高溫氫傳感器固體電解質管的漿料流變性及低壓注射成型
陳建勛; 吳樹森; 張亞楠; 呂書林; 毛有武 華中科技大學材料成形與模具技術國家重點實驗室; 湖北武漢430074
關鍵詞：高溫質子導體 低壓注射成型 成型性能 氫傳感器 氫含量
摘要：作為質子導體的CaZr0.9In0.1O3-α(CZI10)漿料注射成型是制備管狀固體電解質的有效方法。通過測試低壓注射成型(LPIM)漿料的粘度并計算出流變特征參數,分析了剪切速率、溫度和固體體積分數對漿料成型性能的影響,并對由最優漿料制備的固體電解質管組裝的氫傳感器性能進行了研究。實驗結果表明:在70~90℃條件下,漿料在3~50s^-1剪切速率范圍內為假塑性流體,表現出剪切稀化現象,溫度越高剪切敏感系數越小,漿料粘度也越小。漿料的相對粘度與固體體積分數關系符合Quemada模型。溫度越高、固體體積分數越低時漿料的成型指數越大。固體體積分數為56.4vol.%的漿料具有最小的剪切敏感系數和流動激活能,最適合固體電解質管的成型。該漿料在80℃成型并經脫脂和燒結后制得的固體電解質管質量分布均勻、無成型缺陷。用固體電解質管組裝的氫傳感器在750℃時對0.5~10vol.%不同氫氣濃度氣體的響應電動勢與氫氣濃度對數呈線性關系。
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