Пошук академічних текстів

Інформація × Реєстраційний номер 0220U100305, 0119U101944 , Науково-дослідна робота Назва роботи Легкий інтерконнект на основі Ti-Si-C для паливно-комірчаного застосування Назва етапу роботи Керівник роботи Бродніковський Єгор Миколайович, Дата реєстрації 15-01-2020 Організація виконавець Інститут проблем матеріалознавства ім. І.М.Францевича НАН України Опис етапу Інтерконнект є ключовою складовою для поєднання окремих керамічних паливних комірок (КПК) у збірку. Тому, безумовно, матеріал інтерконнекту впливає на характеристики збірки КПК та на строк її експлуатації. Інтерконнекти на основі металевих сплавів використовують для низько- та середньо-температурних КПК (600-700 °C). Сучасні матеріали інтерконнекта - це феритні неіржавіючі сталі, з великим вмістом хрому, який є однією з головних причин деградації КПК під час довготривалої роботи, і як результат, зниження загальної ефективності роботи всієї збірки КПК. Дана робота присвячена розробці сучасного матеріалу на основі системи Ti-Si-C для застосування його в якості інтерконнекту КПК, та вивчення його властивостей в умовах експлуатації КПК. Для реалізації даної НДР Ti-Si-C-композит був обраний як потенційний матеріал інтерконнекта КПК через свої унікальні властивості (щільність 4,5 г/см3, питома електропровідність на рівні 0,21·106 (Омoм)-1, КТР = 9.1·10-6 K-1 близький до 8YSZ - 11·10-6 K-1). Також обраний матеріал не містить хром, що повинно вирішити проблему отруєння хромом компонентів КПК. В ІПМ НАН України було синтезовано порошок з наступним фазовим складом (Ti3SiC2 + TiC + Ti5Si3 + TiSi2). Загалом, фазовий та хімічний склад порошку відповідає бажаному, а саме він складався переважно з МАХ-фази Ti5SiC2, кількість якої складає 56,8 %. Вільний титан відсутній, що дає перспективу для отриманого матеріалу в використанні у водневих середовищах роботи КПК. В Інституті фізики плазми (Чеська республіка) було проведено іскро-плазмове спікання (ІПС) синтезованого в ІПМ НАН України порошку на основі max-фази Ti5SiC2 (57 %) за режимами: температура спікання 1200 та 1400 °C, часом 5 хвилин та тиском 60 МПа. Спечені зразки мали задовільну поверхню і пористість до 5 % відповідно. Ti-Si-C зразки, спечені при температурі 1200 та 1400 °C, мали твердість за Вікерсом 257.4±12.3 та 1001.7±39.4 HV10, відповідно. Опис продукції Порошок композиційного матеріалу на основі Ti-Si-C з фазовим складом Ti3SiC2 (56,8 %) + TiC (13,7 %) + Ti5Si3 (10,8 %)+ TiSi2 (18,7 %), отриманий методом механосинтеза. Зразки з порошку отримані методом іскро-плазмового спікання в різних режимах. Матеріали на основі Ti-MAX майже вдвічі легші (~ 4,5 г/см3) за матеріали інтерконнекту Crofer 22 APU на основі Fe (~7.8 г/см3). Вага енергетичної системи є основною вимогою для її впровадження в портативних та пересувних засобах, як то безпілотні літальні апарати, морські та космічні апарати та воєнній амуніції. MAX-фази демонструють унікальні властивості, поєднують в собі такі переваги металів та кераміки, як висока тепло- і електопровідність, висока міцність, стійкість до пошкоджень і до теплового удару, а також, що більш важливо, оброблюваність, що дозволяє виготовляти деталі на токарному обладнані складної форми. Застосування інтерконнекту КПК без вмісту хрому дозволить запобігти деградації електродів КПК. Це, в свою чергу, подовжить термін роботи всієї енергетичної системи на основі КПК. Продовження терміну роботи енергогенеруючої системи з використанням запропонованих матеріалів інтерконнекту створює підгрунтя для економічних переваг. Екологічний матеріал, який не впливає на навколишнє серидовище. Автори роботи Бродніковська Ірина Володимирівна Бродніковський Дмитро Миколайович Пінчук Микита Олександрович Тимошенко Ярослав Григорович Додано в НРАТ 2020-04-02 Закрити