در این پژوهش کرومیت لانتانیم آلایش یافته به دلیل خواص مطلوب به عنوان کاندیدای مناسب برای کاربرد در اتصال دهنده پیل سوختی اکسید جامد مورد توجه گرفت. چالش اساسی این دسته از مواد اتصال دهنده مشکلات تف جوشی و مخصوصاً تف جوشی همزمان با دیگر اجزای پیل می باشد. بنابراین هدف از این پژوهش تهیه یک لایه متراکم از کرومیت لانتانیم آلایش یافته روی آند متخلخل به روش تف جوشی همزمان است. بدین منظور نمونه های مختلفی از کرومیت لانتانیم آلایش یافته با استرانسیم، کلسیم و نیکل به روش گلایسین نیترات سنتز و مشخصه یابی شد که شامل دو ترکیب عمده la1-xsrxcr1-yniyo3 (0<x<0.3 و 0<y<0.2) و la1-x-ysrxcaycro3 (0<x<0.3 و 0<y<0.3) بود. نتایج بررسی ها نشان داد که سنتز پودر به روش گلایسین نیترات منجر به تولید پودری اسفنجی شکل می شود که پس از آسیاب به مدت 6 ساعت متوسط اندازه ذرات پودر به حدود 150 نانومتر می رسد. تمامی نمونه ها ساختار پروسکایتی کرومیت لانتانیم داشته و فقط نمونه های حاوی استرانسیم و کلسیم بالا، شامل فاز ثانویه کرومات (کرومات استرانسیم یا کلسیم) بودند. بر اساس بررسی آنالیز حرارتی نمونه ها فاز کرومات با توجه به ترکیب شیمیایی در محدوده 900 تا 1250 درجه سانتیگراد ذوب می گردد و این مذاب در مرحله تف جوشی به متراکم شدن نمونه ها کمک می کند. در ادامه پودر های تولیدی فشرده و سپس در دماهای 1400 و 1500 درجه سانتیگراد تف جوشی شدند. مکانیزم تف جوشی در نمونه های حاوی استرانسیم و یا کلسیم بالا مکانیزم تف جوشی فاز مذاب بود. هدایت الکتریکی نمونه ها در اتمسفر هوا و همچنین اتمسفر هیدروژن ارزیابی شد و نتایج نشان داد که هدایت نمونه ها از حداقل میزان هدایت لازم برای پیل سوختی اکسید جامد (1 زیمنس بر سانتیمتر) بالاتر است. مکانیزم هدایت در کرومیت لانتانیم آلایش یافته پلارون کوچک بود. در نهایت به بررسی تف جوشی همزمان کرومیت لانتانیم آلایش یافته و آند پرداخته شد. نتایج نشان داد که تف جوشی همزمان برای تمامی نمونه های کرومیت لانتانیم آلایش یافته موفقیت آمیز نبوده و لایه متراکم بدست نمی آید. بنابراین برای تهیه لایه متراکم از اتصال دهنده روی آند یک رویکرد جدید معرفی شد. به این صورت که از دو لایه استفاده شد که شامل یک لایه از جنس کرومیت لانتانیم آلایش یافته با میزان عنصر آلایش کم و فاقد فاز مذاب مانند ترکیب la1-xsrxcro3 (x<0.2) و لایه فوقانی کرومات کلسیم (cacro4) بود. با توجه به مکانیزم تف جوشی دیده شد که فاز کرومات موجود در نمونه ها به متراکم شدن آن ها کمک می کند و همچنین این فاز در زمینه کرومیت حل شده و جزئی از ساختار می شود لذا در حین تف جوشی لایه کرومات ذوب شده و علاوه بر متراکم کردن لایه زیرین، در آن نیز انحلال یافته و یک لایه متراکم با ترکیب la1-x-ysrxcaycro3 ایجاد می کند. نتایج بررسی ها نشان داد که لایه زیرین با ترکیب la0.8sr0.2cro3 و کرومات کلسیم با ضخامت برابر، پس از تف جوشی در 1400 درجه سانتیگراد لایه ای با بهترین تراکم و خواص ایجاد می کنند. مقاومت ویژه سطح در دمای 800 درجه سانتیگراد و در اتمسفر دوگانه (یک سمت هوا و یک سمت هیدروژن) برای لایه متراکم تولیدی به میزان 0089/0 اهم بر سانتیمتر مربع بدست آمد که در مقایسه با سایر انواع اتصال دهنده های سرامیکی کمترین مقدار را دارا بود.

