缝，而在空气暴露样品中很少或没有裂缝，这表明经合成气中形成的多孔氧化皮比在空气中形成的更脆.当金属表面形成致密性Cr2O3层时会抑制渗碳和金属尘化发生.因此，有人提出先在空气环境中对连接体进行预氧化处理起到对连接体的保护作用[31]. ...
Anomalous oxidation of ferritic interconnects in solid oxide fuel cells
1
2008
... 与其他燃料电池相比，SOFC主要优势之一在于燃料使用灵活，除了氢气外，还可以直接使用天然气等碳氢化合物或醇类等液体燃料.这些气体中通常包含诸如CO、CO2、CH4.在高碳活度环境中合金内部或表面会形成渗碳、碳沉积、金属尘化现象[21-24].当金属表面的碳活度大于1时，会发生碳沉积或金属尘化[25].当气体中的平衡碳活度小于形成碳化物的活度，也可能会形成内部碳化物，这与气态含碳物质通过表面氧化层进行分子传输时，氧分压的降低和碳活度的增加有关.对于铁素体钢而言，内部渗碳不会在氧化皮下方形成连续的碳化物层，而是在合金基体中形成碳化物沉淀 (例如Cr23C6和/或Cr7C3).这种碳化铬的形成不仅会导致材料脆化，还会消耗合金基体附近区域的Cr含量.在实际的SOFC热循环过程中，氧分压和碳活度均会随运行时间而发生显著变化.而且碳活度通常会随温度的降低而增加，尤其是在400~650 ℃的温度范围内会发生金属尘化腐蚀[23].Horita等[26,27]研究表明，在CH4-H2O气氛下，连接体表面形成了稳定的 (Mn，Cr)3O4和Cr2O3，由于采用的是稀释的燃料气体，并未形成碳化物.Promdirek等[28,29]对比了不同比例的CH4-CO2沼气对连接体腐蚀影响，如图2所示，在氧化80 h后，表面氧化皮由Cr2O3和 (Mn，Cr)3O4以及少量内部碳化物组成.随着CH4含量的增加，表面的碳颗粒沉积数量和粒径明显增加.通过对横截面的观察，表明由于碳和碳化物的形成，441合金在沼气环境下氧化皮厚度大于纯氧化环境的氧化皮厚度.Liu等[30]模拟了煤合成气环境对Crofer22APU、E-brite、Haynes230等3种材料的腐蚀行为，表明氧化皮结构呈现多孔状.随后对氧化后的材料进行压痕测试可见压痕周围有许多裂缝，而在空气暴露样品中很少或没有裂缝，这表明经合成气中形成的多孔氧化皮比在空气中形成的更脆.当金属表面形成致密性Cr2O3层时会抑制渗碳和金属尘化发生.因此，有人提出先在空气环境中对连接体进行预氧化处理起到对连接体的保护作用[31]. ...
Oxide Scale Formation and Stability of Fe-Cr Alloy Interconnects under Dual Atmospheres and Current Flow Conditions for SOFCs
1
2006
... 与其他燃料电池相比，SOFC主要优势之一在于燃料使用灵活，除了氢气外，还可以直接使用天然气等碳氢化合物或醇类等液体燃料.这些气体中通常包含诸如CO、CO2、CH4.在高碳活度环境中合金内部或表面会形成渗碳、碳沉积、金属尘化现象[21-24].当金属表面的碳活度大于1时，会发生碳沉积或金属尘化[25].当气体中的平衡碳活度小于形成碳化物的活度，也可能会形成内部碳化物，这与气态含碳物质通过表面氧化层进行分子传输时，氧分压的降低和碳活度的增加有关.对于铁素体钢而言，内部渗碳不会在氧化皮下方形成连续的碳化物层，而是在合金基体中形成碳化物沉淀 (例如Cr23C6和/或Cr7C3).这种碳化铬的形成不仅会导致材料脆化，还会消耗合金基体附近区域的Cr含量.在实际的SOFC热循环过程中，氧分压和碳活度均会随运行时间而发生显著变化.而且碳活度通常会随温度的降低而增加，尤其是在400~650 ℃的温度范围内会发生金属尘化腐蚀[23].Horita等[26,27]研究表明，在CH4-H2O气氛下，连接体表面形成了稳定的 (Mn，Cr)3O4和Cr2O3，由于采用的是稀释的燃料气体，并未形成碳化物.Promdirek等[28,29]对比了不同比例的CH4-CO2沼气对连接体腐蚀影响，如图2所示，在氧化80 h后，表面氧化皮由Cr2O3和 (Mn，Cr)3O4以及少量内部碳化物组成.随着CH4含量的增加，表面的碳颗粒沉积数量和粒径明显增加.通过对横截面的观察，表明由于碳和碳化物的形成，441合金在沼气环境下氧化皮厚度大于纯氧化环境的氧化皮厚度.Liu等[30]模拟了煤合成气环境对Crofer22APU、E-brite、Haynes230等3种材料的腐蚀行为，表明氧化皮结构呈现多孔状.随后对氧化后的材料进行压痕测试可见压痕周围有许多裂缝，而在空气暴露样品中很少或没有裂缝，这表明经合成气中形成的多孔氧化皮比在空气中形成的更脆.当金属表面形成致密性Cr2O3层时会抑制渗碳和金属尘化发生.因此，有人提出先在空气环境中对连接体进行预氧化处理起到对连接体的保护作用[31]. ...
Effect of humidity on the corrosion kinetics of ferritic stainless steels subjected to synthetic biogas
1
2011
... 与其他燃料电池相比，SOFC主要优势之一在于燃料使用灵活，除了氢气外，还可以直接使用天然气等碳氢化合物或醇类等液体燃料.这些气体中通常包含诸如CO、CO2、CH4.在高碳活度环境中合金内部或表面会形成渗碳、碳沉积、金属尘化现象[21-24].当金属表面的碳活度大于1时，会发生碳沉积或金属尘化[25].当气体中的平衡碳活度小于形成碳化物的活度，也可能会形成内部碳化物，这与气态含碳物质通过表面氧化层进行分子传输时，氧分压的降低和碳活度的增加有关.对于铁素体钢而言，内部渗碳不会在氧化皮下方形成连续的碳化物层，而是在合金基体中形成碳化物沉淀 (例如Cr23C6和/或Cr7C3).这种碳化铬的形成不仅会导致材料脆化，还会消耗合金基体附近区域的Cr含量.在实际的SOFC热循环过程中，氧分压和碳活度均会随运行时间而发生显著变化.而且碳活度通常会随温度的降低而增加，尤其是在400~650 ℃的温度范围内会发生金属尘化腐蚀[23].Horita等[26,27]研究表明，在CH4-H2O气氛下，连接体表面形成了稳定的 (Mn，Cr)3O4和Cr2O3，由于采用的是稀释的燃料气体，并未形成碳化物.Promdirek等[28,29]对比了不同比例的CH4-CO2沼气对连接体腐蚀影响，如图2所示，在氧化80 h后，表面氧化皮由Cr2O3和 (Mn，Cr)3O4以及少量内部碳化物组成.随着CH4含量的增加，表面的碳颗粒沉积数量和粒径明显增加.通过对横截面的观察，表明由于碳和碳化物的形成，441合金在沼气环境下氧化皮厚度大于纯氧化环境的氧化皮厚度.Liu等[30]模拟了煤合成气环境对Crofer22APU、E-brite、Haynes230等3种材料的腐蚀行为，表明氧化皮结构呈现多孔状.随后对氧化后的材料进行压痕测试可见压痕周围有许多裂缝，而在空气暴露样品中很少或没有裂缝，这表明经合成气中形成的多孔氧化皮比在空气中形成的更脆.当金属表面形成致密性Cr2O3层时会抑制渗碳和金属尘化发生.因此，有人提出先在空气环境中对连接体进行预氧化处理起到对连接体的保护作用[31]. ...
Behaviour of ferritic stainless steels subjected to dry biogas atmospheres at high temperatures
3
2010
... 与其他燃料电池相比，SOFC主要优势之一在于燃料使用灵活，除了氢气外，还可以直接使用天然气等碳氢化合物或醇类等液体燃料.这些气体中通常包含诸如CO、CO2、CH4.在高碳活度环境中合金内部或表面会形成渗碳、碳沉积、金属尘化现象[21-24].当金属表面的碳活度大于1时，会发生碳沉积或金属尘化[25].当气体中的平衡碳活度小于形成碳化物的活度，也可能会形成内部碳化物，这与气态含碳物质通过表面氧化层进行分子传输时，氧分压的降低和碳活度的增加有关.对于铁素体钢而言，内部渗碳不会在氧化皮下方形成连续的碳化物层，而是在合金基体中形成碳化物沉淀 (例如Cr23C6和/或Cr7C3).这种碳化铬的形成不仅会导致材料脆化，还会消耗合金基体附近区域的Cr含量.在实际的SOFC热循环过程中，氧分压和碳活度均会随运行时间而发生显著变化.而且碳活度通常会随温度的降低而增加，尤其是在400~650 ℃的温度范围内会发生金属尘化腐蚀[23].Horita等[26,27]研究表明，在CH4-H2O气氛下，连接体表面形成了稳定的 (Mn，Cr)3O4和Cr2O3，由于采用的是稀释的燃料气体，并未形成碳化物.Promdirek等[28,29]对比了不同比例的CH4-CO2沼气对连接体腐蚀影响，如图2所示，在氧化80 h后，表面氧化皮由Cr2O3和 (Mn，Cr)3O4以及少量内部碳化物组成.随着CH4含量的增加，表面的碳颗粒沉积数量和粒径明显增加.通过对横截面的观察，表明由于碳和碳化物的形成，441合金在沼气环境下氧化皮厚度大于纯氧化环境的氧化皮厚度.Liu等[30]模拟了煤合成气环境对Crofer22APU、E-brite、Haynes230等3种材料的腐蚀行为，表明氧化皮结构呈现多孔状.随后对氧化后的材料进行压痕测试可见压痕周围有许多裂缝，而在空气暴露样品中很少或没有裂缝，这表明经合成气中形成的多孔氧化皮比在空气中形成的更脆.当金属表面形成致密性Cr2O3层时会抑制渗碳和金属尘化发生.因此，有人提出先在空气环境中对连接体进行预氧化处理起到对连接体的保护作用[31]. ...
