LaCrO3 composite coatings for AISI 444 stainless steel solid oxide fuel cell interconnects

Abstract

Doped lanthanum chromite-based ceramics are the most widely used interconnector material in solid fuel cells (SOFC) since they exhibit significant electrical and thermal conductivity, substantial corrosion resistance and adequate mechanical strength at ambient and high temperatures. The disadvantage of this material is its high cost and poor ductility. The aim of this study is to determine the mechanical and oxidation behavior of a stainless steel (AISI 444) with a LaCrO 3 deposition on its surface obtained through spray pyrolisis. Coated and pure AISI 444 materials were characterized by mechanical properties, oxidation behavior, X-ray diffraction and scanning electronic microscopy. Results indicated that the coated material displays better oxidation behavior in comparison to pure stainless steel, but no improvement in mechanical strength. Both materials indicate that deformation behavior depends on testing temperatures.

Oxidação Do Aço Inoxidável Abnt 5601 - Grau 409 Em Altas Temperaturas Em Atmosfera De Argônio

“…Nos ensaios em que ocorreu ganho de massa por unidade de área, a cinética de crescimento do filme foi controlada por meio da difusão de cátions/anions através do óxido [3,4,7]. A equação matemática que gera a curva da cinética de oxidação é descrita pela equação 1, em que (∆m/s) 2 é o ganho de massa por unidade de área em função do tempo, e k p é chamada de constante parabólica de oxidação e K 0 é uma constante a se definir [7,8,11].…”

“…A análise de EDS permite visualizar esses resultados. Segundo estudo prévio realizado por Sabioni et al, considerando a difusão de manganês no Cr 2 O 3, esses autores mostram que a presença de manganês na superfície externa do óxido é resultado da oxidação inicial do manganês que tem maior afinidade com oxigênio do que com o cromo, e difunde-se através do filme de Cr 2 O 3 em direção a superfície externa [4,7]. Resultados semelhantes são observados na oxidação em atmosfera de argônio neste trabalho para o aço ABNT 5601 -grau 409, conforme os picos EDS.…”

“…Os aços inoxidáveis sob pressão e temperatura normais levam muito tempo para sofrer corrosão, mas quando submetidos a altas temperaturas mesmo sob baixa pressão o processo de oxidação é acelerado [3]. Isso pode acontecer ao se utilizar esses aços em aplicações industriais como em sistemas de exaustores de veículos automotores, células de interconectores, trocadores de calor, refino de petróleo, caldeiras, gaseificação, usinas termelétricas, processos carboquímicos, tubos que operam a temperaturas e pressões elevadas por períodos longos [4].…”

The Effect of Immersion Time and Immersion Temperature on the Corrosion Behavior of Zinc Phosphate Conversion Coatings on Carbon Steel

“…There are different ways to control corrosion including inhibitors, coatings, applying anodic/cathodic protection and proper design 4 . Surface treatment is an effective technique to solve the problem, which includes chemical conversion coating, [5][6][7][8][9] electroplating and electroless plating, 10,11 physical vapor deposition 12,13 and so on. Among these surface treatments, chemical conversion treatment is a simple and cost effective method and has been increasingly used in a wide range of applications.…”

Oxidação do aço inoxidável ferrítico AISI 409 em altas temperaturas em atmosfera de ar sintético

“…Uma atmosfera específica pode afetar não somente a cinética de oxidação, mas também a composição e propriedades físico -químicas dos filmes de óxidos formados sobre a superfície do aço em uso. A atmosfera natural (1atm) é oxidante, mas de baixa temperatura, nos escapamentos automotivos em funcionamento a temperatura é elevada, mas a quantidade de oxigênio é pequena já nos interconectores em células de combustíveis de óxido sólido as pressões parciais de oxigênio podem ser extremas (3,4) . Em todos esses meios os aço inoxidáveis estão sujeitos a corrosão.…”