پوشش دهي كرومات لانتانيم بر روي فولاد زنگ نزن به روش سل - ژل و غوطه وري

Lanthanum chromite coating on stainless steel by sol–gel dip coating technique

امروزه پوشش هاي كرومات لانتانيم در طراحي اتصال دهنده هاي پيل سوختي اكسيد جامد به دليل هدايت الكتريكي بالا، مقاومت به اكسيداسيون و پايداري شيميايي مطلوب در دماهاي بالا توجه زيادي را به خود جلب كرده است. در اين تحقيق كرومات لانتانيم به عنوان پوشش بر روي فولاد زنگ نزن فريتي قرار گرفت. ابتدا طي يك فرآيند هيدروليز يك سل پايدار از محلول اوليه حاوي لانتانيم ساخته شد، سپس زير لايه فولادي به روش غوطه وري به داخل سل فرو برده شد و با سرعت ثابت 6cm/min خارج شد تا يك لايه نازك ژل بروي سطح زير لايه فولادي تشكيل شود. در مرحله بعد نمونه پوشش داده شده به آون منتقل شد و در دماي 250 درجه سانتي گراد خشك شد تا رطوبت و آب ساختاري آن به آرامي خارج گردد. به منظور افزايش ضخامت پوشش، عمليات پوشش دهي و خشك كردن به طور 3 مرتبه متوالي انجام گرفت و پس از آن پوشش يكدست و يكنواختي روي زيرلايه شكل گرفت. در نهايت نمونه ها به مدت 1 ساعت در كوره در دماي 800 درجه سانتي گراد حرارت ديدند تا پوشش نهايي در اين دما تشكيل گردد. بررسي مورفولوژي و سطح مقطع پوشش توسط آناليز و EDAX و SEM همچنين بررسي هاي فازي از پوشش توسط آناليز XRD انجام شد.

Lanthanum chromite coating occupies noticeable position as a ceramic coating in solid oxide fuel cell metallic interconnects, because of its excellent electrical conductivity, high oxidation resistance and desirable chemical stability in both oxidizing and reducing atmospheres. A sol-gel based process through dip coating method has been used in order to prepare a uniform, adherent and crack-free thin film on a stainless steel (SUS 430) substrate. This thin film layer improved chemical stability and oxidation behavior of substrate and decreased the cathode poisoning by chromia. First, during a hydrolysis process, a stable lanthanum chromite precursor solution was made up from starting materials. Then, the substrates were immersed into the precursor solution and were pulled out from the solution with a constant linear speed of 6 cm/min. The coated specimens were dried successively at 80°C for 1 hour and 250°C for 30 minutes. The mentioned procedure was repeated three times to increase the film thickness. Finally, the coated specimens were annealed in air at 800°C for 1 hour to form a desired perovskite coating layer. The coating microstructure was analyzed through X-ray diffraction and scanning electron microscopy. A relatively dense coating layer without pin-holes was obtained by annealing the coating layer at 800°C for 1 h. The coating also provided effective protection for the substrate during oxidation at 800 8C in air.