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Surface morphology of AISI441 exposed at 800 ℃ during 80 h: (a) 50%CH<sub>4</sub>+50%CO<sub>2</sub>, (b) 70%CH<sub>4</sub>+30%CO<sub>2</sub><sup>[<xref ref-type="bibr" rid="R29">29</xref>]</sup>Fig.2![]()
3 双气氛中连接体氧化行为研究在SOFC电堆中，连接体一侧暴露在空气中，另一侧暴露在燃料气氛中.因此，连接体必须在双重气氛环境中保持稳定.目前，许多研究学者针对双重气氛 (空气/H2) 下连接体腐蚀特性进行研究.Yang等[32-35]对常用的连接体材料 (Crofer22APU、SUS430、E-brite) 在单空气、单氢气以及双重气氛中800~850 ℃环境下的腐蚀行为进行分析，如图3所示，双重气氛环境下，空气侧截面局部形成疖状氧化物，通过EDS检测，疖状氧化物中含有大量Fe.Goebel等[36]模拟了600 ℃空气/Ar-5%H2-3%H2O环境下AISI441合金的氧化试验，表明与空气接触表面形成大量的富Fe氧化物.这种现象可能是由H通过钢体扩散导致的剥落腐蚀.已有研究表明，H可以较快地通过金属扩散，在800 ℃下H在不锈钢中的扩散速率可以达到1.6×10-2 cm2s-1，相当于1 h扩散76 mm[35].Skilbred和Haugsrud[37]通过SIMS测量表明，SanergyHT在800 ℃双重气氛氧化100 h后，空气侧形成的氧化物中氢浓度更高.掺杂于Cr2O3层中的氢会促进Fe离子传输，导致Fe在Cr2O3中的迁移速率高于Cr.基于Cr2O3是p型半导体的假设，认为氢会在氧位点形成氢氧化物，并携带有效的正电荷[38].如果是由铬空位补偿正电荷，则应该有更多的可用阳离子传输位点，也就使得Fe含量的增加[35].这种模型得到了Hultquist等[39]的认同，他们在900 ℃空气中对含有不同溶解氢的纯Cr进行氧化，发现当金属中的氢含量较高时，阳离子传输的速率和氧化速率均增加.除此之外，形成富铁氧化皮的另一个原因可能是由于Cr从基体向外扩散不足而无法维持金属/氧化物界面处的Cr临界值，则Fe也将被氧化.然而，文献中没有提到溶解的H会影响合金中Cr扩散速率.Park等[40]在800 ℃下进行的Cr蒸发实验，当Fe-15Cr合金在氢气中氧化时，在较高氢气压力下氧气渗透率增加，Ce扩散速率增加.Essuman等[41]还提出，由于更高的化学驱动力和更大的晶格尺寸，Fe-Cr合金中的氢会促进氧在基体中的扩散速率，这可能使Cr在内部氧化，从而将Cr束缚在基体中，导致金属/氧化物界面处的Cr活性降低.氧化物内的蒸汽形成可能导致孔隙形成，从而提供氧气的快速传输并导致加速腐蚀[42]. ...
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29]
Fig.2![]()
3 双气氛中连接体氧化行为研究在SOFC电堆中，连接体一侧暴露在空气中，另一侧暴露在燃料气氛中.因此，连接体必须在双重气氛环境中保持稳定.目前，许多研究学者针对双重气氛 (空气/H2) 下连接体腐蚀特性进行研究.Yang等[32-35]对常用的连接体材料 (Crofer22APU、SUS430、E-brite) 在单空气、单氢气以及双重气氛中800~850 ℃环境下的腐蚀行为进行分析，如图3所示，双重气氛环境下，空气侧截面局部形成疖状氧化物，通过EDS检测，疖状氧化物中含有大量Fe.Goebel等[36]模拟了600 ℃空气/Ar-5%H2-3%H2O环境下AISI441合金的氧化试验，表明与空气接触表面形成大量的富Fe氧化物.这种现象可能是由H通过钢体扩散导致的剥落腐蚀.已有研究表明，H可以较快地通过金属扩散，在800 ℃下H在不锈钢中的扩散速率可以达到1.6×10-2 cm2s-1，相当于1 h扩散76 mm[35].Skilbred和Haugsrud[37]通过SIMS测量表明，SanergyHT在800 ℃双重气氛氧化100 h后，空气侧形成的氧化物中氢浓度更高.掺杂于Cr2O3层中的氢会促进Fe离子传输，导致Fe在Cr2O3中的迁移速率高于Cr.基于Cr2O3是p型半导体的假设，认为氢会在氧位点形成氢氧化物，并携带有效的正电荷[38].如果是由铬空位补偿正电荷，则应该有更多的可用阳离子传输位点，也就使得Fe含量的增加[35].这种模型得到了Hultquist等[39]的认同，他们在900 ℃空气中对含有不同溶解氢的纯Cr进行氧化，发现当金属中的氢含量较高时，阳离子传输的速率和氧化速率均增加.除此之外，形成富铁氧化皮的另一个原因可能是由于Cr从基体向外扩散不足而无法维持金属/氧化物界面处的Cr临界值，则Fe也将被氧化.然而，文献中没有提到溶解的H会影响合金中Cr扩散速率.Park等[40]在800 ℃下进行的Cr蒸发实验，当Fe-15Cr合金在氢气中氧化时，在较高氢气压力下氧气渗透率增加，Ce扩散速率增加.Essuman等[41]还提出，由于更高的化学驱动力和更大的晶格尺寸，Fe-Cr合金中的氢会促进氧在基体中的扩散速率，这可能使Cr在内部氧化，从而将Cr束缚在基体中，导致金属/氧化物界面处的Cr活性降低.氧化物内的蒸汽形成可能导致孔隙形成，从而提供氧气的快速传输并导致加速腐蚀[42]. ...
Conducting oxide formation and mechanical endurance of potential solid-oxide fuel cell interconnects in coal syngas environment
1
2008
... 与其他燃料电池相比，SOFC主要优势之一在于燃料使用灵活，除了氢气外，还可以直接使用天然气等碳氢化合物或醇类等液体燃料.这些气体中通常包含诸如CO、CO2、CH4.在高碳活度环境中合金内部或表面会形成渗碳、碳沉积、金属尘化现象[21-24].当金属表面的碳活度大于1时，会发生碳沉积或金属尘化[25].当气体中的平衡碳活度小于形成碳化物的活度，也可能会形成内部碳化物，这与气态含碳物质通过表面氧化层进行分子传输时，氧分压的降低和碳活度的增加有关.对于铁素体钢而言，内部渗碳不会在氧化皮下方形成连续的碳化物层，而是在合金基体中形成碳化物沉淀 (例如Cr23C6和/或Cr7C3).这种碳化铬的形成不仅会导致材料脆化，还会消耗合金基体附近区域的Cr含量.在实际的SOFC热循环过程中，氧分压和碳活度均会随运行时间而发生显著变化.而且碳活度通常会随温度的降低而增加，尤其是在400~650 ℃的温度范围内会发生金属尘化腐蚀[23].Horita等[26,27]研究表明，在CH4-H2O气氛下，连接体表面形成了稳定的 (Mn，Cr)3O4和Cr2O3，由于采用的是稀释的燃料气体，并未形成碳化物.Promdirek等[28,29]对比了不同比例的CH4-CO2沼气对连接体腐蚀影响，如图2所示，在氧化80 h后，表面氧化皮由Cr2O3和 (Mn，Cr)3O4以及少量内部碳化物组成.随着CH4含量的增加，表面的碳颗粒沉积数量和粒径明显增加.通过对横截面的观察，表明由于碳和碳化物的形成，441合金在沼气环境下氧化皮厚度大于纯氧化环境的氧化皮厚度.Liu等[30]模拟了煤合成气环境对Crofer22APU、E-brite、Haynes230等3种材料的腐蚀行为，表明氧化皮结构呈现多孔状.随后对氧化后的材料进行压痕测试可见压痕周围有许多裂缝，而在空气暴露样品中很少或没有裂缝，这表明经合成气中形成的多孔氧化皮比在空气中形成的更脆.当金属表面形成致密性Cr2O3层时会抑制渗碳和金属尘化发生.因此，有人提出先在空气环境中对连接体进行预氧化处理起到对连接体的保护作用[31]. ...
