Супер
Информация о работе
Подробнее о работе
Отчёт - Стеклогерметики системы SiO2–Na2O–Al2O3–La2O3–SrO синтез и исследование физико-химических свойств
- 24 страниц
- 2020 год
- 0 просмотров
- 0 покупок
Гарантия сервиса Автор24
Уникальность не ниже 50%
Фрагменты работ
1.1 Герметики для ТОТЭ
Топливные элементы (ТЭ) – электрохимические устройства, преобразующие химическую энергию топлива в электрическую. Одним из главных преимуществ ТЭ перед традиционными источниками энергии является то, что процесс преобразования энергий протекает напрямую (отсутствие этапов преобразования энергии в механическую и тепловую). Это приводит к высокому коэффициенту полезного действия (КПД) ТЭ, который может достигать в некоторых случаях 70%. Кроме того, в процессе работы ТЭ выделяется минимальное количество загрязняющих веществ, а также отсутствуют сильные шумы и вибрации.
Единичная топливная ячейка состоит из анода и катода, которые разделены электролитом. В отличие от аккумуляторов, топливо и окислитель постоянно подаются к электродам ТЭ, а продукты химического взаимодействия отводятся от них, что позволяет обеспечивать непрерывное функционирование устройства. Топливо подается в анодное пространство, в котором происходит его окисление. Окислитель подается в катодное пространство, где происходит восстановление до ионной формы. Протекание этих реакций сопровождается потоком ионов через электролит, который компенсируется потоком электронов через внешнюю цепь ТЭ.
ТЭ можно классифицировать по температурным режимам работы (низко-, средне- и высокотемпературные), но наиболее устоявшаяся классификация основана на природе применяемого электролита.
Среди разнообразия особого внимания заслуживают твердооксидные топливные элементы (ТОТЭ), которые характеризуются наивысшими достижимыми значениями КПД среди других ТЭ.
Преимущества: высокая удельная мощность, твердый коррозионно-устойчивый электролит, высокая эффективность.
Недостатки: медленный старт, взаимодействие между компонентами ячейки.
Помимо этого, к дополнительным преимуществам ТОТЭ можно отнести:
Использование разнообразного вида первичного топлива (углеводороды, синтез газ, биотопливо);
Применение материалов электродов, не содержащих благородных металлов.
Кроме тепловых, механических, физических, химических и электрических требований, герметики должны обладать долговременной стабильностью в широком диапазоне частичного содержания кислорода.
1.1.1 Сжимаемые (сжимающие) герметики
Сжимаемые герметики – это не вяжущие деформируемые материалы. Невяжущая природа этих герметиков позволяет компонентам стека сжиматься и расширяться во время термического цикла. Герметизация происходит тогда, когда весь стек плотно нагружен, и соответственно, формируется динамическое уплотнение. Динамическое уплотнение указывает на то, что герметикам не требуется никакого соответствия критериев теплового расширения, и уплотняющие поверхности могут скользить друг об друга.
В связи с необходимостью нагрузки, сжимающим герметиком требуется нагрузочная рама для поддержания желаемой сжимающей нагрузки во время работы. Некоторые сложности, связанные с использованием этих рам, такие как, окисление каркаса ячейки, повышенная релаксация тепловой массы нагрузки из-за ползучести, а также повышенная стоимость системы.
Поскольку соответствия коэффициентов теплового расширения не требуется, разработчики стека могут использовать либо сплавы, либо ферритные нержавеющие стали для металлических деталей. Чаще всего в качестве сжимаемых герметиков используются два типа уплотнительных материалов, а именно, металлические прокладки и материалы на основе слюды.
1.1.2 Жесткие герметики
В жестких скрепленных герметиках образованное соединение не деформируется при комнатной температуре. Во время критической неисправности или из-за несоответствия коэффициентов термического расширения соединение подвержено образованию трещин/изломов. Поэтому крайне необходимо, чтобы герметик соответствовал коэффициентам термического расширения как та часть компонента, с которой о находится в контакте.
