【技术实现步骤摘要】
：本专利技术涉及电化学，具体涉及一种采用共沉积电镀和原位氧化法制备的铜锰铁尖晶石保护层及其制备方法与应用和sofc连接体。
技术介绍
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技术介绍
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1、随着工业化的发展，能源危机愈演愈烈的同时，化石燃料导致的温室效应也日益严重。为了摆脱这一困境，清洁能源和可再生能源成为人类研究所关注的重点，固体氧化物燃料电池(solid oxide fuel cell，简称sofc)是一种将化学能直接转化为电能的能量转化装置，是解决由化石类燃料引起的环境污染问题的最有效的技术之一。目前研发出的单电池电压只有0.7v左右，这对于sofc的应用远远不够。连接体作为连接电池单元，用以隔离燃料气与氧化性气体。目前，一般使用陶瓷材料作为高温连接体材料，但随着sofc低温化发展，使得金属连接体的使用成为可能。金属连接体与陶瓷连接体相比，具有成本低廉、易于加工、热电性能好等优势。
2、不锈钢作为最常用的金属连接体之一，具有耐腐蚀性强、电导率和热导率高等特点，但是不锈钢在600～800℃下长期工作容易发生氧化，导致界面电阻增大；且不锈钢中含有的铬元素还会扩散至sofc中导致阴极铬中毒，所以在不锈钢表面制备保护层以防止其氧化以及铬元素扩散是非常有必要的。
3、目前，常用于不锈钢连接体的尖晶石保护层主要二元金属尖晶石保护层，如东北大学李耀华等人通过磁控溅射法在sus430不锈钢表面制备了(cumn)3o4尖晶石保护层，经过800℃空气氧化168h后，从断面的元素线扫结果可以看出挥发出的cr层约为5μm，面比电阻约为45mω·c
4、此外，由于锰的价格便宜，在保护层中加入一定量的锰能够降低保护层的成本。但由于锰是能从水溶液中电解还原出来的电位最负的金属，还原电位为-1.42v，导致电沉积锰镀层非常困难，并且会在阴极析出大量氢气，必须严格控制电镀条件。电沉积锰及其合金镀层的研究主要集中在如何获得均匀致密的镀层，现有技术中一般用大的电流密度(10a/dm2以上)电镀制备锰合金镀层，但电流密度过大会造成边缘烧焦，电镀不均匀，镀层中孔隙率高，锰含量较低等问题。
5、cn117026320a公开了采用分开电镀再氧化的方法制备(cufemn)3o4尖晶石保护层，即先电镀制备铜镀层，再在铜镀层上制备铁锰镀层，然后再氧化得到(cufemn)3o4尖晶石保护层，但是由于铜与铁锰处于不同的镀层，在氧化过程中，铜镀层中的铜元素不能完全扩散至铁锰镀层中，导致铜镀层中大量的铜可能会原位氧化形成氧化铜而不能完全形成(cufemn)3o4尖晶石相，也即得到的(cufemn)3o4尖晶石不够均匀。
6、因此，寻找一种具有长期热稳定性且均匀的尖晶石保护层是非常必要的。
技术实现思路
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技术实现思路
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1、为了解决现有技术存在的sofc金属连接体易发生高温氧化以及cr元素扩散使阴极中毒的问题，本专利技术在低电流密度下通过共沉积电镀法和原位氧化处理法，在sofc金属连接体上得到均匀致密且附着力强的铜锰铁尖晶石保护层，提高sofc使用寿命，适合工业化生产和应用。
2、本专利技术的专利技术人发现，相对于传统二元尖晶石，(cufemn)3o4作为新型的三元复合金属氧化物，具有良好的电热性能，对金属连接体更好的附着力。相对于cu-mn尖晶石，fe的掺杂可以很大程度使保护层和金属基体的热膨胀系数更加贴合，增加保护层的稳定性；相对于fe-mn尖晶石，cu元素的掺入提高了保护层的导电性能和抗腐蚀性能。
3、本专利技术所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：
4、本专利技术的目的之一在于提供一种采用共沉积电镀和原位氧化法制备铜锰铁尖晶石保护层的方法，所述方法包括：
5、s1、在电镀液中对基体进行铜锰铁共沉积电镀，在基体表面沉积合金镀层；
6、s2、对步骤s1得到的基体进行氧化处理，将合金镀层转变为铜锰铁尖晶石保护层。
7、本专利技术的目的之二在于提供一种通过上述的方法得到的铜锰铁尖晶石保护层。
8、本专利技术的目的之三在于提供所述的铜锰铁尖晶石保护层在sofc连接体中的应用。
9、本专利技术的目的之四在于提供一种sofc连接体，包括金属基体和包覆在金属基体表面的保护层，所述保护层为上述的铜锰铁尖晶石保护层。
10、本专利技术的有益效果是：
11、1、本专利技术在低电流密度下，在不锈钢表面共沉积电镀出均匀致密的铜铁锰镀层，操作简单，镀层厚度和纯净度容易控制。
12、2、本专利技术通过对合金镀层进行氧化处理，在不锈钢表面制备得到均匀致密的(cumnfe)3o4尖晶石保护层。
13、3、本专利技术将(cumnfe)3o4尖晶石保护层应用在不锈钢连接体表面，防止不锈钢连接体氧化，阻止不锈钢连接体在高温运行下cr挥发。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种采用共沉积电镀和原位氧化法制备铜锰铁尖晶石保护层的方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电镀液包含以下浓度的组分：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述电镀液的pH值为3.5～5.5。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述螯合剂选自柠檬酸钠、乙二胺四乙酸二钠和酒石酸钠中的至少一种；
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基体为金属基体。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述共沉积电镀的条件包括：电流密度为1～10A/dm2，电镀时间为400～600s。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述氧化处理的条件包括：温度为700～900℃，时间为2～10h。
8.通过权利要求1～7任意一项所述的方法得到的铜锰铁尖晶石保护层。
9.权利要求8所述的铜锰铁尖晶石保护层在SOFC连接体中的应用。
10.一种SOFC连接体，包括金属基体和包覆在金属基体表面的保护层，所述保护层为权利要求8所述的
...【技术特征摘要】
1.一种采用共沉积电镀和原位氧化法制备铜锰铁尖晶石保护层的方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电镀液包含以下浓度的组分：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述电镀液的ph值为3.5～5.5。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述螯合剂选自柠檬酸钠、乙二胺四乙酸二钠和酒石酸钠中的至少一种；
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基体为金属基体。
6.根据权利要求1所述的方法，...
【专利技术属性】
技术研发人员：苏畅，蒋学鑫，
申请(专利权)人：安徽壹石通材料科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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