Effect of pre-oxidation and environmental aging on the seal strength of a novel high-temperature solid oxide fuel cell (SOFC) sealing glass with metallic interconnect
2
2008
... 与其他燃料电池相比，SOFC主要优势之一在于燃料使用灵活，除了氢气外，还可以直接使用天然气等碳氢化合物或醇类等液体燃料.这些气体中通常包含诸如CO、CO2、CH4.在高碳活度环境中合金内部或表面会形成渗碳、碳沉积、金属尘化现象[21-24].当金属表面的碳活度大于1时，会发生碳沉积或金属尘化[25].当气体中的平衡碳活度小于形成碳化物的活度，也可能会形成内部碳化物，这与气态含碳物质通过表面氧化层进行分子传输时，氧分压的降低和碳活度的增加有关.对于铁素体钢而言，内部渗碳不会在氧化皮下方形成连续的碳化物层，而是在合金基体中形成碳化物沉淀 (例如Cr23C6和/或Cr7C3).这种碳化铬的形成不仅会导致材料脆化，还会消耗合金基体附近区域的Cr含量.在实际的SOFC热循环过程中，氧分压和碳活度均会随运行时间而发生显著变化.而且碳活度通常会随温度的降低而增加，尤其是在400~650 ℃的温度范围内会发生金属尘化腐蚀[23].Horita等[26,27]研究表明，在CH4-H2O气氛下，连接体表面形成了稳定的 (Mn，Cr)3O4和Cr2O3，由于采用的是稀释的燃料气体，并未形成碳化物.Promdirek等[28,29]对比了不同比例的CH4-CO2沼气对连接体腐蚀影响，如图2所示，在氧化80 h后，表面氧化皮由Cr2O3和 (Mn，Cr)3O4以及少量内部碳化物组成.随着CH4含量的增加，表面的碳颗粒沉积数量和粒径明显增加.通过对横截面的观察，表明由于碳和碳化物的形成，441合金在沼气环境下氧化皮厚度大于纯氧化环境的氧化皮厚度.Liu等[30]模拟了煤合成气环境对Crofer22APU、E-brite、Haynes230等3种材料的腐蚀行为，表明氧化皮结构呈现多孔状.随后对氧化后的材料进行压痕测试可见压痕周围有许多裂缝，而在空气暴露样品中很少或没有裂缝，这表明经合成气中形成的多孔氧化皮比在空气中形成的更脆.当金属表面形成致密性Cr2O3层时会抑制渗碳和金属尘化发生.因此，有人提出先在空气环境中对连接体进行预氧化处理起到对连接体的保护作用[31]. ...
... 平面SOFC制造中电池与连接体之间的稳定性和气密性也是不可忽略的问题.近年来，已经测试了许多密封材料，例如云母、玻璃和金属钎焊[52,53].目前，应用最为广泛的是玻璃陶瓷材料：钡-钙-铝硅酸盐 (BCAS) 和钡钙镁 (BCMAS)[54]，这种材料中常添加少量过渡金属氧化物 (PbO、ZnO)，这些氧化物在燃料气氛下容易被还原，尤其是PbO，在H2+3%H2O环境下，Pb迁移到连接体表面，加速了连接体Cr内部氧化.在燃料侧和空气侧环境下玻璃陶瓷密封材料与连接体界面处可观察到明显的向外生长的富铁氧化物，形成的高导电性富铁氧化物导致电池的金属框架相互连接并短路[54,55].此外，Cr2O3与玻璃中的碱土组分 (Ca、Sr、Ba) 发生反应形成 (Ca，Sr，Ba) CrO4[31].由于玻璃陶瓷密封材料与氧化皮和连接体界面热膨胀系数的差异，长期服役环境下，最终连接体与玻璃陶瓷界面可能发生分层开裂.近年来，开始采用Ag-Ti-Cu型金属钎焊合金作为电堆密封材料.与玻璃陶瓷密封相比，金属密封的主要优势在于具有更高的延展性，以减小因热致应力导致的失效.然而，Ag基金属密封的缺点是它们的高导电性和高透气性[56,57]，可能需要施加额外的局部电绝缘涂层.气体 (例如氧气，尤其是氢气) 的高渗透性导致在高温使用期间在钎焊金属内形成孔洞，从而导致金属密封的机械强度和气密性降低[53].因此，在实际SOFC条件下使用密封剂之前，需要了解组件和玻璃密封剂之间的界面行为，以了解热稳定性、界面形成、界面生长和界面行为与热循环的关系. ...
High temperature oxidation/corrosion behavior of metals and alloys under a hydrogen gradient
3
2007
... 在SOFC电堆中，连接体一侧暴露在空气中，另一侧暴露在燃料气氛中.因此，连接体必须在双重气氛环境中保持稳定.目前，许多研究学者针对双重气氛 (空气/H2) 下连接体腐蚀特性进行研究.Yang等[32-35]对常用的连接体材料 (Crofer22APU、SUS430、E-brite) 在单空气、单氢气以及双重气氛中800~850 ℃环境下的腐蚀行为进行分析，如图3所示，双重气氛环境下，空气侧截面局部形成疖状氧化物，通过EDS检测，疖状氧化物中含有大量Fe.Goebel等[36]模拟了600 ℃空气/Ar-5%H2-3%H2O环境下AISI441合金的氧化试验，表明与空气接触表面形成大量的富Fe氧化物.这种现象可能是由H通过钢体扩散导致的剥落腐蚀.已有研究表明，H可以较快地通过金属扩散，在800 ℃下H在不锈钢中的扩散速率可以达到1.6×10-2 cm2s-1，相当于1 h扩散76 mm[35].Skilbred和Haugsrud[37]通过SIMS测量表明，SanergyHT在800 ℃双重气氛氧化100 h后，空气侧形成的氧化物中氢浓度更高.掺杂于Cr2O3层中的氢会促进Fe离子传输，导致Fe在Cr2O3中的迁移速率高于Cr.基于Cr2O3是p型半导体的假设，认为氢会在氧位点形成氢氧化物，并携带有效的正电荷[38].如果是由铬空位补偿正电荷，则应该有更多的可用阳离子传输位点，也就使得Fe含量的增加[35].这种模型得到了Hultquist等[39]的认同，他们在900 ℃空气中对含有不同溶解氢的纯Cr进行氧化，发现当金属中的氢含量较高时，阳离子传输的速率和氧化速率均增加.除此之外，形成富铁氧化皮的另一个原因可能是由于Cr从基体向外扩散不足而无法维持金属/氧化物界面处的Cr临界值，则Fe也将被氧化.然而，文献中没有提到溶解的H会影响合金中Cr扩散速率.Park等[40]在800 ℃下进行的Cr蒸发实验，当Fe-15Cr合金在氢气中氧化时，在较高氢气压力下氧气渗透率增加，Ce扩散速率增加.Essuman等[41]还提出，由于更高的化学驱动力和更大的晶格尺寸，Fe-Cr合金中的氢会促进氧在基体中的扩散速率，这可能使Cr在内部氧化，从而将Cr束缚在基体中，导致金属/氧化物界面处的Cr活性降低.氧化物内的蒸汽形成可能导致孔隙形成，从而提供氧气的快速传输并导致加速腐蚀[42]. ...
... [
32-
35]
SEM observation of the scale on Crofer22 APU after isothermal oxidation at 800 ℃ for 300 h: (a) cross-section microstructures of the airside scale on dual atmosphere oxidized air side; (b) EDS linear analysis on cross-sections from area A in Fig.3a; (c) EDS linear analysis on cross-sections from area B in Fig.3a<sup>[<xref ref-type="bibr" rid="R32">32</xref>-<xref ref-type="bibr" rid="R35">35</xref>]</sup>Fig.3![]()
然而，在众多研究当中双重气氛效应对连接体腐蚀的程度不同.一些研究没有发现双重气氛对腐蚀行为有任何显著影响[43,44].而能否产生剥落取决于合金中的元素成分、氧化条件 (恒温氧化或热循环氧化)[35]以及金属连接体厚度.Kurokawa等[45]研究双重气氛下SUS430合金氧化行为，试验样品厚度2 mm，表明空气侧没有观察到有疖状Fe氧化物，在横截面检测到，除了Cr2O3和MnCr2O4外存在少量的FeCr2O4.合金厚度的增加，使氢需要更长的时间才能穿透样品，在合金表面达到临界氢含量之前产生保护性Cr2O3层，将会降低氢在Cr2O3层的扩散速率，因此合金表面致密的Cr2O3有助于防止剥落腐蚀的发生. ...
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32-
35]
Fig.3![]()
然而，在众多研究当中双重气氛效应对连接体腐蚀的程度不同.一些研究没有发现双重气氛对腐蚀行为有任何显著影响[43,44].而能否产生剥落取决于合金中的元素成分、氧化条件 (恒温氧化或热循环氧化)[35]以及金属连接体厚度.Kurokawa等[45]研究双重气氛下SUS430合金氧化行为，试验样品厚度2 mm，表明空气侧没有观察到有疖状Fe氧化物，在横截面检测到，除了Cr2O3和MnCr2O4外存在少量的FeCr2O4.合金厚度的增加，使氢需要更长的时间才能穿透样品，在合金表面达到临界氢含量之前产生保护性Cr2O3层，将会降低氢在Cr2O3层的扩散速率，因此合金表面致密的Cr2O3有助于防止剥落腐蚀的发生. ...
Effects of water vapor on oxidation behavior of ferritic stainless steels under solid oxide fuel cell interconnect exposure conditions
0
2005
Anomalous corrosion behavior of stainless steels under SOFC interconnect exposure conditions
0
2003
Oxidation behavior of ferritic stainless steels under SOFC interconnect exposure conditions
6
2004
... 在SOFC电堆中，连接体一侧暴露在空气中，另一侧暴露在燃料气氛中.因此，连接体必须在双重气氛环境中保持稳定.目前，许多研究学者针对双重气氛 (空气/H2) 下连接体腐蚀特性进行研究.Yang等[32-35]对常用的连接体材料 (Crofer22APU、SUS430、E-brite) 在单空气、单氢气以及双重气氛中800~850 ℃环境下的腐蚀行为进行分析，如图3所示，双重气氛环境下，空气侧截面局部形成疖状氧化物，通过EDS检测，疖状氧化物中含有大量Fe.Goebel等[36]模拟了600 ℃空气/Ar-5%H2-3%H2O环境下AISI441合金的氧化试验，表明与空气接触表面形成大量的富Fe氧化物.这种现象可能是由H通过钢体扩散导致的剥落腐蚀.已有研究表明，H可以较快地通过金属扩散，在800 ℃下H在不锈钢中的扩散速率可以达到1.6×10-2 cm2s-1，相当于1 h扩散76 mm[35].Skilbred和Haugsrud[37]通过SIMS测量表明，SanergyHT在800 ℃双重气氛氧化100 h后，空气侧形成的氧化物中氢浓度更高.掺杂于Cr2O3层中的氢会促进Fe离子传输，导致Fe在Cr2O3中的迁移速率高于Cr.基于Cr2O3是p型半导体的假设，认为氢会在氧位点形成氢氧化物，并携带有效的正电荷[38].如果是由铬空位补偿正电荷，则应该有更多的可用阳离子传输位点，也就使得Fe含量的增加[35].这种模型得到了Hultquist等[39]的认同，他们在900 ℃空气中对含有不同溶解氢的纯Cr进行氧化，发现当金属中的氢含量较高时，阳离子传输的速率和氧化速率均增加.除此之外，形成富铁氧化皮的另一个原因可能是由于Cr从基体向外扩散不足而无法维持金属/氧化物界面处的Cr临界值，则Fe也将被氧化.然而，文献中没有提到溶解的H会影响合金中Cr扩散速率.Park等[40]在800 ℃下进行的Cr蒸发实验，当Fe-15Cr合金在氢气中氧化时，在较高氢气压力下氧气渗透率增加，Ce扩散速率增加.Essuman等[41]还提出，由于更高的化学驱动力和更大的晶格尺寸，Fe-Cr合金中的氢会促进氧在基体中的扩散速率，这可能使Cr在内部氧化，从而将Cr束缚在基体中，导致金属/氧化物界面处的Cr活性降低.氧化物内的蒸汽形成可能导致孔隙形成，从而提供氧气的快速传输并导致加速腐蚀[42]. ...
