Katı oksit yakıt pilleri için doğal kayaç bazalt ve atık camlardan cam-seramik conta malzemelerinin geliştirilmesi

Katı oksit yakıt pilleri (KOYP), yakıtın kimyasal enerjisini doğrudan elektrik ve önemli miktarda ısı enerjisine dönüştüren, çevre dostu elektrokimyasal cihazlardır. KOYP' de sızdırmazlığı sağlamada, cam-seramik malzeme grubu en iyi özelliklere sahiptir. Bu çalışmada doğal bir volkanik kayaç olan bazalt, atık pencere camı ve Na2CO3 kullanılarak KOYP'nde sızdırmazlık contası olarak kullanılmak üzere üç farklı bileşim geliştirilmiştir. Hazırlanan karışımlar 1500 °C'de ergitilerek suya ve grafit kalıba dökülmüştür. Grafit kalıba dökülen camlar, termal genleşme katsayısı tespiti için dilatometre analizinde kullanılmıştır. Suya dökülen camlar ise, öğütülerek -53 µm'ye getirilmiştir. Ardından belirli ön işlemlerden sonra, daldırma yöntemi ile Crofer, AISI 430, 409, 439 ve 441 paslanmaz çeliklere kaplanmıştır. Kaplama sonrası cam-seramik conta ile paslanmaz çelik altlık arasında kalıcı bir bağlanma ve sızdırmazlık sağlanması için 850, 900 ve 950 °C'de ısıl işlem yapılmıştır. Isıl işlem sonucunda, camsı yapıdan cam-seramik yapıya dönüşüm meydana gelmiştir. Conta-altlık ara yüzey, bağlanma ve sızdırmazlık özellikleri taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve X-ışını difraksiyon analizi (XRD) ile incelenerek, KOYP için uygunluğu araştırılmıştır.