不同研磨工藝對鋇硅酸鹽玻璃粉末（作為固體氧化物顏料電池密封材料）燒結(jié)與發(fā)泡過程的影響

研究背景與目的

在制備燒結(jié)玻璃、微晶玻璃、玻璃基復(fù)合材料及玻璃粘接陶瓷或漿料時，常遇到氣體氣泡形成的問題。本研究聚焦于不同研磨工藝對鋇硅酸鹽玻璃粉體燒結(jié)及發(fā)泡行為的影響。

材料與方法

樣品準(zhǔn)備：采用鋇硅酸鹽玻璃粉末作為研究對象，通過不同的球磨程序處理粉末。

燒結(jié)與表征：使用加熱顯微鏡結(jié)合X射線衍射(XPD)、差熱分析(DTA)、真空熱提取(VHE)以及光學(xué)和電子顯微鏡技術(shù)來測量和分析燒結(jié)過程。

環(huán)境控制：考察了在氬氣、氮氣、空氣和二氧化碳等不同氣氛中進(jìn)行球磨和存儲對發(fā)泡現(xiàn)象的影響。

實現(xiàn)現(xiàn)象

球磨程度與發(fā)泡關(guān)系：隨著球磨程度的增加，發(fā)泡現(xiàn)象顯著增強(qiáng)。即使中度球磨的玻璃粉，在空氣中儲存后也能促進(jìn)發(fā)泡。

氣氛效應(yīng)：雖然樣品被單軸壓制并在空氣中燒結(jié)，但球磨氣氛對發(fā)泡有顯著影響，其影響程度大致為氬氣≈氮氣<空氣<二氧化碳。

發(fā)泡機(jī)理：VHE研究表明，發(fā)泡樣本中的孔隙主要封裝了二氧化碳，即便是在氬氣和氮氣中球磨的粉末也是如此，表明發(fā)泡是由粘附在玻璃粉表面的碳質(zhì)物種引起的。

減少發(fā)泡策略：在水中和含10%鹽酸的環(huán)境中球磨，能顯著降低發(fā)泡現(xiàn)象。

結(jié)論

?本研究表明，通過控制球磨條件和氣氛，特別是采用濕法球磨和/或酸性介質(zhì)，可以有效減少發(fā)泡問題，這對于優(yōu)化SOFC密封材料的制造過程具有重要意義。