... [35].Skilbred和Haugsrud[37]通过SIMS测量表明，SanergyHT在800 ℃双重气氛氧化100 h后，空气侧形成的氧化物中氢浓度更高.掺杂于Cr2O3层中的氢会促进Fe离子传输，导致Fe在Cr2O3中的迁移速率高于Cr.基于Cr2O3是p型半导体的假设，认为氢会在氧位点形成氢氧化物，并携带有效的正电荷[38].如果是由铬空位补偿正电荷，则应该有更多的可用阳离子传输位点，也就使得Fe含量的增加[35].这种模型得到了Hultquist等[39]的认同，他们在900 ℃空气中对含有不同溶解氢的纯Cr进行氧化，发现当金属中的氢含量较高时，阳离子传输的速率和氧化速率均增加.除此之外，形成富铁氧化皮的另一个原因可能是由于Cr从基体向外扩散不足而无法维持金属/氧化物界面处的Cr临界值，则Fe也将被氧化.然而，文献中没有提到溶解的H会影响合金中Cr扩散速率.Park等[40]在800 ℃下进行的Cr蒸发实验，当Fe-15Cr合金在氢气中氧化时，在较高氢气压力下氧气渗透率增加，Ce扩散速率增加.Essuman等[41]还提出，由于更高的化学驱动力和更大的晶格尺寸，Fe-Cr合金中的氢会促进氧在基体中的扩散速率，这可能使Cr在内部氧化，从而将Cr束缚在基体中，导致金属/氧化物界面处的Cr活性降低.氧化物内的蒸汽形成可能导致孔隙形成，从而提供氧气的快速传输并导致加速腐蚀[42]. ...
... [35].这种模型得到了Hultquist等[39]的认同，他们在900 ℃空气中对含有不同溶解氢的纯Cr进行氧化，发现当金属中的氢含量较高时，阳离子传输的速率和氧化速率均增加.除此之外，形成富铁氧化皮的另一个原因可能是由于Cr从基体向外扩散不足而无法维持金属/氧化物界面处的Cr临界值，则Fe也将被氧化.然而，文献中没有提到溶解的H会影响合金中Cr扩散速率.Park等[40]在800 ℃下进行的Cr蒸发实验，当Fe-15Cr合金在氢气中氧化时，在较高氢气压力下氧气渗透率增加，Ce扩散速率增加.Essuman等[41]还提出，由于更高的化学驱动力和更大的晶格尺寸，Fe-Cr合金中的氢会促进氧在基体中的扩散速率，这可能使Cr在内部氧化，从而将Cr束缚在基体中，导致金属/氧化物界面处的Cr活性降低.氧化物内的蒸汽形成可能导致孔隙形成，从而提供氧气的快速传输并导致加速腐蚀[42]. ...
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SEM observation of the scale on Crofer22 APU after isothermal oxidation at 800 ℃ for 300 h: (a) cross-section microstructures of the airside scale on dual atmosphere oxidized air side; (b) EDS linear analysis on cross-sections from area A in Fig.3a; (c) EDS linear analysis on cross-sections from area B in Fig.3a<sup>[<xref ref-type="bibr" rid="R32">32</xref>-<xref ref-type="bibr" rid="R35">35</xref>]</sup>Fig.3![]()
然而，在众多研究当中双重气氛效应对连接体腐蚀的程度不同.一些研究没有发现双重气氛对腐蚀行为有任何显著影响[43,44].而能否产生剥落取决于合金中的元素成分、氧化条件 (恒温氧化或热循环氧化)[35]以及金属连接体厚度.Kurokawa等[45]研究双重气氛下SUS430合金氧化行为，试验样品厚度2 mm，表明空气侧没有观察到有疖状Fe氧化物，在横截面检测到，除了Cr2O3和MnCr2O4外存在少量的FeCr2O4.合金厚度的增加，使氢需要更长的时间才能穿透样品，在合金表面达到临界氢含量之前产生保护性Cr2O3层，将会降低氢在Cr2O3层的扩散速率，因此合金表面致密的Cr2O3有助于防止剥落腐蚀的发生. ...
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35]
Fig.3![]()
然而，在众多研究当中双重气氛效应对连接体腐蚀的程度不同.一些研究没有发现双重气氛对腐蚀行为有任何显著影响[43,44].而能否产生剥落取决于合金中的元素成分、氧化条件 (恒温氧化或热循环氧化)[35]以及金属连接体厚度.Kurokawa等[45]研究双重气氛下SUS430合金氧化行为，试验样品厚度2 mm，表明空气侧没有观察到有疖状Fe氧化物，在横截面检测到，除了Cr2O3和MnCr2O4外存在少量的FeCr2O4.合金厚度的增加，使氢需要更长的时间才能穿透样品，在合金表面达到临界氢含量之前产生保护性Cr2O3层，将会降低氢在Cr2O3层的扩散速率，因此合金表面致密的Cr2O3有助于防止剥落腐蚀的发生. ...
... 然而，在众多研究当中双重气氛效应对连接体腐蚀的程度不同.一些研究没有发现双重气氛对腐蚀行为有任何显著影响[43,44].而能否产生剥落取决于合金中的元素成分、氧化条件 (恒温氧化或热循环氧化)[35]以及金属连接体厚度.Kurokawa等[45]研究双重气氛下SUS430合金氧化行为，试验样品厚度2 mm，表明空气侧没有观察到有疖状Fe氧化物，在横截面检测到，除了Cr2O3和MnCr2O4外存在少量的FeCr2O4.合金厚度的增加，使氢需要更长的时间才能穿透样品，在合金表面达到临界氢含量之前产生保护性Cr2O3层，将会降低氢在Cr2O3层的扩散速率，因此合金表面致密的Cr2O3有助于防止剥落腐蚀的发生. ...
The effect of pre-oxidation parameters on the corrosion behavior of AISI 441 in dual atmosphere
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2018
... 在SOFC电堆中，连接体一侧暴露在空气中，另一侧暴露在燃料气氛中.因此，连接体必须在双重气氛环境中保持稳定.目前，许多研究学者针对双重气氛 (空气/H2) 下连接体腐蚀特性进行研究.Yang等[32-35]对常用的连接体材料 (Crofer22APU、SUS430、E-brite) 在单空气、单氢气以及双重气氛中800~850 ℃环境下的腐蚀行为进行分析，如图3所示，双重气氛环境下，空气侧截面局部形成疖状氧化物，通过EDS检测，疖状氧化物中含有大量Fe.Goebel等[36]模拟了600 ℃空气/Ar-5%H2-3%H2O环境下AISI441合金的氧化试验，表明与空气接触表面形成大量的富Fe氧化物.这种现象可能是由H通过钢体扩散导致的剥落腐蚀.已有研究表明，H可以较快地通过金属扩散，在800 ℃下H在不锈钢中的扩散速率可以达到1.6×10-2 cm2s-1，相当于1 h扩散76 mm[35].Skilbred和Haugsrud[37]通过SIMS测量表明，SanergyHT在800 ℃双重气氛氧化100 h后，空气侧形成的氧化物中氢浓度更高.掺杂于Cr2O3层中的氢会促进Fe离子传输，导致Fe在Cr2O3中的迁移速率高于Cr.基于Cr2O3是p型半导体的假设，认为氢会在氧位点形成氢氧化物，并携带有效的正电荷[38].如果是由铬空位补偿正电荷，则应该有更多的可用阳离子传输位点，也就使得Fe含量的增加[35].这种模型得到了Hultquist等[39]的认同，他们在900 ℃空气中对含有不同溶解氢的纯Cr进行氧化，发现当金属中的氢含量较高时，阳离子传输的速率和氧化速率均增加.除此之外，形成富铁氧化皮的另一个原因可能是由于Cr从基体向外扩散不足而无法维持金属/氧化物界面处的Cr临界值，则Fe也将被氧化.然而，文献中没有提到溶解的H会影响合金中Cr扩散速率.Park等[40]在800 ℃下进行的Cr蒸发实验，当Fe-15Cr合金在氢气中氧化时，在较高氢气压力下氧气渗透率增加，Ce扩散速率增加.Essuman等[41]还提出，由于更高的化学驱动力和更大的晶格尺寸，Fe-Cr合金中的氢会促进氧在基体中的扩散速率，这可能使Cr在内部氧化，从而将Cr束缚在基体中，导致金属/氧化物界面处的Cr活性降低.氧化物内的蒸汽形成可能导致孔隙形成，从而提供氧气的快速传输并导致加速腐蚀[42]. ...
