中文摘要：

现有密封材料长期稳定性差已经成为板式SOFC发展的主要障碍之一，其主要原因是密封材料与SOFC其他材料会发生不利的高温反应。玻璃是有前景的密封材料，但由于密封玻璃组成复杂，其定量设计是难点。本项目通过构建高温玻璃溶液的非理想热力学模型、由热力学模拟预测玻璃与其他材料的高温化学相容性；通过建立含热膨胀系数和粘度的综合模型，由综合模型的最优化模拟设计同时满足热膨胀及粘度要求的玻璃；通过在热力学模型及综合模型间的交互模拟，实现化学相容性、热膨胀系数、粘度的定量设计。同时,采取"根据封接部位的材料特性设计不同的密封玻璃"的密封策略，降低对玻璃化学相容性的要求，提高设计的针对性。通过系统的模拟计算及实验研究，建立密封玻璃的定量设计方法，开发出能与YSZ,LSM,LaCrO3等材料高温化学相容且在湿燃料气氛下长期稳定的密封玻璃。建立的玻璃定量设计方法还可以用于其他复杂成分玻璃的设计。

结论摘要：

现有密封材料长期热稳定性差已经成为板式SOFC发展的主要障碍之一，玻璃是有前景的密封材料，但由于密封玻璃组成复杂，其定量设计是难点。本项目在构建高温玻璃溶液非理想热力学模型并完善了热膨胀系数模型的基础上，初步实现了密封玻璃的设计。开发了热膨胀系数为9.9×10-6K-1（室温至膨胀软化点）的密封玻璃，膨胀系数与8YSZ等SOFC关键材料匹配良好；该密封玻璃可在830C左右实现封接，适合750C以下的中温SOFC应用；热稳定性实验表明该密封玻璃经过700C、3000小时的热处理，CTE几乎没有变化，显示了优异的热稳定性，循环寿命测试表明经过45次从室温至700C的热循环测试，密封仍然完好无损；对该体系密封玻璃进行晶相析出调控，可得到CTE在9.9-12.5×10-6K-1的微晶玻璃，测试表明微晶玻璃经过800C、1000小时的热处理，CTE变化小于4％。本项目开发的玻璃基密封材料可完全满足美国SECA二期对密封提出的要求。本项目研究期间已在国际专著中撰写1章，发表SCI收录论文7篇，另有1篇被接受，会议论文7篇，申请国家发明专利2项。应邀在国际会议做分会邀请报告2次，担任分会