[发明专利]固体氧化物燃料电池的高温封接材料和封接技术

权利要求书

1、一种固体氧化物燃料电池的高温封接材料的内封接陶瓷粉材料，组份中含有CaO、Al₂O₃、SiO₂，其特征是，内封接陶瓷粉材料的组份还含有ZrO₂、Y₂O₃、Cr₂O₃，其中Al₂O₃按质量比占总组份的77～83％。

2、按照权利要求1所述的固体氧化物燃料电池的高温封接材料的内封接陶瓷粉材料，其特征是，内封接陶瓷粉材料的各组份按质量比为Al₂O₃/ZrO₂/Y₂O₃/SiO₂/Cr₂O₃/CaO＝(5～6)/1/(0.1～0.2)/(0.1～0.15)/(0.02～0.03)/(0.01～0.03)。

3、一种权利要求1的固体氧化物燃料电池的高温封接材料的内封接陶瓷粉材料的制备方法，顺次包括配料、球磨、预烧、制粉的过程，所说的配料是按组份和比例将原料混合；所说的制粉是预烧后淬火取出，重新研磨过筛，其特征是，所说的球磨是将混合原料以乙醇为助剂，在球磨机中混合研磨4～8小时；所说的预烧是在1300～1550℃条件下预烧8～10小时，再淬火研磨成粉过140目筛。

4、一种固体氧化物燃料电池的高温封接材料的外封接玻璃态材料，组份中含有CaO、Al₂O₃、SiO₂，其特征是，外封接玻璃态材料的组份还含有ZrO₂、Bi₂O₃、NaHCO₃、Fe₂O₃，其中SiO₂按质量比占总组份的47～67％。

5、按照权利要求4所述的固体氧化物燃料电池的高温封接材料的外封接玻璃态材料，其特征是，外封接玻璃态材料的各组份按质量比为SiO₂/Al₂O₃/ZrO₂/CaO/Bi₂O₃/NaHCO₃/Fe₂O₃＝(5.5～9)/(2.2～2.8)/1/(0.4～0.8)/(0.4～0.8)/(0.2～0.4)/(0.2～0.4)。

6、一种权利要求4的固体氧化物燃料电池的高温封接材料的外封接玻璃态材料的制备方法，顺次包括配料、球磨、预烧、制粉的过程，所说的配料是按组份和比例将原料混合；所说的制粉是预烧后淬火取出，重新研磨过筛，其特征是，所说的球磨是将混合原料以乙醇为助剂，在球磨机中混合研磨4～8小时；所说的预烧是在1000～1200℃条件下预烧4～7小时，再淬火研磨成粉过200目筛。

7、一种使用权利要求1和权利要求4高温封接材料对固体氧化物燃料电池的封接方法，包括物料的准备、清洗封接区、封接、高温处理的过程，其特征是，

(1)、物料准备是将内封接陶瓷粉、粘接剂、溶剂混合研磨成糊状，制成内封接材料；将外封接玻璃态材料、粘接剂、溶剂混合研磨成浆料，制成外封接材料；

(2)、所说的清洗封接区，是将燃料电池待封接区用ZaOH和HNO₃的水溶液分别交替反复浸泡清洗，再用蒸馏水洗净烘干；

(3)、所说的封接采用内封接材料和外封接材料两次封接的方法，

——内封接，在一个封接元件上涂内封接材料，再涂上一层粘接剂，在粘接剂干燥之前将另一个封接元件压在内封接材料上，在室温下静置1小时；

——外封接，在封接区的外表面反复涂敷外封接材料，完全覆盖内封接材料和封接接缝处，阴干；

(4)、所说的高温处理，是将外封接材料阴干后的燃料电池放在高温炉中升温，至780～820℃保温1.5～2.5小时，再升温至1000～1100℃保温20～50分钟，最后降温。

8、按照权利要求7所述的固体氧化物燃料电池的封接方法，其特征是，所说的粘接剂采用环氧树脂的乙酸乙酯饱和溶液与乙醇溶液混合，再加入乙二胺作固化剂；在高温处理中升温和降温，是在室温至780～820℃过程，先慢后快以1～6℃/分钟速率进行，在保温2小时后升温至1000～1100℃过程以8～12℃/分钟速率进行，在降温时，先快后慢以-5～-1℃/分钟速率降至200℃，再自然冷却至室温。