封接材料就是指用於部件連線部分，防止燃料氣和氧化氣混合、防止燃料氣滲漏、將不同的組件結合在一起、提供電池堆組件之間的絕緣的材料。分為黏結型封料和壓實型封料兩種。
基本介紹
- 中文名：封接材料
- 外文名：sealing materials
- 拼音：fēng jiē cái liào
- 分類：黏結型、壓實型
- 學科：電機工程
- 作用：連線部件、防止不同物質混合
要求,類型,選擇原則,封接預處理,
要求
平板式SOFC電池堆需要在較高的工作溫度下實現密封。封接材料的作用為：防止燃料氣和氧化氣混合；防止燃料氣滲漏；將不同的組件結合在一起；提供電池堆組件之間的絕緣。密封材料需要具有良好的熱匹配性，其熱膨脹係數需要和與其結合的連線體材料、電解質及電極材料相近。還要具有在還原氣氛及氧化氣氛中的良好化學及力學穩定此外還需要具有良好的絕緣性，尤其是在陽極側還原氣氛中需要具有很好的化學穩定性以免由於金屬元素的還原導致電阻的降低引起內短路。
類型
平板式SOF 電池堆對封接要求較高，一般涉及多種不同類型間的組件封接。比如：電池與連線體或電池與框線(陶瓷金屬)、框線與連線體(金屬-金屬)、框線與絕緣墊片(陶瓷/金屬-陶瓷)之間的封接。封接材料主要分為黏結型和壓實型兩種。
1）黏結型封料。
1）黏結型封料。
黏結型密封材料由於是靠黏結力將兩種封接元件結合在一起，因此首先需要具有良好的潤濕性。黏結型封料可以分為硬密封和軟密封兩種。硬密封材料在電池堆工作溫度下處於剛性狀態，封接溫度高於電池堆的工作溫度。而軟密封材料則可保持一定的黏滯狀態。
2）壓實型封料。
壓實型封料是通過在密封元件封接面之間施加壓力實現密封。壓實型封料需要具有高溫下較好的彈性，且材料本身需要一定柔性以消除封接面微觀尺度上粗糙不平引起的滲漏。壓實型封接材料的優點為對封接元件的熱膨脹匹配要求較低，有利於實現較高的熱循環性能。然而這種封料需要在加壓下實現密封，對電池堆的設計提出了較高要求。
選擇原則
在材材料的物理機械性質直接影響著封接件的強度和可靠性。理論計算和實驗指出，材料的許多性能中對封接應力影響較大的是材料的熱膨脹係數、屆服強度、塑性和彈性模量等性能。因此，在對封接材料進行選擇時，應該著重考慮對封接材料的熱膨脹係數、屈服極限、塑性選擇、彈性模量選擇、陶瓷材料的強度以及導熱率的選擇。
封接預處理
以金屬封接為例說明封接的預處理，常用的封接金屬有鉑、杜美絲、鎢、鐵鉻合金、鐵鎳合金(可伐合金)、銅等。
（1）鉑
封接前的鉑需要在王水中侵蝕，並用水徹底清洗，封接時所用的溫度為1000~1100℃，這樣就能使鉑很好地被玻璃所潤濕。
（2）杜美絲
鍍銅後的杜美絲在拉制所需直徑時，先需在630~650℃溫度下使銅層表面氧化，然後通過加熱的硼砂溶液，後再在1000~1050℃溫度下進行烘烤，使硼砂和氧化亞銅起作用而很好地粘合在一起，如溫度控制適宜，杜美絲表面呈磚紅色，溫度不足呈草黃色，溫度過高呈櫻紅色。
（3）鎢
在封接前，鎢桿必須先經氧化，然後燒玻珠，將一段薄壁玻管緊緊套在鎢桿上從一端燒向另一端，以便驅出玻璃和金屬之間的空氣，這樣可以保證形成粘附良好的薄層氧化膜。
（4）鉬
鉬作為封接金屬它的性質和套用和鎢差不多，其熔點很高，為2622℃。由於鉬展延性比鎢好，所以很少有縱向裂紋。在空氣中加熱時鉬比鎢容易氧化，其生成的MnO2很容易蒸發，因此在封接前應將鉬氧化成MnO2。使它易被玻璃所潤濕，其他情況與燒珠均與鎢相同。
不過銦在封接時氧化極快，氧化層會迅速變厚，並能與玻璃形成一層不緊粘的半液態層，結果使封接不良。因此在封接時應避免過度氧化。
（5）鐵鑽鎳合金
鐵鑽鎳合金有一種有利的特性，它的膨脹曲線在400~450℃範圍處逐漸向上彎，這一點與玻璃相似，改變組成可以使它與鉬組玻璃膨脹曲線相當接近，因此它能和鉬組玻璃匹配封接。鐵鈷鎳合金在封接前要進行表面層氧化熱處理，在表面進行氧化時生成氧化鑽能很好地溶解在玻璃中，即使氧化層幾乎全部被溶解在玻璃中，玻璃仍能很好地潤濕金屬表面，仍能得到粘附良好的封接。
