Page 14 - Zmist-n2-2015

призначення, важливо зменшити масу конструкцій. Для цього в першу чергу ви-
користовують матеріали малої густини. За цією характеристикою досліджені ма-
теріали системи Ti–Al–C в 1,7 рази переважають сплав Crofer JDA (гістограми 5).

Рис. 8. Порівняння механічних
і фізичних характеристик матеріа-
лів: міцність у повітрі при 20 (1)
і 600°С (2) та у водні при 600°С (3);
приріст маси на одиницю площі
після витримування при 600°С
упродовж 1000 h (4); густина (5).

Fig. 8. Comparision of the mechanical and physical properties of interconnect materials:
strength in air at 20 (1) and 600°С (2) and in hydrogen at 600°С (3);
weight gain per unit area after exposure at 600°С for 1000 h (4); density (5).

Отже, за отриманими фізико-механічними характеристиками матеріали на
основі МАХ-фази Ti 3AlC 2 можна розглядати як перспективні для виготовлення
інтерконектів ТОПК різного призначення.

ВИСНОВКИ
Встановлено, що матеріал на основі МАХ-фази Ti 3AlC 2, отриманий спікан-
ням суміші порошків TiC, TiH 2 і Al у вакуумі з подальшим гарячим пресуванням,
додатково легований ніобієм, має вищу у 1,2 рази при 20°С і в 1,5–2,0 рази при
600°С міцність і мало чутливий до впливу високої (600°С) температури і водню,
на порядок нижчий приріст маси після витримування при 600°С упродовж 1000 h,
в 1,7 рази меншу густину і сумірну електропровідність, ніж традиційно викорис-
товуваний сплав Crofer JDA, що дає підстави рекомендувати його для виготов-
лення інтерконектів ТОПК.
РЕЗЮМЕ. Исследовано влияние технологических сред твердооксидных топливных
ячеек (ТОТЯ) на механические и физические свойства сплава Crofer JDA и материалов на
основе МАХ-фазы типа Ti 3 AlC 2 . Установлено, что материалы Ti 3 AlC 2 и Ti 3 AlC 2 –Nb с по-
ристостью 1% имеют соизмеримую со сплавом Crofer JDA электропроводность, но более
высокие прочность и жаростойкость и существенно низкую плотность. Поэтому их мож-
но рекомендовать для изготовления интерконектов ТОТЯ.
SUMMARY. The influence of technological environments of solid oxide fuel cell (SOFC)
on the mechanical and physical properties of Crofer JDA alloy and materials based on the
Ti 3 AlC 2 MAX-phase has been investigated. It is established that Ti 3 AlC 2 and Ti 3 AlC 2 –Nb
materials with 1% porosity are comparable to Crofer JDA electrical conductivity but possess
higher strength and heat resistance and also lower density. Based on these results they can be
recommended for solid-oxide fuel cells interconnects manufacturing.
1. Fuel Cell Handbook. (Seventh Edition). By EG&G Technical Services, Inc., U.S. Depart-
ment of Energy Office of Fossil Energy National Energy Technology Laboratory, West
Virginia, November 2004. – 428 p.
2. Larminie J. and Dicks A. Fuel Cell Systems Explained. – By John Wiley & Sons, Ltd.
Chichester, West Sussex, England, 2003. – 418p.
3. Wincewicz K. C. and Cooper J. S. Taxonomies of SOFC material and manufacturing
alternatives // J. Power Sources. – 2005. – 140. – P. 280–296.
4. Metallic interconnects for SOFC: characterization of their corrosion resistance in hydrogen/
water atmosphere and at the operating temperatures of differently coated metallic alloys
/ P. Piccardo, S. Chevalier, R. Molins et al. // Surf. Coat. Technol. – 2006. – 201. – P. 4471–4475.

13