專利名稱：：固體氧化物燃料電池用的互聯件及其用于固體氧化物燃料電池的鐵素體不銹鋼的制作方法固體氧化物燃料電池用的互聯件及其用于固體氧化物燃料電池的鐵素體不銹鋼相關申請的交叉參考本申請要求保護標題為"固體氧化物燃料電池用互聯件和適于固體氧化物燃料電池用的互聯件的鐵素體不銹鋼"于2005年6月15日提出的U.S.臨時申請系列號60/690，671的利益，在此特別引入作為參考。背景本發(fā)明一般涉及固體氧化物燃料電池("SOFCs")使用的互聯件，并可用于平面固體氧化物燃料電池("PSOFCs，，)中，本發(fā)明還涉及用于制成SOFCs用互聯件的鐵素體不銹鋼。例如，本發(fā)明公開的一些非限制性實施方案涉及互聯件，該互聯件包括至少一個通道在其經受高溫氧化性氣氛時在其至少部分表面上產生含錳-鉻酸鹽尖晶石的氧化皮，并且還包括至少一種氣流通路在其經受高溫氧化性氣氛時在其至少部分表面上產生富鋁氧化皮。另一個非限制性實施方案涉及SOCFs用的互聯件，該互聯件含有鐵素體不銹鋼和在SOFCs的一些操作條件下有抗氧化性的金屬材料。對包括已公開的互聯件的SOFCs和PSOFCs用互聯件的制造方法，也作了描述。固體氧化物燃料電池是全部由固態(tài)材料構造。典型地SOFCs使用快速氧離子-傳導陶瓷(有代表性的是釔穩(wěn)定的氧化鋯或"YSZ")作為電解質，并且在約500°C(932°F)~1000。C(1832。F)的溫度范圍內操作以有利于固體狀態(tài)傳輸。單個的SOFC"電池，，或子單元，包括被固體電解質隔開的陽極和陰極。因為電流發(fā)生的SOFCs,—般是在最高達約IOO(TC的溫度下操作，陽極和陰極通常由陶瓷材料制成，以免環(huán)境降解。陽極和陰極層兩者皆含有氣體可以穿過的互聯件孔的網絡，并且是良好的電導體(例如，它們主要呈顯非離子導電性)。在電流發(fā)生的SOFCs中，陽極通常是由導電的鎳/YSZ復合物制成的(陶瓷/金屬復合物或"金屬陶瓷")，其中鎳提供一種連續(xù)的導電通路，而YSZ則起到減小整個復合體的熱膨脹系數的作用，并防止孔的網絡因燒結阻斷。陰極可以基于，例如，錳酸鑭(LaMn03)，通常摻雜鍶(取代一些鑭，形成La,.xSrxMn03)用來改善其導電率。電解質通常是十分致密的YSZ薄層(相對于陽極和陰極)。在SOFC電池的搡作過程中，把氧化劑(如02或空氣)在靠近電池的陰極加入燃料電池，在這里它以下列半電池反應，接受來自外電路的電子l/202(g)+2e-=O-2在陰極以半電池反應產生的氧離子，借助于固態(tài)擴散，穿過YSZ電解質，進入電解質/陽極界面，在那里它們與靠近陽極處引入SOFC的燃料，如氫，起反應。在使用上，純氫可以作為供體，而烴燃料如曱烷、煤油或汽油，一般必須部分被燃燒或重整，成為氫和一氧化碳。這一點可在燃料電池內完成，通過高操作溫度和通過蒸汽注入藉助完成。燃料氣體混合物穿過多孔的陽極，進入陽極/電解質界面，在那里它與來自YSZ電解質的氧離子進行下列半電池反應H2(g)+0-2=2e-+H20(g)如上所述，該半電池反應釋放的電子，其重新進入外電路。為了保持整個電荷的平衡，由于氧離子通過電解質，由陰極傳輸到陽極的電荷流，是通過因外電路中的電子傳導的電荷流而達到平衡。外電路中的電子流，產生大約1伏的電勢。為了產生較大的伏特量，燃料電池通常不以單一單元操作，而代之以，由多個單個的電池系列排列，以"互聯件"連接組成"疊片組"，并在直接接近電池的陽極和陰極之間傳導電流。普通的疊片組設計是扁平板狀或"平面狀"SOFC(或"PSOFC，，)。在PSOFC中，至少有兩個，優(yōu)選更多，SOFCs以重復序列被疊層在一起，其中各單個SOFC由位于疊片組內一個SOFC的陽極和直接靠近SOFC的陰極之間的互聯件所隔開。依PSOFC的設計而定，互聯件可起到幾種功能，包括分離和包含反應劑氣體以及給電流提供低阻通路，以便以串聯性電連接電池?