等离子混相喷射数字化制造高性能燃料电池的复杂形状复合功能模块

SOFC高性能核心部件PEN应具有大比表面和高刚度的三维形状、含纳米通孔且孔隙率渐变的特征。目前高性能PEN的低成本高效制造已成为SOFC实用化急需克服的瓶颈。在取得连续等离子喷涂制造出PEN并与基体分离，其性能优于常用流延法的探索性项目重要研究成果的基础上，为实现纳米梯度PEN与气路一体化的SOFC立体复合功能模块的短流程低成本制造，本项目将等离子固液相柔性复合喷射、机器人数字化成形与快速成形技术相结合，提出并研究混相等离子喷射数字化制造高性能PEN的方法。通过对等离子多相混态粒子流场及其沉积成形热动力学行为的实验研究与宏细观耦合数值模拟，掌握工艺条件对复杂形状PEN的成形性、孔隙率、热力和电化学性能的影响规律，研究开发自主创新型高性能PEN 的低成本快速制造关键技术基础。该研究将发展新型功能件制备-成形一体化的短流程制造理论，为复杂形状渐变孔隙的环保节能功能零件的制造提供新方法。