بررسی امکان تهیه الکترولیت لوله‌ای پایه‌ی زیرکونیا به روش چاپ توری


بررسی امکان تهیه الکترولیت لوله‌ای پایه‌ی زیرکونیا به روش چاپ توری




پیلهای سوختی اکسید جامد یکی از مهم ترین وسایل به منظور تولید انرژی پاک هستند.


تحلیل خرابی و تخمین عمر پره توربین گاز از جنس سوپرآلیاژ پایه نیکل و ازدیاد طول عمر پره
وظیفه ی الکترولیت به عنوان مهم‌ترین جزء پیل سوختی انتقال اکسیژن به صورت -O2 از کاتد به اوند تحت اختلاف پتانسیل الکتروشیمیایی هست.


انجام مطالعات پارامتری و شبیه‌سازی آلاینده‌های co,nox در موتورهای احتراق داخلی با شارژ چینه‌ای یا شش مستقیم (tccs)
الکترولیت‌های پایه زیرکونیا به علت پایداری شیمیایی و گرمایی بالا تجاری‌ترین الکترولیت مورد هستفاده در این پیل‌ها هستند.


آنالیز صفحات چند لایه اورتوتروپیک تحت بار خمشی با فرض میدان تغییر مکان صفحه‌ای غیرخطی
از نظر هندسی پیل های سوختی اکسید جامد به دو صورت تخت و لوله ای تولید می شوند.


طراحی، تعیین شرایط پایداری و بهینه‌سازی سیستمهای تولید باز آراینده
آب بندی کامل پیرامون کاتد- الکترولیت- اوند جهت جداسازی گازهای هوا از سوخت ضروری هست.


طراحی ساخت لوله‌های اسپیرال
مزیت عمده ی هندسه ی لوله ای نسبت به تخت، آب‌بندی بهتر اون و مقاومت در برابر شوک های حرارتی هست.


استحکام باقیمانده صفحات کامپوزیتی تحت بار ضربه‌ای با سرعت کم
کاهش دمای کاری پیل ها از °C 1000 به °C 700 نیازی پايه ی جهت تجاری سازی این فناوری هست.


تحلیل هیدرودینامیکی کابل‌گذاری در بستر دریا به روش تجربی و عددی
کاهش ضخامت لایه ی الکترولیت راه حلی مناسب برای برآوردن این نیاز می باشد.


آنالیز تیرهای لایه‌ای مرکب غیرمتقارن با استفاده از توابع شکل مختلف برای تغییر فرمهای خمشی و برشی
چاپ توری روشی هست ساده با هزینه کم که فیلم نازک با ضخامت لازم را تولید می کند.

در این روش خمیر چاپ از ترکیب پودر YSZ با حامل آلی با نسبت وزنی 3:2 تهیه می‌شود.

سپس به‌وسیله ی یک کاردک از طریق توری روی زمینه پخش می شود.

لایه چاپ شده در دمای بالا برای رسیدن به چگالی کامل پخت می شود.

متغیر های مهم در فرایند شامل: پودرهای اولیه، ترکیب خمیر چاپ، شمار مش توری، زمینه ی چاپ، فاصله ی توری از زمینه، شکل هندسی سر کاردک، سرعت چاپ و دمای پخت هستند.

تاکنون روش چاپ توری در ساخت الکترولیت های با هندسه ی تخت مورد هستفاده برنامه می گرفت و گزارشی مبنی بر ساخت اجزای با هندسه ی لوله ای با این روش ارائه نشده هست.

در این تحقیق با توجه به خواص ویژه ی هندسه ی لوله ای نسبت به تخت، و مزیت روش چاپ توری یعنی ارزان و ساده بودن اون نسبت به دیگر روش های ساخت لایه نازک، هدف ساخت الکترولیت 5YSZ با هندسه ی لوله ای و ضخامت پایین انتخاب شد.

ابتدا الکترولیت تخت 5YSZ روی زمینه ی گرافیت خالص تولید و پس از اون نمونه های لوله ای شکل به قطر mm 6 و ضخامت µm 90 ساخته شد.

خواص مکانیکی فیلم های نازک تولیدی به کمک آزمون میکروسختی و نانوفروروندگی و خواص ساختاری به کمک آزمون های تفرق اشعه‌ی ایکس و میکروسکوپ الکترونی روبشی مورد بررسی برنامه گرفت.

سختی های به دست آمده برای نمونه ی تخت 5YSZ برابر GPa 12/2 و نمونه ی لوله ای شکل GPa 12/9 به دست آمد.

مقادیر به دست آمده برای خواص الکترولیت از جمله سختی و ریز ساختار مطلوب ارزیابی شد.




54 out of 100 based on 59 user ratings 584 reviews