添加微量鈦、鉬、鈷、鑭元素對鐵鉻錳合金高溫氧化行為之研究

Abstract

為了發展適合固態氧化物燃料電池中的金屬連接板，抗高溫氧化合金是目前熱門的研究題目。其中鐵鉻錳合金是常見的金屬連接板材料。本論文將探討添加微量鈦、鉬、鈷、鑭元素對鐵鉻錳合金高溫性質所造成的影響。 實驗前預先以thermal-calc計算模擬合金相圖，並使用真空電弧熔煉爐配置所需的鐵-鉻-錳-鈦、鐵-鉻-錳-鉬、鐵-鉻-錳-鈷、以及鐵-鉻-錳-鑭合金。所得之合金先在900℃氬氣氣氛下均質化12小時，然後於850℃空氣氣氛下分別進行150小時與300小時不連續高溫氧化實驗。 高溫氧化實驗顯示添加鈷可以藉由減少鉻離子空位來改善抗氧化能力，反之添加鈦及鉬則會造成氧化加速進行。熱膨脹實驗結果顯示添加鈦、鉬、鈷皆可改善熱膨脹量。另外，電阻實驗結果顯示添加鈦和鈷可以大幅改善高溫電阻值，而鉬和鑭只能稍微改善高溫電阻值。