خلاصه اختراع :

‏خلاصه ‏پیل های سوختی اكسید جامد مسطح نسبت به پیل های سوختی كسید جامد لوله ای بازده تولید انرژی بیشتری دارد اما احتیاج به آب بندهایی مقاوم به دمای بالا می باشد كه در نوع ‏لوله مورد نیاز نمی باشد. آب بندهای مورد استفاده در پیل های سوختی اكسید جامد باید در رنج وسیعی از فشار جزئی اكسیژن (هوا و سوخت) پایدار باشد و به طور شیمیایی با دیگر اجزا، پیل سازگار باشد. در پیل های سوختی اكسید جامد مسطح، مینیمم كردن تنش های حرارتی در هنگام استفاده از مشكلات اصلی در مسیر توسعه انها می باشد وجود كوچك ترین نشر در آنها در دماهای بالا باعث كاهش كارآیی آنها می گردد. با افزایش سرعت گرمایش و سرمایش، تنش های حرارتی افزایش می یابد. بنابراین بهبود مواد اب بند از اهمیت ویژه ای جهت دستیابی به اب بندی مناسب با ویژگی های مورد نظر دارد. توسعه آب بندها به علت اینكه اب بند بهینه به مواد ‏مورد استفاده برای دیگر تركیبات پیل سوختی بستگی دارد، كار بسیار مشكلی می باشد. برای پیل های سوختی اكسید جامد هر دو نوع آب بند سخت و فشرده توسعه پیدا كرده است. مزیت اصلی اب بندهای فشرده این است كه به راحتی با دیگر اجزا، پیل ثابت می شوند بنابراین لزومی به همخوانی داشتن ضریب انبساط حرارتی وجود ندارد. هرچند كه برای محافظت از نشت سوخت اعمال فشار ثابت در طول كاربرد ضروری می باشد. اما آب بندهای سخت دارای این محدودیت نمی باشد هرچند كه باید دارای ویژگی های مناسبی از نظر چسبندگی عدم ایجاد ترك و تطابق ضریب انبساط حرارتی باشند. ‏یك سیل كامپوزیت با ماتریس شیشه كه یك فاز سرامیك كریستالی به طور یكنواخت در یك ماتریس شیشه پخش شده اند، امتیازاتی نسبت به اب بندهای شیشه سرامیك دیگر دارد ‏. خواص ترمومكانیكی ‏اب بندهای كامپوزیت مانند ویسكوزیته، ضریب انبساط حرارتی و هدایت حرارتی و الكتریكی می-تواند بوسیله كنترل كسر حجمی و اندازه ذرات فاز سرامیك اضافه شده كنترل شود. ‏در این پژوهش سیستم شیشه با تركیب ثابت و مشخص ساخته شد و با ١٠ ‏درصد حجمی نانو ذرات زیركنیا مخلوط شد سپس خواص حرارتی، الكتریكی، زینتر پذیری و اب بندی و خواص مكانیكی ان ارزیابی شد و با خواص شیشه مقایسه شد. نتایج نشان داد كه خواص حرارتی و الكتریكی كامپوزیت مناسب می باشد و زینتر پذیری حاكی از ان بود كه كامپوزیت قبل از رسیدن به دمای آب بندی به تراكم ٩۵ ‏% می رسد. خواص مكانیكی شیشه با افزودن زیركنیا بهبود چشمگیری داشت و در حین آب بندی تخلخل و ترك مشاهده نشد.