The effect of water vapour on the corrosion of sandvik sanergy HT under dual atmosphere conditions
1
2013
... 在SOFC电堆中，连接体一侧暴露在空气中，另一侧暴露在燃料气氛中.因此，连接体必须在双重气氛环境中保持稳定.目前，许多研究学者针对双重气氛 (空气/H2) 下连接体腐蚀特性进行研究.Yang等[32-35]对常用的连接体材料 (Crofer22APU、SUS430、E-brite) 在单空气、单氢气以及双重气氛中800~850 ℃环境下的腐蚀行为进行分析，如图3所示，双重气氛环境下，空气侧截面局部形成疖状氧化物，通过EDS检测，疖状氧化物中含有大量Fe.Goebel等[36]模拟了600 ℃空气/Ar-5%H2-3%H2O环境下AISI441合金的氧化试验，表明与空气接触表面形成大量的富Fe氧化物.这种现象可能是由H通过钢体扩散导致的剥落腐蚀.已有研究表明，H可以较快地通过金属扩散，在800 ℃下H在不锈钢中的扩散速率可以达到1.6×10-2 cm2s-1，相当于1 h扩散76 mm[35].Skilbred和Haugsrud[37]通过SIMS测量表明，SanergyHT在800 ℃双重气氛氧化100 h后，空气侧形成的氧化物中氢浓度更高.掺杂于Cr2O3层中的氢会促进Fe离子传输，导致Fe在Cr2O3中的迁移速率高于Cr.基于Cr2O3是p型半导体的假设，认为氢会在氧位点形成氢氧化物，并携带有效的正电荷[38].如果是由铬空位补偿正电荷，则应该有更多的可用阳离子传输位点，也就使得Fe含量的增加[35].这种模型得到了Hultquist等[39]的认同，他们在900 ℃空气中对含有不同溶解氢的纯Cr进行氧化，发现当金属中的氢含量较高时，阳离子传输的速率和氧化速率均增加.除此之外，形成富铁氧化皮的另一个原因可能是由于Cr从基体向外扩散不足而无法维持金属/氧化物界面处的Cr临界值，则Fe也将被氧化.然而，文献中没有提到溶解的H会影响合金中Cr扩散速率.Park等[40]在800 ℃下进行的Cr蒸发实验，当Fe-15Cr合金在氢气中氧化时，在较高氢气压力下氧气渗透率增加，Ce扩散速率增加.Essuman等[41]还提出，由于更高的化学驱动力和更大的晶格尺寸，Fe-Cr合金中的氢会促进氧在基体中的扩散速率，这可能使Cr在内部氧化，从而将Cr束缚在基体中，导致金属/氧化物界面处的Cr活性降低.氧化物内的蒸汽形成可能导致孔隙形成，从而提供氧气的快速传输并导致加速腐蚀[42]. ...
Water vapour effects on the oxidation of chromia-forming alloys
1
2011
... 在SOFC电堆中，连接体一侧暴露在空气中，另一侧暴露在燃料气氛中.因此，连接体必须在双重气氛环境中保持稳定.目前，许多研究学者针对双重气氛 (空气/H2) 下连接体腐蚀特性进行研究.Yang等[32-35]对常用的连接体材料 (Crofer22APU、SUS430、E-brite) 在单空气、单氢气以及双重气氛中800~850 ℃环境下的腐蚀行为进行分析，如图3所示，双重气氛环境下，空气侧截面局部形成疖状氧化物，通过EDS检测，疖状氧化物中含有大量Fe.Goebel等[36]模拟了600 ℃空气/Ar-5%H2-3%H2O环境下AISI441合金的氧化试验，表明与空气接触表面形成大量的富Fe氧化物.这种现象可能是由H通过钢体扩散导致的剥落腐蚀.已有研究表明，H可以较快地通过金属扩散，在800 ℃下H在不锈钢中的扩散速率可以达到1.6×10-2 cm2s-1，相当于1 h扩散76 mm[35].Skilbred和Haugsrud[37]通过SIMS测量表明，SanergyHT在800 ℃双重气氛氧化100 h后，空气侧形成的氧化物中氢浓度更高.掺杂于Cr2O3层中的氢会促进Fe离子传输，导致Fe在Cr2O3中的迁移速率高于Cr.基于Cr2O3是p型半导体的假设，认为氢会在氧位点形成氢氧化物，并携带有效的正电荷[38].如果是由铬空位补偿正电荷，则应该有更多的可用阳离子传输位点，也就使得Fe含量的增加[35].这种模型得到了Hultquist等[39]的认同，他们在900 ℃空气中对含有不同溶解氢的纯Cr进行氧化，发现当金属中的氢含量较高时，阳离子传输的速率和氧化速率均增加.除此之外，形成富铁氧化皮的另一个原因可能是由于Cr从基体向外扩散不足而无法维持金属/氧化物界面处的Cr临界值，则Fe也将被氧化.然而，文献中没有提到溶解的H会影响合金中Cr扩散速率.Park等[40]在800 ℃下进行的Cr蒸发实验，当Fe-15Cr合金在氢气中氧化时，在较高氢气压力下氧气渗透率增加，Ce扩散速率增加.Essuman等[41]还提出，由于更高的化学驱动力和更大的晶格尺寸，Fe-Cr合金中的氢会促进氧在基体中的扩散速率，这可能使Cr在内部氧化，从而将Cr束缚在基体中，导致金属/氧化物界面处的Cr活性降低.氧化物内的蒸汽形成可能导致孔隙形成，从而提供氧气的快速传输并导致加速腐蚀[42]. ...
Hydrogen in chromium: influence on the high-temperature oxidation kinetics in H2O, oxide-growth mechanisms, and scale adherence
1
2000
... 在SOFC电堆中，连接体一侧暴露在空气中，另一侧暴露在燃料气氛中.因此，连接体必须在双重气氛环境中保持稳定.目前，许多研究学者针对双重气氛 (空气/H2) 下连接体腐蚀特性进行研究.Yang等[32-35]对常用的连接体材料 (Crofer22APU、SUS430、E-brite) 在单空气、单氢气以及双重气氛中800~850 ℃环境下的腐蚀行为进行分析，如图3所示，双重气氛环境下，空气侧截面局部形成疖状氧化物，通过EDS检测，疖状氧化物中含有大量Fe.Goebel等[36]模拟了600 ℃空气/Ar-5%H2-3%H2O环境下AISI441合金的氧化试验，表明与空气接触表面形成大量的富Fe氧化物.这种现象可能是由H通过钢体扩散导致的剥落腐蚀.已有研究表明，H可以较快地通过金属扩散，在800 ℃下H在不锈钢中的扩散速率可以达到1.6×10-2 cm2s-1，相当于1 h扩散76 mm[35].Skilbred和Haugsrud[37]通过SIMS测量表明，SanergyHT在800 ℃双重气氛氧化100 h后，空气侧形成的氧化物中氢浓度更高.掺杂于Cr2O3层中的氢会促进Fe离子传输，导致Fe在Cr2O3中的迁移速率高于Cr.基于Cr2O3是p型半导体的假设，认为氢会在氧位点形成氢氧化物，并携带有效的正电荷[38].如果是由铬空位补偿正电荷，则应该有更多的可用阳离子传输位点，也就使得Fe含量的增加[35].这种模型得到了Hultquist等[39]的认同，他们在900 ℃空气中对含有不同溶解氢的纯Cr进行氧化，发现当金属中的氢含量较高时，阳离子传输的速率和氧化速率均增加.除此之外，形成富铁氧化皮的另一个原因可能是由于Cr从基体向外扩散不足而无法维持金属/氧化物界面处的Cr临界值，则Fe也将被氧化.然而，文献中没有提到溶解的H会影响合金中Cr扩散速率.Park等[40]在800 ℃下进行的Cr蒸发实验，当Fe-15Cr合金在氢气中氧化时，在较高氢气压力下氧气渗透率增加，Ce扩散速率增加.Essuman等[41]还提出，由于更高的化学驱动力和更大的晶格尺寸，Fe-Cr合金中的氢会促进氧在基体中的扩散速率，这可能使Cr在内部氧化，从而将Cr束缚在基体中，导致金属/氧化物界面处的Cr活性降低.氧化物内的蒸汽形成可能导致孔隙形成，从而提供氧气的快速传输并导致加速腐蚀[42]. ...
Evolution of near-surface concentration profiles of Cr during annealing of Fe-15Cr polycrystalline alloy
1
2005
... 在SOFC电堆中，连接体一侧暴露在空气中，另一侧暴露在燃料气氛中.因此，连接体必须在双重气氛环境中保持稳定.目前，许多研究学者针对双重气氛 (空气/H2) 下连接体腐蚀特性进行研究.Yang等[32-35]对常用的连接体材料 (Crofer22APU、SUS430、E-brite) 在单空气、单氢气以及双重气氛中800~850 ℃环境下的腐蚀行为进行分析，如图3所示，双重气氛环境下，空气侧截面局部形成疖状氧化物，通过EDS检测，疖状氧化物中含有大量Fe.Goebel等[36]模拟了600 ℃空气/Ar-5%H2-3%H2O环境下AISI441合金的氧化试验，表明与空气接触表面形成大量的富Fe氧化物.这种现象可能是由H通过钢体扩散导致的剥落腐蚀.已有研究表明，H可以较快地通过金属扩散，在800 ℃下H在不锈钢中的扩散速率可以达到1.6×10-2 cm2s-1，相当于1 h扩散76 mm[35].Skilbred和Haugsrud[37]通过SIMS测量表明，SanergyHT在800 ℃双重气氛氧化100 h后，空气侧形成的氧化物中氢浓度更高.掺杂于Cr2O3层中的氢会促进Fe离子传输，导致Fe在Cr2O3中的迁移速率高于Cr.基于Cr2O3是p型半导体的假设，认为氢会在氧位点形成氢氧化物，并携带有效的正电荷[38].如果是由铬空位补偿正电荷，则应该有更多的可用阳离子传输位点，也就使得Fe含量的增加[35].这种模型得到了Hultquist等[39]的认同，他们在900 ℃空气中对含有不同溶解氢的纯Cr进行氧化，发现当金属中的氢含量较高时，阳离子传输的速率和氧化速率均增加.除此之外，形成富铁氧化皮的另一个原因可能是由于Cr从基体向外扩散不足而无法维持金属/氧化物界面处的Cr临界值，则Fe也将被氧化.然而，文献中没有提到溶解的H会影响合金中Cr扩散速率.Park等[40]在800 ℃下进行的Cr蒸发实验，当Fe-15Cr合金在氢气中氧化时，在较高氢气压力下氧气渗透率增加，Ce扩散速率增加.Essuman等[41]还提出，由于更高的化学驱动力和更大的晶格尺寸，Fe-Cr合金中的氢会促进氧在基体中的扩散速率，这可能使Cr在内部氧化，从而将Cr束缚在基体中，导致金属/氧化物界面处的Cr活性降低.氧化物内的蒸汽形成可能导致孔隙形成，从而提供氧气的快速传输并导致加速腐蚀[42]. ...