；ヂ摷€可稱為"雙極板"或"隔板，'，這依據其在燃料電池內的功效而定。通常，互聯件材料必須能經得住電池內苛刻的高溫條件；必須是適當的電導性的(包括在所述材料上形成的任何氧化物或其它表面膜)；和必須具有足以與電池內的陶資電極的CTE相似的熱膨脹系數(CTE)以保證燃料電池疊片組必不可少的結構完整性和氣密性。最初的PSOFC設計使用了摻雜的鉻酸鑭(LaCr03)陶瓷材料作為互聯件材料。LaCr03陶瓷在SOFCs操作的高溫下不降解并且具有與燃料電池其它陶瓷組分基本匹配的熱膨脹系數。然而，LaCr03陶覺是脆性的，難以加工制造，且特別貴。為了強調這些缺點，建議把金屬互聯件用于PSOFCs中。這些包括由鎳-基合金，如AL60()TM合金，以及一些奧氏體不銹鋼，如300系列，其范例是304型合金制成的互聯件。還提出鐵素體不銹鋼，如ALFA-n丁M合金、E-BRITE⑧合金和AL453TM合金用于PSOFC的互聯件。表I提供用于前述鎳-基和不銹鋼合金的標稱組成，所有這些都可以從Pennsylvania，Pittsburgh，AlleghenyLudlum公司獲4尋。表I<table>complextableseeoriginaldocumentpage3</table>在通常用于電流發(fā)生的SOFC的操作溫度下，靠近SOFC陽極的氧分壓(或》02")—般低于通常用作電導體的各種金屬(例如，銅和鎳)形成氧化物所必須的/02。然而，靠近SOFC陰極的；02—般高于氧化物形成所必須的/02。因此，當暴露于接近SOFC陰極的氧化劑時，在這些金屬制成的互聯件上易于形成表面氧化物層。因為通常金屬形成氧化物，或者在PSOFC典型的操作溫度下具有高電阻率，或者隨著時間迅速增厚、金屬互聯件的面積比阻(或"ASR")以及引入PSOFC疊片組的電阻率，易于在PSOFC的操作過程中隨時間增加。例如，某些合金，當暴露于高溫氧氣中時，形成表面氧化物，或以特慢速度增厚(例如，ALFA-II⑧合金的^203氧化皮)，或者是高導電性的(例如，純的NiO氧化皮或分散-強化鎳)。然而，控制這兩種看上去不同的因素(氧化物形成的電阻率和速率)的基礎機理基本上是相同的(氧化物的電缺陷結構)。因此，既能緩慢生長又能導電的金屬氧化物幾乎很少。不銹鋼作為潛在的互聯件材料已引起興趣，部分地是因為其以常規(guī)形式產生一種主要由鉻氧化物(0"203)組成的氧化皮。這種氧化皮生長較慢而且在典型的、電流發(fā)生的SOFC操作溫度下有適當的導電性。尤其是鐵素體不銹鋼具有某些能使它們有利地用于PSOFC互聯件的性能，包括低成本、良好的可制造性以及與陶瓷相容的CTE。除此之外，在PSOFC操作過程中，不銹鋼互聯件的氧化作用隨著時間可導致PSOFC的電性能不合乎需要的降低。在應用PSOFC的場合下，采用不銹鋼的另一種潛在缺點是多孔電極"中毒"，特別是SOFCs中使用的陰極，因為在操作過程中特別是在有水和氫的情況下，可在不銹鋼表面上的富-鉻氧化皮釋放承載鉻的蒸汽物。因為水蒸氣經常在操作的PSOFC氣流中存在，所以，在較低的溫度下，加重形成揮發(fā)性羥基氧化鉻(例如，Cr02(OH)2)。另外，在PSOFC的操作過程中可能產生鉻從互聯件向鄰接的陰極進行固態(tài)擴散，而且有助于陰極的中毒。盡管在不銹鋼互聯件的表面上，錳-鉻酸鹽尖晶石層的形成，在PSOFC操作過程中可以降低這種鉻遷移(例如，釋放承載鉻的蒸氣物和/或鉻的固態(tài)擴散)，假如在互聯件的表面上有足夠的鉻存在，仍可能發(fā)生導致陰極中毒的鉻遷移。已經為SOFC互聯件提出了各種各樣的結構。例如，U.S.專利No.6326096公開了一種用于固體氧化物燃料電池的互聯件，其具有以面對陽極面、面對陰極面的超級合金金屬層和在面對陽極面上的金屬層，其優(yōu)選為鎳或銅(見摘要)。公開的超級合金包括Inconef合金、Haynes合金、1^31611(^@合金以及奧氏體不銹鋼(見第4欄，第60~63行)。U.S.