激光熔覆法在MSZ电解质上制备ZrO2+MgS辅助电极涂层的研究

本篇文章主要探讨了利用激光熔覆技术在氧化镁稳定氧化锆（MSZ）固体电解质表面制备ZrO2+MgS辅助电极涂层的可行性研究。激光熔覆作为一种先进的材料加工技术，通过高能激光在短时间内将金属或非金属粉末熔化并快速冷却在基体表面，形成一层均匀、高强度的熔覆层。在2014年的这篇论文中，研究者毛飞雄、刘涛和于景坤针对这一特定应用进行了深入的实验与分析。 首先，他们利用扫描电镜（SEM）对熔覆层的微观组织进行了细致的观察，以了解涂层的结构特征，包括其形貌、晶粒尺寸以及与MSZ基体的结合情况。SEM提供了关于熔覆层表面粗糙度、孔隙率和相界面质量的重要信息，这对于涂层的性能和稳定性至关重要。 其次，X射线衍射仪（XRD）被用来分析熔覆层的晶体结构，确认了ZrO2和MgS的化合物是否存在以及它们的比例和纯度。通过XRD的结果，研究人员可以判断MgS是否在高温下分解或氧化，因为这些过程可能影响电极涂层的电化学性能和长期稳定性。 论文的研究结果显示，熔覆层与MSZ基体结合紧密，MgS粉体并未完全分解或氧化。这表明激光熔覆方法能够在保持MgS活性的同时，成功地在氧化锆表面形成ZrO2+MgS辅助电极，这对于固体电解质的电化学反应性能具有积极意义。 在热力学条件方面，研究发现当硫分压大于10-4.95Pa时，即使在1600℃的高温下，MgS也能保持稳定，不会分解；而当氧分压为10-55.78Pa且硫分压大于10-46.36Pa时，MgS不会发生氧化。这些数据为优化ZrO2+MgS辅助电极涂层在实际应用中的环境条件提供了关键参数。 该研究不仅验证了激光熔覆技术在固体电解质领域的潜力，也为设计和制造高性能、稳定性的辅助电极提供了科学依据。由于涉及到自然科学领域，尤其是材料科学和电化学，这篇论文对于理解如何通过精确控制工艺参数来增强固体电解质性能具有重要的学术价值。 关键词：氧化锆，固体电解质，激光熔覆，ZrO2+MgS粉末，辅助电极，为后续在该领域的研究和实践提供了重要的参考和技术指导。