The effect of water vapor on selective oxidation of Fe-Cr alloys
1
2008
... 在SOFC电堆中，连接体一侧暴露在空气中，另一侧暴露在燃料气氛中.因此，连接体必须在双重气氛环境中保持稳定.目前，许多研究学者针对双重气氛 (空气/H2) 下连接体腐蚀特性进行研究.Yang等[32-35]对常用的连接体材料 (Crofer22APU、SUS430、E-brite) 在单空气、单氢气以及双重气氛中800~850 ℃环境下的腐蚀行为进行分析，如图3所示，双重气氛环境下，空气侧截面局部形成疖状氧化物，通过EDS检测，疖状氧化物中含有大量Fe.Goebel等[36]模拟了600 ℃空气/Ar-5%H2-3%H2O环境下AISI441合金的氧化试验，表明与空气接触表面形成大量的富Fe氧化物.这种现象可能是由H通过钢体扩散导致的剥落腐蚀.已有研究表明，H可以较快地通过金属扩散，在800 ℃下H在不锈钢中的扩散速率可以达到1.6×10-2 cm2s-1，相当于1 h扩散76 mm[35].Skilbred和Haugsrud[37]通过SIMS测量表明，SanergyHT在800 ℃双重气氛氧化100 h后，空气侧形成的氧化物中氢浓度更高.掺杂于Cr2O3层中的氢会促进Fe离子传输，导致Fe在Cr2O3中的迁移速率高于Cr.基于Cr2O3是p型半导体的假设，认为氢会在氧位点形成氢氧化物，并携带有效的正电荷[38].如果是由铬空位补偿正电荷，则应该有更多的可用阳离子传输位点，也就使得Fe含量的增加[35].这种模型得到了Hultquist等[39]的认同，他们在900 ℃空气中对含有不同溶解氢的纯Cr进行氧化，发现当金属中的氢含量较高时，阳离子传输的速率和氧化速率均增加.除此之外，形成富铁氧化皮的另一个原因可能是由于Cr从基体向外扩散不足而无法维持金属/氧化物界面处的Cr临界值，则Fe也将被氧化.然而，文献中没有提到溶解的H会影响合金中Cr扩散速率.Park等[40]在800 ℃下进行的Cr蒸发实验，当Fe-15Cr合金在氢气中氧化时，在较高氢气压力下氧气渗透率增加，Ce扩散速率增加.Essuman等[41]还提出，由于更高的化学驱动力和更大的晶格尺寸，Fe-Cr合金中的氢会促进氧在基体中的扩散速率，这可能使Cr在内部氧化，从而将Cr束缚在基体中，导致金属/氧化物界面处的Cr活性降低.氧化物内的蒸汽形成可能导致孔隙形成，从而提供氧气的快速传输并导致加速腐蚀[42]. ...
Dual-environment effects on the oxidation of metallic interconnects
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2006
... 在SOFC电堆中，连接体一侧暴露在空气中，另一侧暴露在燃料气氛中.因此，连接体必须在双重气氛环境中保持稳定.目前，许多研究学者针对双重气氛 (空气/H2) 下连接体腐蚀特性进行研究.Yang等[32-35]对常用的连接体材料 (Crofer22APU、SUS430、E-brite) 在单空气、单氢气以及双重气氛中800~850 ℃环境下的腐蚀行为进行分析，如图3所示，双重气氛环境下，空气侧截面局部形成疖状氧化物，通过EDS检测，疖状氧化物中含有大量Fe.Goebel等[36]模拟了600 ℃空气/Ar-5%H2-3%H2O环境下AISI441合金的氧化试验，表明与空气接触表面形成大量的富Fe氧化物.这种现象可能是由H通过钢体扩散导致的剥落腐蚀.已有研究表明，H可以较快地通过金属扩散，在800 ℃下H在不锈钢中的扩散速率可以达到1.6×10-2 cm2s-1，相当于1 h扩散76 mm[35].Skilbred和Haugsrud[37]通过SIMS测量表明，SanergyHT在800 ℃双重气氛氧化100 h后，空气侧形成的氧化物中氢浓度更高.掺杂于Cr2O3层中的氢会促进Fe离子传输，导致Fe在Cr2O3中的迁移速率高于Cr.基于Cr2O3是p型半导体的假设，认为氢会在氧位点形成氢氧化物，并携带有效的正电荷[38].如果是由铬空位补偿正电荷，则应该有更多的可用阳离子传输位点，也就使得Fe含量的增加[35].这种模型得到了Hultquist等[39]的认同，他们在900 ℃空气中对含有不同溶解氢的纯Cr进行氧化，发现当金属中的氢含量较高时，阳离子传输的速率和氧化速率均增加.除此之外，形成富铁氧化皮的另一个原因可能是由于Cr从基体向外扩散不足而无法维持金属/氧化物界面处的Cr临界值，则Fe也将被氧化.然而，文献中没有提到溶解的H会影响合金中Cr扩散速率.Park等[40]在800 ℃下进行的Cr蒸发实验，当Fe-15Cr合金在氢气中氧化时，在较高氢气压力下氧气渗透率增加，Ce扩散速率增加.Essuman等[41]还提出，由于更高的化学驱动力和更大的晶格尺寸，Fe-Cr合金中的氢会促进氧在基体中的扩散速率，这可能使Cr在内部氧化，从而将Cr束缚在基体中，导致金属/氧化物界面处的Cr活性降低.氧化物内的蒸汽形成可能导致孔隙形成，从而提供氧气的快速传输并导致加速腐蚀[42]. ...
Temperature dependence of corrosion of ferritic stainless steel in dual atmosphere at 600-800 ?℃
2
2018
... 然而，在众多研究当中双重气氛效应对连接体腐蚀的程度不同.一些研究没有发现双重气氛对腐蚀行为有任何显著影响[43,44].而能否产生剥落取决于合金中的元素成分、氧化条件 (恒温氧化或热循环氧化)[35]以及金属连接体厚度.Kurokawa等[45]研究双重气氛下SUS430合金氧化行为，试验样品厚度2 mm，表明空气侧没有观察到有疖状Fe氧化物，在横截面检测到，除了Cr2O3和MnCr2O4外存在少量的FeCr2O4.合金厚度的增加，使氢需要更长的时间才能穿透样品，在合金表面达到临界氢含量之前产生保护性Cr2O3层，将会降低氢在Cr2O3层的扩散速率，因此合金表面致密的Cr2O3有助于防止剥落腐蚀的发生. ...
... 以上关于双气氛中腐蚀行为的研究大多数是在800 ℃的温度下进行的.目前SOFC的发展趋势逐渐低温化，理论上预期降低温度会减缓材料腐蚀.然而，在较低温度下模拟空气或燃料气氛的氧化试验中并没能证实这一观点.Young等[46]研究表明在模拟氢气气氛中，铁素体不锈钢在500~600 ℃下的腐蚀程度高于650~800 ℃，Crofer22APU合金截面观察到局部区域形成连续的Fe3O4或 (Fe，Cr)3O4氧化层.Alnegren等[6]研究表明，600 ℃双气氛环境中AISI441样品空气侧表面绝大部分形成剥落腐蚀，3000 h后Fe氧化物几乎覆盖整个表面.作者认为，逆温度效应的原因是因为在较低温度下金属基体中Cr的扩散速率降低，这可能导致基体与氧化皮交界处的Cr含量减少，从而形成非保护性的富Fe氧化物[43]. ...
Conductivity and oxidation behavior of Fe-16Cr alloy as solid oxide fuel cell interconnect under long-stability and thermal cycles
1
2021
... 然而，在众多研究当中双重气氛效应对连接体腐蚀的程度不同.一些研究没有发现双重气氛对腐蚀行为有任何显著影响[43,44].而能否产生剥落取决于合金中的元素成分、氧化条件 (恒温氧化或热循环氧化)[35]以及金属连接体厚度.Kurokawa等[45]研究双重气氛下SUS430合金氧化行为，试验样品厚度2 mm，表明空气侧没有观察到有疖状Fe氧化物，在横截面检测到，除了Cr2O3和MnCr2O4外存在少量的FeCr2O4.合金厚度的增加，使氢需要更长的时间才能穿透样品，在合金表面达到临界氢含量之前产生保护性Cr2O3层，将会降低氢在Cr2O3层的扩散速率，因此合金表面致密的Cr2O3有助于防止剥落腐蚀的发生. ...