專利No.4781996公開了一種疊加在燃料電池陽極和陰極各方背表面上的隔板，它是由含有約25~60%鎳的含鎳鐵合金制造的，以使得隔板的線性膨脹系數與電解質板的膨脹系數相匹配(見第3欄，第18~27行)。此外，使一種抗氧化的處理材料與隔板的陰極側相結合而一種耐^5成腐蝕處理的材料是與隔板的陽極側面相結合(見第4欄，第24~29行)。U.S.專利No.5227256公開了一種燃料電池用的雙金屬隔板，其中不銹鋼可用在陰極面上，而鎳或銅可用在陽極面上(見第11欄，第3438行)。此外，鎳或銅可以是隔板厚度的約10%(見第1欄，第3840行)。特別公開的是300系列不銹鋼合金(見第11欄，第40~42行)。U.S.專利No.5733683公開了一種用于高溫燃料電池的金屬雙極板，該板具有一種有適于接觸燃料電池電極的表面的主體和具有封閉氣體的器壁的通道。板的主體是由在表面上可氧化形成氧化鉻的含鉻合金組成的，該合金至少在直接與氣體接觸的器壁區(qū)域內富含鋁(見摘要)。鋁的富集可以使用常規(guī)鋁擴散方法完成，其中所述板涂有一層惰性材料(如八1203)的粉末混合物、氯化物/氟化物活化劑(如NaCl)以及鋁粉，并暴露于氬氣中的600°C~130(TC下，或者使用CVD或PVD涂布(見第3欄，第43~57行)。之后，其中不要求鋁富集的所述板的表面(例如電接觸表面)，經過研磨以除去材料的富集層。為了調節(jié)研磨，板的主體要超過定尺寸以估算除去的材料(見第3欄，第57~62行)。加拿大專利No.2240270公開了一種由氧化鉻-形成合金所組成的雙極性板，其具有電絕緣性、氣體導向表面區(qū)域內的腐蝕減少層以及在電極接觸表面區(qū)域內的鈷、鎳或鐵富集層(見摘要)。如上所述有關U.S.專利號5733683，研磨是需要的以除去電極接觸表面的電絕緣層；因此，所述板應超過定尺寸以估算除去的材料(見第8頁，第10~15行)。U.S.專利公開2003/0059335公開了一種由形成鐵合金的氧化鉻組成的高溫材料，所述鐵合金包含1228wt。/o的鉻，0.010.4wt。/。的La，0.2~1.0wt。/。的Mn,0.1~0.4樹％的Ti，低于0.2wt。/o的硅，以及低于0.2\^%的Al,其中在700°C950。C的溫度下所述材料形成MnCr204尖晶石相并且該材料能用于形成SOFC用的雙極性板(見摘要和段落)。還存在一種對具有氧化性能的SOFCs用的互聯件的需要，所述氧化性能要滿足在PSOFC的操作過程中通過互聯件經受的環(huán)境條件，其包括不需要高溫處理，超過定量尺寸或使用昂貴的超級合金來達到所需的性能，以及有它們摻入的PSOFCs的改良電性能。此外，目前存在有在組成上要滿足SOFC環(huán)境的鐵素體不銹鋼的需求以及由此加工制造出所述的互聯件。實施方案本發(fā)明公開的各種非限制性實施方案涉及固體氧化物燃料電池用的互聯件。例如，一個非限制性實施方案涉及固體氧化物燃料電池用的互聯件，其包括一種氣體-不滲透體、氣體-不滲透體是鐵素體不銹鋼制成的，并且包括(a)含有通道和氣流通路的燃料側，和(b)燃料側對面的氧化劑側，氧化劑側包含通道和氣流通路；其中，在固體氧化物燃料電池的操作過程中，形成具有離解壓大于接近互聯件燃料側氧分壓的氧化物的金屬材料，其在所述氣體-不滲透體的燃料側上與至少部分鐵素體不銹鋼連接。另一非限制性實施方案涉及一種用于包含復合體的固體氧化物燃料電池的互聯件，所述復合體包含(a)鐵素體不銹鋼制成的氧化劑側；和(b)在氧化劑側對面的燃料側，燃料側是由一種在固體氧化物燃料電池的操作過程中形成具有離解壓大于接近互聯件燃料側氧分壓的氧化物的金屬材料制成的。