基于聚焦离子束层析成像的多孔 SOFC 阴极微观结构与弹性性能分析
材料科学
2015-02-09 v2
摘要
多孔固体氧化物燃料电池 (SOFC) 电极的机械性能很大程度上由其微观结构决定。弹性性能和微观结构参数的测量可以通过基于真实电极微观结构的数字重构三维体积建模来实现。然而，此类测量的可靠性高度依赖于用于重构的原始图像处理。在本工作中，基于双束 FIB/SEM 层析成像技术，重构了高温烧结的 La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3-d (LSCF) 阴极的实际微观结构。估算并关联了关键的微观结构和弹性参数。分析了它们对图像分割中应用的灰度阈值值的敏感性。重要的微观结构参数包括孔隙率、曲折度、比表面积、颗粒和孔径分布以及颗粒间颈尺寸分布，这些参数可能对使用有限元法 (FEM) 从微观结构模拟的弹性性能产生不同程度的影响。结果表明，不同的阈值范围会导致特定参数具有不同程度的敏感性。估算的孔隙率和曲折度比对表面积与体积之比更敏感。发现孔径和颈尺寸比颗粒尺寸更不敏感。结果还表明，模量本质上对孔隙率敏感，而孔隙率主要由阈值值控制。
引用
@article{arxiv.1502.00569,
title = {Analyses of microstructural and elastic properties of porous SOFC cathodes based on focused ion beam tomography},
author = {Zhangwei Chen and Xin Wang and Finn Giuliani and Alan Atkinson},
journal= {arXiv preprint arXiv:1502.00569},
year = {2015}
}
备注
21 pages, 14 figures, 2 tables, journal paper published in Journal of Power Sources