Hydrogen permeation through Fe-16Cr alloy interconnect in atmosphere simulating SOFC at 1073 K
1
2004
... 然而，在众多研究当中双重气氛效应对连接体腐蚀的程度不同.一些研究没有发现双重气氛对腐蚀行为有任何显著影响[43,44].而能否产生剥落取决于合金中的元素成分、氧化条件 (恒温氧化或热循环氧化)[35]以及金属连接体厚度.Kurokawa等[45]研究双重气氛下SUS430合金氧化行为，试验样品厚度2 mm，表明空气侧没有观察到有疖状Fe氧化物，在横截面检测到，除了Cr2O3和MnCr2O4外存在少量的FeCr2O4.合金厚度的增加，使氢需要更长的时间才能穿透样品，在合金表面达到临界氢含量之前产生保护性Cr2O3层，将会降低氢在Cr2O3层的扩散速率，因此合金表面致密的Cr2O3有助于防止剥落腐蚀的发生. ...
Temperature dependence of oxide scale formation on high-Cr ferritic steels in Ar-H2-H2O
1
2011
... 以上关于双气氛中腐蚀行为的研究大多数是在800 ℃的温度下进行的.目前SOFC的发展趋势逐渐低温化，理论上预期降低温度会减缓材料腐蚀.然而，在较低温度下模拟空气或燃料气氛的氧化试验中并没能证实这一观点.Young等[46]研究表明在模拟氢气气氛中，铁素体不锈钢在500~600 ℃下的腐蚀程度高于650~800 ℃，Crofer22APU合金截面观察到局部区域形成连续的Fe3O4或 (Fe，Cr)3O4氧化层.Alnegren等[6]研究表明，600 ℃双气氛环境中AISI441样品空气侧表面绝大部分形成剥落腐蚀，3000 h后Fe氧化物几乎覆盖整个表面.作者认为，逆温度效应的原因是因为在较低温度下金属基体中Cr的扩散速率降低，这可能导致基体与氧化皮交界处的Cr含量减少，从而形成非保护性的富Fe氧化物[43]. ...
Investigation of Ni-coated-steel-meshes as alternative anode contact material to nickel in an SOFC stack
1
2019
... 与连接体有关的电堆界面主要来源于与接触层和密封剂之间的接触，在界面处，金属元素间的相互扩散或二次相的形成是导致界面腐蚀的主要原因.大多数情况下，通常采用镍网作为燃料侧接触层，为连接体与阳极材料之间提供电接触，从而提升电堆整体性能[47].连接体材料和镍网之间的元素活度梯度导致Fe、Cr、Mn和Ni等元素之间的相互扩散.如图4为重整阳极环境下Ni网与金属连接体间相互作用示意图，Ni移动到铁素体钢连接体中导致局部奥氏体形成，奥氏体的热膨胀系数比铁素体高，在热循环过程中可能产生机械应力[23].此外，铁素体与镍的相互扩散可能导致进一步的相变.例如，Crofer 22 APU在600 ℃阳极气体暴露时，在原始铁素体基体与奥氏体层的界面附近形成了σ相[48].脆性σ相的存在会促进裂纹的形成，从而降低互连体的整体性能.而且，随着温度的降低和铬含量增加，σ相形成概率增加. ...
Long-term behaviour of solid oxide fuel cell interconnect materials in contact with Ni-mesh during exposure in simulated anode gas at 700 and 800 ℃
1
2014
... 与连接体有关的电堆界面主要来源于与接触层和密封剂之间的接触，在界面处，金属元素间的相互扩散或二次相的形成是导致界面腐蚀的主要原因.大多数情况下，通常采用镍网作为燃料侧接触层，为连接体与阳极材料之间提供电接触，从而提升电堆整体性能[47].连接体材料和镍网之间的元素活度梯度导致Fe、Cr、Mn和Ni等元素之间的相互扩散.如图4为重整阳极环境下Ni网与金属连接体间相互作用示意图，Ni移动到铁素体钢连接体中导致局部奥氏体形成，奥氏体的热膨胀系数比铁素体高，在热循环过程中可能产生机械应力[23].此外，铁素体与镍的相互扩散可能导致进一步的相变.例如，Crofer 22 APU在600 ℃阳极气体暴露时，在原始铁素体基体与奥氏体层的界面附近形成了σ相[48].脆性σ相的存在会促进裂纹的形成，从而降低互连体的整体性能.而且，随着温度的降低和铬含量增加，σ相形成概率增加. ...
Oxidation behavior of metallic interconnect in solid oxide fuel cell stack
1
2017
... 研究[49]表明电流也会对氧化皮厚度产生影响.Li等[50,51]在800 ℃煤合成气环境下向Corfer22材料中通入0.5 A·cm-2的电流，表明电流不会影响氧化皮的成分，因为氧化产物是由热力学因素决定的.合金表面Cr2O3层的生长主要基于Cr离子的向外扩散，施加电流后，相当于在整个材料上形成微电场，它促使金属阳离子 (Cr离子) 顺着电流方向进行扩散.因此，在Cr2O3层中，正极侧的Cr离子向外扩散受到抑制，负极侧的Cr离子向外扩散得到促进，最终导致正极侧的氧化层厚于负极侧的氧化层. ...
Effect of electrical current on solid oxide fuel cells metallic interconnect oxidation in syngas
1
2010
... 研究[49]表明电流也会对氧化皮厚度产生影响.Li等[50,51]在800 ℃煤合成气环境下向Corfer22材料中通入0.5 A·cm-2的电流，表明电流不会影响氧化皮的成分，因为氧化产物是由热力学因素决定的.合金表面Cr2O3层的生长主要基于Cr离子的向外扩散，施加电流后，相当于在整个材料上形成微电场，它促使金属阳离子 (Cr离子) 顺着电流方向进行扩散.因此，在Cr2O3层中，正极侧的Cr离子向外扩散受到抑制，负极侧的Cr离子向外扩散得到促进，最终导致正极侧的氧化层厚于负极侧的氧化层. ...
Corrosion behavior of ebrite and SS430 in coal syngas with loaded current
1
2011
... 研究[49]表明电流也会对氧化皮厚度产生影响.Li等[50,51]在800 ℃煤合成气环境下向Corfer22材料中通入0.5 A·cm-2的电流，表明电流不会影响氧化皮的成分，因为氧化产物是由热力学因素决定的.合金表面Cr2O3层的生长主要基于Cr离子的向外扩散，施加电流后，相当于在整个材料上形成微电场，它促使金属阳离子 (Cr离子) 顺着电流方向进行扩散.因此，在Cr2O3层中，正极侧的Cr离子向外扩散受到抑制，负极侧的Cr离子向外扩散得到促进，最终导致正极侧的氧化层厚于负极侧的氧化层. ...
Enhancing the long-term stability of Ag based seals for solid oxide fuel/electrolysis applications by simple interconnect aluminization
1
2019
... 平面SOFC制造中电池与连接体之间的稳定性和气密性也是不可忽略的问题.近年来，已经测试了许多密封材料，例如云母、玻璃和金属钎焊[52,53].目前，应用最为广泛的是玻璃陶瓷材料：钡-钙-铝硅酸盐 (BCAS) 和钡钙镁 (BCMAS)[54]，这种材料中常添加少量过渡金属氧化物 (PbO、ZnO)，这些氧化物在燃料气氛下容易被还原，尤其是PbO，在H2+3%H2O环境下，Pb迁移到连接体表面，加速了连接体Cr内部氧化.在燃料侧和空气侧环境下玻璃陶瓷密封材料与连接体界面处可观察到明显的向外生长的富铁氧化物，形成的高导电性富铁氧化物导致电池的金属框架相互连接并短路[54,55].此外，Cr2O3与玻璃中的碱土组分 (Ca、Sr、Ba) 发生反应形成 (Ca，Sr，Ba) CrO4[31].由于玻璃陶瓷密封材料与氧化皮和连接体界面热膨胀系数的差异，长期服役环境下，最终连接体与玻璃陶瓷界面可能发生分层开裂.近年来，开始采用Ag-Ti-Cu型金属钎焊合金作为电堆密封材料.与玻璃陶瓷密封相比，金属密封的主要优势在于具有更高的延展性，以减小因热致应力导致的失效.然而，Ag基金属密封的缺点是它们的高导电性和高透气性[56,57]，可能需要施加额外的局部电绝缘涂层.气体 (例如氧气，尤其是氢气) 的高渗透性导致在高温使用期间在钎焊金属内形成孔洞，从而导致金属密封的机械强度和气密性降低[53].因此，在实际SOFC条件下使用密封剂之前，需要了解组件和玻璃密封剂之间的界面行为，以了解热稳定性、界面形成、界面生长和界面行为与热循环的关系. ...
Ag-Cu-Ti braze materials for sealing SOFCs
2
2008
... 平面SOFC制造中电池与连接体之间的稳定性和气密性也是不可忽略的问题.近年来，已经测试了许多密封材料，例如云母、玻璃和金属钎焊[52,53].目前，应用最为广泛的是玻璃陶瓷材料：钡-钙-铝硅酸盐 (BCAS) 和钡钙镁 (BCMAS)[54]，这种材料中常添加少量过渡金属氧化物 (PbO、ZnO)，这些氧化物在燃料气氛下容易被还原，尤其是PbO，在H2+3%H2O环境下，Pb迁移到连接体表面，加速了连接体Cr内部氧化.在燃料侧和空气侧环境下玻璃陶瓷密封材料与连接体界面处可观察到明显的向外生长的富铁氧化物，形成的高导电性富铁氧化物导致电池的金属框架相互连接并短路[54,55].此外，Cr2O3与玻璃中的碱土组分 (Ca、Sr、Ba) 发生反应形成 (Ca，Sr，Ba) CrO4[31].由于玻璃陶瓷密封材料与氧化皮和连接体界面热膨胀系数的差异，长期服役环境下，最终连接体与玻璃陶瓷界面可能发生分层开裂.近年来，开始采用Ag-Ti-Cu型金属钎焊合金作为电堆密封材料.与玻璃陶瓷密封相比，金属密封的主要优势在于具有更高的延展性，以减小因热致应力导致的失效.然而，Ag基金属密封的缺点是它们的高导电性和高透气性[56,57]，可能需要施加额外的局部电绝缘涂层.气体 (例如氧气，尤其是氢气) 的高渗透性导致在高温使用期间在钎焊金属内形成孔洞，从而导致金属密封的机械强度和气密性降低[53].因此，在实际SOFC条件下使用密封剂之前，需要了解组件和玻璃密封剂之间的界面行为，以了解热稳定性、界面形成、界面生长和界面行为与热循环的关系. ...