نانوکامپوزیت های آلومینا- فلز به دلیل خواصی نظیر سختی و استحکام عالی، چقرمگی مناسب و چگالی نسبتاً کم در دهه اخیر مورد توجه طراحان و مهندسان برای کاربرد در صنایع مختلف قرار گرفته است. در واقع مشکل اصلی سرامیک هایی نظیر آلومینا تافنس پایین آنهاست که با ایجاد ساختار کامپوزیتی و ریز کردن ساختار تا حد نانومتر این محدودیت تا حد زیادی قابل اصلاح است. هدف از این پژوهش تولید نانوکامپوزیت آلومینا– مولیبدن به روش آسیاب کاری مکانیکی است. بدین منظور مخلوط پودر آلومینیوم و اکسید مولیبدن آسیاب گردید تا از واکنش بین آنها نانوکامپوزیت مزبور بدست آید. در مرحله بعد فشرده سازی نمونه ها در دماهای 1300 و 1400 درجه سانتیگراد انجام و رفتار سینترینگ آنها مورد بررسی قرار گرفت. مشخصه یابی پودر نانوکامپوزیت و نمونه متراکم توسط آنالیز پراش پرتو ایکس (xrd) و میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) و عبوری (tem) انجام شد. نتایج بررسی ها نشان داد که در مخلوط استوکیومتری آلومینیوم و اکسید مولیبدن، واکنش پس از 120 دقیقه و در مخلوط غیر استوکیومتری پس از 170 دقیقه کامل می شود. مکانیزم واکنش برای هر دو ترکیب به صورت احتراقی خود پیشرونده تعیین گردید. محصول واکنش ترکیب استوکیومتری نانوکامپوزیت آلومینا- 7/26 درصد حجمی مولیبدن و محصول واکنش ترکیب غیر استوکیومتری نانوکامپوزیت آلومینا- 15 درصد حجمی مولیبدن بود. بررسی های پراش پرتو ایکس نشان داد که پس از تکمیل واکنش هیچ فاز اضافه ای نظیر ترکیبات میانی در محصولات واکنش وجود ندارد. با ادامه آسیاب کاری نیز فقط اندازه دانه های کریستالی کاهش و کرنش داخلی افزایش یافت. اندازه دانه مولیبدن و آلومینا پس از 270 دقیقه آسیاب کاری به ترتیب 15 و 25 نانومتر در مخلوط استوکیومتری و 18 و 10 نانومتر در مخلوط غیر استوکیومتری به دست آمد. عملیات حرارتی نمونه ها در دمای 800 درجه سانتیگراد نشان داد که نانوکامپوزیت تولیدی از پایداری حرارتی خوبی برخوردار است. در ادامه پودر نانوکامپوزیت های تولیدی و نیز پودر آلومینای ? که به مدت زمان 270 دقیقه آسیاب شده بود تحت فشار 200 مگاپاسکال فشرده و سپس در دو دمای 1300 و 1400 درجه سانتیگراد سینتر شدند. بررسی ها نشان داد که رشد دانه ها به دلیل حضور فاز دوم در هر یک از فازهای تشکیل دهنده نانوکامپوزیت بسیار ناچیز می باشد. در این مورد نیز تشکیل فاز آلومینای ? در کنار آلومینای ? مشاهده می شود. افزایش دمای سینترینگ و نیز افزایش مقدار مولیبدن باعث کاهش مقدار تخلخل نمونه ها می گردد. با افزایش درصد مولیبدن در نمونه ها سختی افت کرده اما استحکام خمشی افزایش می یابد.