[实用新型]用于氢能源SOFC电堆的氧化锆陶瓷管

说明书

本实用新型公开了一种用于氢能源SOFC电堆的氧化锆陶瓷管，包括陶瓷管本体，所述陶瓷管本体为圆柱形陶瓷管，且陶瓷管本体包括开口端部、多孔结构部和U型封闭端部；开口端部设有进气通道，进气通道的内壁设有环形凸台；多孔结构部设有通气通道，通气通道与进气通道相通，通气通道的侧壁均匀设有透气孔，透气孔与通气通道相通，U型封闭端部封闭通气通道远离进气通道的端部；开口端部的壁厚大于多孔结构部的壁厚。开关端部设置凸台使其成为内凹结构，使气体输入时通气通道内呈正压压强状态，通气通道内的气体从透气孔渗出，气孔率大于30%，在受热时能够有效的缓解材料热膨胀造成的体积变化，避免体积变化造成的陶瓷管本体开裂现象。

技术领域

本实用新型属于氢能源SOFC电堆技术领域，具体涉及一种用于氢能源SOFC电堆的氧化锆陶瓷管。

背景技术

新能源发展主攻的4大方向有风能、光伏、氢能源和新能源汽车产业，但是只有氢能源产业特点是成本低、利润高、污染小、技术难度小、可规模化，而SOFC技术是氢能源的主要应用方向。

目前通常使用的是片式氢能源SOFC电堆，而平板式电堆的核心部件是由氧化锆陶瓷薄片制成，片状陶瓷在加温过程中易出现扭曲、翘曲、形变、开裂等受压及加温过程中的应力造成的损坏，使用寿命短。

实用新型内容

本实用新型提供一种用于氢能源SOFC电堆的氧化锆陶瓷管，用于解决上述现有技术中描述的不足。

本实用新型所采用的技术方案为：

一种用于氢能源SOFC电堆的氧化锆陶瓷管，包括陶瓷管本体，所述陶瓷管本体为圆柱形陶瓷管，且陶瓷管本体包括开口端部、多孔结构部和U型封闭端部；开口端部设有进气通道，进气通道的内壁设有环形凸台；多孔结构部设有通气通道，通气通道与进气通道相通，通气通道的侧壁均匀设有透气孔，透气孔与通气通道相通，U型封闭端部封闭通气通道远离进气通道的端部；开口端部的壁厚大于多孔结构部的壁厚。开关端部设置凸台使其成为内凹结构，与进气接头连接，并且使气体输入时通气通道内呈正压压强状态，通气通道内的气体从透气孔渗出，而且陶瓷管本体使用纯度99.99%的氧化锆、纯度为99.999%的三氧化二钇、纯度为99.99%的氧化钪、纯度为99.99%的石墨粉混合均匀后进行复合成为高熵共晶体陶瓷；能够耐高温，并且气孔率不低于30%。

作为本实用新型的一种优选方案，所述进气通道设置环形凸台处的壁厚为5-8mm，进气通道其余部分的壁厚为1-3mm。

作为本实用新型的一种优选方案，所述环形凸台的长度b为30-80mm。

作为本实用新型的一种优选方案，通气通道的壁厚为1-3mm；U型封闭端部的壁厚为1-3mm。

作为本实用新型的一种优选方案，通气通道的壁厚为2-3mm；U型封闭端部的壁厚为2-3mm。

作为本实用新型的一种优选方案，所述多孔结构部的气孔率为30%-40%。

作为本实用新型的一种优选方案，通气通道的内径为18-20mm，透气孔的孔径为50-100μm。

作为本实用新型的一种优选方案，所述U型封闭端部为外U型封闭结构或内U型封闭结构。

作为本实用新型的一种优选方案，开口端部和多孔结构部的总长度为600-1200mm。

作为本实用新型的一种优选方案，开口端部和多孔结构部的总长度为800-1200mm。

本实用新型设置的气孔率大于30%，在受热时能够有效的缓解材料热膨胀造成的体积变化，避免体积变化造成的陶瓷管本体开裂现象。同时，陶瓷管是薄壁氧化锆陶瓷结构，降低陶瓷部件开裂的概率，增强对热应力的分解和抵抗，达到使用寿命长，稳定性高的目的，而且在使用时具有不受压力叠加、孔隙率大、壁薄等优点，在冷启动、加热速率、转换效率等性能上优于平板式陶瓷。