... [53].因此，在实际SOFC条件下使用密封剂之前，需要了解组件和玻璃密封剂之间的界面行为，以了解热稳定性、界面形成、界面生长和界面行为与热循环的关系. ...
Behaviour of various glass-ceramic sealants with ferritic steels under simulated SOFC stack conditions
2
2005
... 平面SOFC制造中电池与连接体之间的稳定性和气密性也是不可忽略的问题.近年来，已经测试了许多密封材料，例如云母、玻璃和金属钎焊[52,53].目前，应用最为广泛的是玻璃陶瓷材料：钡-钙-铝硅酸盐 (BCAS) 和钡钙镁 (BCMAS)[54]，这种材料中常添加少量过渡金属氧化物 (PbO、ZnO)，这些氧化物在燃料气氛下容易被还原，尤其是PbO，在H2+3%H2O环境下，Pb迁移到连接体表面，加速了连接体Cr内部氧化.在燃料侧和空气侧环境下玻璃陶瓷密封材料与连接体界面处可观察到明显的向外生长的富铁氧化物，形成的高导电性富铁氧化物导致电池的金属框架相互连接并短路[54,55].此外，Cr2O3与玻璃中的碱土组分 (Ca、Sr、Ba) 发生反应形成 (Ca，Sr，Ba) CrO4[31].由于玻璃陶瓷密封材料与氧化皮和连接体界面热膨胀系数的差异，长期服役环境下，最终连接体与玻璃陶瓷界面可能发生分层开裂.近年来，开始采用Ag-Ti-Cu型金属钎焊合金作为电堆密封材料.与玻璃陶瓷密封相比，金属密封的主要优势在于具有更高的延展性，以减小因热致应力导致的失效.然而，Ag基金属密封的缺点是它们的高导电性和高透气性[56,57]，可能需要施加额外的局部电绝缘涂层.气体 (例如氧气，尤其是氢气) 的高渗透性导致在高温使用期间在钎焊金属内形成孔洞，从而导致金属密封的机械强度和气密性降低[53].因此，在实际SOFC条件下使用密封剂之前，需要了解组件和玻璃密封剂之间的界面行为，以了解热稳定性、界面形成、界面生长和界面行为与热循环的关系. ...
... [54,55].此外，Cr2O3与玻璃中的碱土组分 (Ca、Sr、Ba) 发生反应形成 (Ca，Sr，Ba) CrO4[31].由于玻璃陶瓷密封材料与氧化皮和连接体界面热膨胀系数的差异，长期服役环境下，最终连接体与玻璃陶瓷界面可能发生分层开裂.近年来，开始采用Ag-Ti-Cu型金属钎焊合金作为电堆密封材料.与玻璃陶瓷密封相比，金属密封的主要优势在于具有更高的延展性，以减小因热致应力导致的失效.然而，Ag基金属密封的缺点是它们的高导电性和高透气性[56,57]，可能需要施加额外的局部电绝缘涂层.气体 (例如氧气，尤其是氢气) 的高渗透性导致在高温使用期间在钎焊金属内形成孔洞，从而导致金属密封的机械强度和气密性降低[53].因此，在实际SOFC条件下使用密封剂之前，需要了解组件和玻璃密封剂之间的界面行为，以了解热稳定性、界面形成、界面生长和界面行为与热循环的关系. ...
Chemical interaction between glass-ceramic sealants and interconnect steels in SOFC stacks
1
2006
... 平面SOFC制造中电池与连接体之间的稳定性和气密性也是不可忽略的问题.近年来，已经测试了许多密封材料，例如云母、玻璃和金属钎焊[52,53].目前，应用最为广泛的是玻璃陶瓷材料：钡-钙-铝硅酸盐 (BCAS) 和钡钙镁 (BCMAS)[54]，这种材料中常添加少量过渡金属氧化物 (PbO、ZnO)，这些氧化物在燃料气氛下容易被还原，尤其是PbO，在H2+3%H2O环境下，Pb迁移到连接体表面，加速了连接体Cr内部氧化.在燃料侧和空气侧环境下玻璃陶瓷密封材料与连接体界面处可观察到明显的向外生长的富铁氧化物，形成的高导电性富铁氧化物导致电池的金属框架相互连接并短路[54,55].此外，Cr2O3与玻璃中的碱土组分 (Ca、Sr、Ba) 发生反应形成 (Ca，Sr，Ba) CrO4[31].由于玻璃陶瓷密封材料与氧化皮和连接体界面热膨胀系数的差异，长期服役环境下，最终连接体与玻璃陶瓷界面可能发生分层开裂.近年来，开始采用Ag-Ti-Cu型金属钎焊合金作为电堆密封材料.与玻璃陶瓷密封相比，金属密封的主要优势在于具有更高的延展性，以减小因热致应力导致的失效.然而，Ag基金属密封的缺点是它们的高导电性和高透气性[56,57]，可能需要施加额外的局部电绝缘涂层.气体 (例如氧气，尤其是氢气) 的高渗透性导致在高温使用期间在钎焊金属内形成孔洞，从而导致金属密封的机械强度和气密性降低[53].因此，在实际SOFC条件下使用密封剂之前，需要了解组件和玻璃密封剂之间的界面行为，以了解热稳定性、界面形成、界面生长和界面行为与热循环的关系. ...
Material transport and degradation behavior of SOFC interconnects
1
2006
... 平面SOFC制造中电池与连接体之间的稳定性和气密性也是不可忽略的问题.近年来，已经测试了许多密封材料，例如云母、玻璃和金属钎焊[52,53].目前，应用最为广泛的是玻璃陶瓷材料：钡-钙-铝硅酸盐 (BCAS) 和钡钙镁 (BCMAS)[54]，这种材料中常添加少量过渡金属氧化物 (PbO、ZnO)，这些氧化物在燃料气氛下容易被还原，尤其是PbO，在H2+3%H2O环境下，Pb迁移到连接体表面，加速了连接体Cr内部氧化.在燃料侧和空气侧环境下玻璃陶瓷密封材料与连接体界面处可观察到明显的向外生长的富铁氧化物，形成的高导电性富铁氧化物导致电池的金属框架相互连接并短路[54,55].此外，Cr2O3与玻璃中的碱土组分 (Ca、Sr、Ba) 发生反应形成 (Ca，Sr，Ba) CrO4[31].由于玻璃陶瓷密封材料与氧化皮和连接体界面热膨胀系数的差异，长期服役环境下，最终连接体与玻璃陶瓷界面可能发生分层开裂.近年来，开始采用Ag-Ti-Cu型金属钎焊合金作为电堆密封材料.与玻璃陶瓷密封相比，金属密封的主要优势在于具有更高的延展性，以减小因热致应力导致的失效.然而，Ag基金属密封的缺点是它们的高导电性和高透气性[56,57]，可能需要施加额外的局部电绝缘涂层.气体 (例如氧气，尤其是氢气) 的高渗透性导致在高温使用期间在钎焊金属内形成孔洞，从而导致金属密封的机械强度和气密性降低[53].因此，在实际SOFC条件下使用密封剂之前，需要了解组件和玻璃密封剂之间的界面行为，以了解热稳定性、界面形成、界面生长和界面行为与热循环的关系. ...
The behavior of nickel and silver in a simulated solid oxide fuel cell environment
1
2008
... 平面SOFC制造中电池与连接体之间的稳定性和气密性也是不可忽略的问题.近年来，已经测试了许多密封材料，例如云母、玻璃和金属钎焊[52,53].目前，应用最为广泛的是玻璃陶瓷材料：钡-钙-铝硅酸盐 (BCAS) 和钡钙镁 (BCMAS)[54]，这种材料中常添加少量过渡金属氧化物 (PbO、ZnO)，这些氧化物在燃料气氛下容易被还原，尤其是PbO，在H2+3%H2O环境下，Pb迁移到连接体表面，加速了连接体Cr内部氧化.在燃料侧和空气侧环境下玻璃陶瓷密封材料与连接体界面处可观察到明显的向外生长的富铁氧化物，形成的高导电性富铁氧化物导致电池的金属框架相互连接并短路[54,55].此外，Cr2O3与玻璃中的碱土组分 (Ca、Sr、Ba) 发生反应形成 (Ca，Sr，Ba) CrO4[31].由于玻璃陶瓷密封材料与氧化皮和连接体界面热膨胀系数的差异，长期服役环境下，最终连接体与玻璃陶瓷界面可能发生分层开裂.近年来，开始采用Ag-Ti-Cu型金属钎焊合金作为电堆密封材料.与玻璃陶瓷密封相比，金属密封的主要优势在于具有更高的延展性，以减小因热致应力导致的失效.然而，Ag基金属密封的缺点是它们的高导电性和高透气性[56,57]，可能需要施加额外的局部电绝缘涂层.气体 (例如氧气，尤其是氢气) 的高渗透性导致在高温使用期间在钎焊金属内形成孔洞，从而导致金属密封的机械强度和气密性降低[53].因此，在实际SOFC条件下使用密封剂之前，需要了解组件和玻璃密封剂之间的界面行为，以了解热稳定性、界面形成、界面生长和界面行为与热循环的关系. ...
