1。1。2 高能微弧合金化的特点

高能微弧沉积处理与常规表面化学热处理，热喷涂等许多表面强化工艺相比较， 具有以下许多独特之处，这些特征可概括为以下几点[2,5,8-18]：

（1）高能微弧沉积是在稀有气体氩气的保护下进行，并不需要特殊、复杂的处 理装置和设备，因而其工艺简单对设备的要求较低。高能微弧沉积设备携带方便， 使用灵活，设备投资低和运行费用少，这些都是高能微弧沉积工艺能够被大范围推 广使用的有利动因。

（2）高能微弧沉积工艺不单单可以在机器、零件表面进行沉积，也可在非常规 形状的基材以及被磨损工件的表面进行修复工作，增加设备的使用寿命。

（3）高能微弧氧化的沉积层的冶金强度较高，会在基材表面生成粘附力较高的 扩散层。能够在冷热环境下保证涂层不会脱落。

（4）高能微弧沉积时在局部地区会产生极高的温度，但是由于氩气的存在，以 及加热的时间极短，工件表面并不会产生热应力使得材料发生形变。

1。2 固体氧化物燃料电池

1。2。1 固体氧化物燃料电池的工作原理

固体氧化物燃料电池是将燃料气体中的化学能转换为电能，但是没有通过燃烧 可燃气体的无污染的能量转化仪器。其简要的工作原理如下图 1-1 所示[3,19]。当燃 料电池处于工作状态时，从电池两极不断地通入气体。略有差别的是阳极表面吸住 燃料，而阴极吸住氧，由于阴极自身的自催化作用使得氧得到电子。在这些带电的

氧分子与燃料气体接触生成水的过程中，电子重新回到阴极，产生电流。

图 1。1 固体氧化物燃料电池简要工作原理示意图

Fig。1。1 Brief working principle diagram of SOFC

1。2。2 固体氧化物燃料电池结构

固体氧化物燃料电池的结构设计[20]是固体氧化物燃料电池的关键技术之一。结 构设计要求较高的结构紧密性以及高的机械强度的电池组，生产成本和价格具有一 定的可行性[21]。目前燃料电池的结构设计区别主要在于电池内部能量损耗程度、燃 料通道与氧化剂通道之间如何密封、电池组中各个电池之间的电路连接方式。常用 的结构设计有①管状②平板状③整体式④分段式。从实用性角度来看，单元结构的 组件形式主要采用管状设计和平板状的设计。

1。3 金属连接体

连接体是固体氧化物燃料电池中起着非常关键的作用，一个单电池的阳极与相 邻单电池的阴极通过其连接形成电堆，其示意图如图 1-2 所示[22]。在电池堆中，相邻两电池之间通过金属连接体相联系；连接体中的通道可以保证气体与电极之间的 传输的稳定性，同时又分割了燃料气体与电池的氧化剂。连接体的存在使得固体氧 化物燃料电池的安全高效的运行 连接体示意图

1。3。1 金属连接体的使用要求文献综述

连接体在固体氧化物燃料电池中有着多种至关重要的作用，相邻两电池之间通 过金属连接体相联系,因此连接体材料的使用要求较为严格。由于连接体两侧存在氧 分压以及化学势梯度的存在，对材料的微观结构提出了更高的要求。考虑到以上两 个问题，连接体材料必须满足以下三点要求 [23-24,26-27]：

1）较高的传导率。在固体氧化物燃料电池较高的反应温度和复杂的气氛下， 连接体连接两单电池，因而其材料的电阻必须较小。从而使得电池堆的输出功率的 能力不会明显下降。

2）由于固体氧化物燃料电池反应温度很高，因此连接体材料必须有一定的耐 高温能力，保证其形状和性能的稳定。其次连接体两侧氧分压的不同，要求其材料 的微观结构不受影响保持相对的稳定性。这样才可以保证其电导率在寿命期限内没 有很大的变动幅度[28]。