بهینه سازی پارامترهای فرآیند ریخته گری نواری زیرکونیا تثبیت شده با ایتریا به وسیله طراحی تاگوچی به عنوان الکترولیت پیل سوختی اکسید جامد

در پژوهش حاضر، بهینه­سازی پارامترهای موثر در فرآیند ریخته­گری نواری برای تولید فیلم ضخیمی از ترکیب زیرکونیای تثبیت شده با ایتریا (YSZ۸)، جهت استفاده به عنوان الکترولیت جامد در پیل­های سوختی اکسید جامد (SOFC) مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور، طراحی تاگوچی با در نظر گرفتن خصوصیاتی از دوغاب و فیلم ایجاد شده شامل ویسکوزیته دوغاب و دانسیته خام نمونه­های تولیدی و متغیرهایی نظیر درصد فاز جامد، درصد چسب و نسبت پلاستیسایزر به چسب، استفاده شد. نتایج حاکی از آن است که درصد فاز جامد بیش ترین تاثیر را بر ویسکوزیته دوغاب و دانسیته خام دارد. لذا دوغابی حاوی حداکثر فاز جامد ممکن (۶۵ درصد وزنی دوغاب) با درصدی مناسب از چسب (۶ درصد وزنی فاز جامد مورد استفاده) و پلاستیسایزر (معادل درصد چسب مورد استفاده) که ویسکوزیته قابل قبولی را ایجاد نماید، می­تواند به عنوان دوغاب بهینه انتخاب شود. سپس نمونه تولید شده در شرایط بهینه، در دمای °C۱۴۵۰به مدت ۲ ساعت سینتر گردید. دانسیته نهایی نمونه سینتر شده معادل ۹۷ درصد دانسیته تئوری تعیین شد. هدایت یونی نمونه سینتر شده به روش طیف­نگاری امپدانس در محدوده دمایی ۳۰۰ تا ۸۰۰ درجه سانتی­گراد اندازه­گیری و معادل (Ω.cm)-۱ ۵-۱۰×۰۸۸/۱ در دمای °C۳۰۰ و                 (Ω.cm)-۱۲-۱۰×۲۷/۲ در دمای °C۸۰۰ تعیین شد.

Keywords:

ریخته گری نواری , الکترولیت , دانسیته , طراحی تاگوچی