Если коэффициенты термического расширения не совпадают, то появляется неправильное распределение воздуха в стеке и может произойти изгибание ячейки.
КТР ферритных сталей лежат в диапазоне (12-13×10-6/К), в то время, как керамические компоненты показывают КТР в пределах (10-12×10-6/К). Стекло и керамика являются потенциальными жесткими уплотнениями и привлекают к себе внимание многих исследователей по всему земному шару.
ВВЕДЕНИЕ 3
1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 4
1.1 Герметики для ТОТЭ 4
1.1.1 Сжимаемые (сжимающие) герметики 5
1.1.2 Жесткие герметики 6
1.1.3 Стеклокерамические герметики 6
2 МЕТОДИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 8
2.1 Синтез стёкол 8
2.3 Рентгенофазовый анализ 9
2.4 Дифференциальная сканирующая калориметрия 9
2.5 Дилатометрия 10
3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 10
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 23
БИЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 24
Стекло является одним из самых распространённых и используемых материалов благодаря своим уникальным свойствам: прозрачности, твёрдости, химической устойчивости к активным химическим реагентам. Несмотря на успехи создания новых материалов широкого назначения, стёкла прочно занимают одно из главных мест среди используемых в практике.
Из такого разнообразия областей применения очевидно, что необходимо изготавливать стёкла, сильно отличающиеся по свойствам: особо химически стойкие, механически прочные, особо твёрдые, обладающие определёнными термическими свойствами. Неудивительно, что исследователи и производители стекла стремятся понять природу стекла, выяснить влияние разнообразных добавок.
Целью работы является изучение функциональных свойств стеклогерметиков на основе SiO2–Na2O–Al2O3–La2O3–SrO, установление зависимости этих свойств от состава и исследование возможности их использования в топливном элементе.
1 Кузнецова Г.А. Качественный рентгенофазовый анализ /Методические указания // Иркутск, 2005. 42 с.
2 Харитонова Е.П. Основы дифференциальной сканирующей калориметрии, методическое пособие МГУ, 2010. 32с.
3 Хабас Т.А, Т.В.Вакалова, Громов А.А., Кулинич Е.А. Томск, изд. ТПУ, 2007.- 40 с.
4 Емелина А.Л. Дифференциальная сканирующая калориметрия / Изд-во МГУ, 2009. 42 с.
5 Giorgi L. Fuel Cells: Technologies and Applications / L. Giorgi, F. Leccese // The Open Fuel Cells Journal. – 2013. – V. 6. – P. 1-20.
6 Laosiripojana N. Reviews on solid oxide fuel cell technology / N. Laosiripojana, W Wiyaratn, W. Kiatkittipong, A. Arpornwichanop, A. Soottitantawat, S. Assabumrungrat // Engineering Journal. – 2009. – V. 13. – №. 1. – P. 65-84.
7 Callow R.J. The solubility of fluoride in glass. Part 1 // J.Soc.Glass Technol. 1949. V.33. N.153.P.255-256
8 Мазурин О.В., Тотеш А.С., Стрельцина М.В., Швайко-Швайковская Т.П. Тепловое расширение стекла, изд-во «Наука» 1969г
9 О.В.Мазурин, М.В.Стрельцина, Т.П.Швайко-Швайковская. Свойства стекол и стеклообразных расплавов. //Л. 1973, Т.1-3.
10. Moreau, F. Structure and properties of high Li2O-containing aluminophosphate glasses / F. Moreau, A. Durán, F. Munoz // J. Europ. Cer. Soc. – 2009. – V. 29. – P. 1895–1902.
11. Fernandes, H.R. Effect of Al2O3 and K2O content on structure, properties and devitrification of glasses in the Li2O–SiO2 system / H.R. Fernandes, D.U. Tulyaganov, A. Goel, M.J. Ribeiro et al // Journal of the European Ceramic Society. – 2010. – V. 30. – P. 2017–2030.
Форма заказа новой работы
Не подошла эта работа?
Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям
