大气等离子喷涂及固相反应法制备MnCoCu金属连接体防护涂层

作者：杨壮壮; 刘太楷^*; 文魁; 宋琛; 张留艳; 邓畅光; 邓春明; 刘敏

来源：表面技术, 2023, 1-10.

• 大气等离子喷涂
• 连接体防护
• 尖晶石涂层
• MnCoCu涂层
• 电导率

目的锰钴尖晶石涂层可有效抑制金属连接体高温氧化、降低固体氧化物燃料电池(SOFC)性能衰减，但其成本较高，电性能和稳定性也需进一步提升。方法本文拟采用大气等离子喷涂技术(APS)和固相反应法以金属粉末制备高电导率尖晶石涂层。通过Cu元素的添加，在尖晶石涂层中引入高电导率的铜锰尖晶石相，获得高电导率尖晶石涂层，并通过对涂层的相组成、表面截面形貌、元素分布、电性能等物性的表征，揭示Cu添加量及固相转变条件对尖晶石涂层性能的影响规律。结果800℃热处理后涂层明显致密化和均匀化，涂层主相为CuxMn3-xO4(x=1、1.2、1.4)和MnCo2O4；在基体和涂层的界面处存在Cr富集，800℃氧化10h后，含Cu量12wt%试样面比电导最高；氧化100h后，面比电导有所下降，含Cu量12wt%试样仍具有最高的面比电导；经过还原的试样面比电导明显低于未还原样品，其原因在于还原过程中Cr元素产生扩散，氧化后生成了较多的低电导率相。涂层导电性随Cu含量的增加而增大，800℃时Cu含量为12wt%的样品电导率可达93.15S/cm。结论尖晶石涂层可通过APS制备的金属涂层经热处理后获得；涂层的相组成可以通过金属粉末成分进行调控；Cu添加有效提高了涂层的电导率，且随Cu含量的增加而增大；经还原处理后的涂层更加致密，但导电性低于未还原样品。

• 单位
  广东工业大学; 广东省科学院; 广东省现代表面工程技术重点实验室