بررسي خواص فولاد Crofer 22APU پوشش داده شده با Co/Y2O3 به روش آبكاري الكتريكي با جريان مستقيم

Oxidation and Electrical Behavior of Crofer 22APU Steel with the Co/Y2O3 Coating Produced by Direct Electroplating

فولاد زنگ نزن فريتي Crofer 22 APU به عنوان ماده اي مناسب براي ساخت اتصال دهنده در پيل هاي سوختي اكسيد جامد مورد استفاده قرار مي گيرد. از مشكلات مهم اين فولاد، افزايش مقاومت الكتريكي و تبخير كروم از آن در دماي بالاست. به منظور رفع اين مشكلات مي توان از يك لايه پوشش محافظ روي آن استفاده كرد. در اين پژوهش، از پوشش كامپوزيتي كبالت/اكسيد ايتريم تشكيل شده به روش آبكاري الكتريكي استفاده شد. سپس مقاومت به اكسيداسيون و مقاومت الكتريكي نمونه هاي پوشش دار و بدون پوشش مورد بررسي قرار گرفت. به منظور بررسي اثر اكسيداسيون روي ريزساختار و تركيب نمونه ها، از آناليزهاي ميكروسكوپي الكتروني روبشي و پراش پرتو ايكس استفاده شد. نتايج نشان داد نرخ اكسيداسيون نمونه بدون پوشش پس از 500 ساعت اكسيداسيون در هوا در 800 درجه سانتي گراد حدود چهار برابر نرخ اكسيداسيون نمونه پوشش داده شده است. تشكيل تركيبات اسپينلي Co3O4 وMnCo2O4 روي نمونه پوشش دار هدايت الكتريكي را بهبود داد. مقدار مقاومت ويژه سطحي نمونه پوشش دار و بدون پوشش بعد از 500 ساعت اكسيداسيون به ترتيب برابر 15/8 و 25/9 ميلي اهم بر سانتي متر مربع اندازه گيري شد.

Crofer 22 APU ferritic stainless steel has been evaluated as one of the favorable materials for utilization in Solid oxide fule cell (SOFC) interconnects. However, there are difficulties in utilizing these metallic interconnects, including the quick decrease of their electrical conductivity and evaporation of Cr species. To overcome the above problems, the application of protective coatings has been proposed. In this work, Co/Y2O3 composite coatings were deposited onto Crofer 22 APU stainless steels by direct current electrodeposition method. Oxidation and electrical properties of uncoated and coated steels were evaluated. Surface and cross-section of the bare and coated steels were characterized using scanning electron microscopy and X-ray diffraction techniques. Results showed that oxidation rate of the coated specimen was reduced by about 4 times, as compared to the uncoated one after 500 h isothermal oxidation in air at 800˚C. Formation of Co3O4 and MnCo2O4 spinel compositions improved electrical conductivity of the coated sample. After 500 h of isothermal oxidation at 800˚C, ASR value of the Co/Y2O3-coated and uncoated steels was 15.8 mΩ·cm2 and 25.9 mΩ·cm2 , respectively.