另一非限制性實施方案涉及一種用于含氣體-不滲透體的固體氧化物燃料電池的互聯件，該氣體-不滲透體是鐵素體不銹鋼制成的，所述鐵素體不銹鋼含有，按重量％計，0~低于0.1的鋁，0低于0.1的硅，21~35的4備，大于1~2的錳，0.002~0.1的石灰，0~0.04的氮，0~1的鉬，0~0.5的鎳，0~0.05的#],0~0.1的鈰,0~0.1的鋯，0~0.5的鈥,0-0.1的鉭,0~0.2的鈮，鐵和雜質，并且包括(a)燃料側，其包含通道和氣流通路；和(b)在燃料側對面的氧化劑側，氧化劑側包含通道和氣流通路，其中，在固體氧化物燃料電池的操作過程中，形成一種具有離解壓大于接近互聯件燃料側氧分壓的氧化物的金屬材料，在所述氣體-不滲透體的燃料側上，該金屬材料與至少部分鐵素體不銹鋼連接。另一非限制性實施方案涉及用于含復合體的固體氧化物燃料電池的互聯件，該復合體包含(a)鐵素體不銹鋼制成的氧化劑側，該鐵素體不銹鋼含有，按重量％計，0低于0.1的鋁，0低于0.1的硅，21~35的鉻，大于1~2的4孟，0.002~0,1的,友，0~0.04的氮，0~1的鉬，0~0.5的4臬，0~0.05的鑭，0~0.1的4市，0~0.1的4告，0~0.5的4太，0~0.1的4旦，0~0.2的鈮，鐵和雜質，和(b)在氧化劑側對面的燃料側，燃料側是由一種在固體氧化物燃料電池的操作過程中形成具有離解壓大于接近互聯件燃料側面氧分壓的氧化物的金屬材料制成的。再有另一個非限制性實施方案涉及用于含有氣體-不滲透體的固體氧化物燃料電池的互聯件，該氣體-不滲透體是鐵素體不銹鋼制成的，該鐵素體不銹鋼含有，按重量％計，0~0.05的鋁，0-0.05的硅，23~27的4各，大于12的4孟，0.002—0.1的石友，0—0.04的氮，0.75~1的鉬，0~0.3的鎳，0-0.05的鑭，0~0.1的鈰，0~0.05的鋯，4太、鉭和鈮中至少一種的含量，其中鈦、鉭和鈮的含量滿足方程式0.4重量c/?！禰。/。Nb+。/。Ti+l/2(。/。Ta)]《1重量％，鐵和雜質；和包括(a)包括通道和氣流通路的燃料側，和(b)在燃料側對面的氧化劑側，氧化劑側包括通道和氣流通路，其中，在固體氧化物燃料電池的操作過程中，形成具有離解壓大于接近互聯件燃料側面氧分壓的氧化物的金屬材料在所述氣體-不滲透體的燃料側上，與至少部分鐵素體不銹鋼連接。還有另一個非限制性實施方案涉及用于含有復合體的固體氧化物燃料電池的互聯件，該復合體包括(a)鐵素體不銹鋼制成的氧化劑側，該鐵素體不銹鋼含有，按重量。/。計，0~0.05的鋁，0~0.05的硅，23~27的4各，大于12的4孟，0.002—0.1的石友，0~0.04的氮，0.75~1的鉬，0~0.3的纟臬，0~0.05的鑭，0~0.1的鈰，0~0.05的《告，鈥、鉭和鈮中的至少一種的含量，其中鈦、鉭和鈮的含量滿足方程式0.4ff°/。《[%Nb+%Ti+l/2(%Ta)]《1重量％,鐵和雜質；和(b)在氧化劑側對面的燃料側面，燃料側是由一種在固體氧化物燃料電池的操作過程中形成具有離解壓大于接近互聯件燃料側氧分壓的氧化物的金屬材料制成的。另一非_限制性實施方案涉及一種用于含有鐵素體不銹鋼制成的物體的固體氧化物燃料電池的互聯件，并包括(a)燃料側，和(b)在燃料側對面的氧化劑側，其中在固體氧化物燃料電池的操作過程中形成具有離解壓大于接近互聯件燃料側氧分壓的氧化物的一種金屬材料在所述物體的燃料側上與至少部分鐵素體不銹鋼相連接，而鎳-基超級合金在所述物體的氧化劑側上與至少部分鐵素體不銹鋼連接。另一非限制性實施方案涉及用于含有復合體的固體氧化物燃料電池的互聯件，該復合體包括(a)鐵素體不銹鋼制成的氧化劑側，和(b)氧化劑側對面的燃料側，燃料側是由一種在固體氧化物燃料電池的操作過程中形成具有離解壓大于接近互聯件燃料側氧分壓的氧化物的金屬材料制成的，其中鎳-基超級合金在互聯件的氧化劑側上，與至少部分鐵素體不銹鋼連接。另一個非限制性實施方案涉及一種固體氧化物燃料電池用的互聯件制造方法。例如，一個非限制性實施方案涉及制造互聯件的方法，該互聯件包括(a)金屬材料與至少部分鐵素體不銹鋼連接，金屬材料是鎳或鎳合金、銅或銅合金或鎳-銅合金；和(b)由鐵素體不銹鋼形成互聯件。另一非限制性實施方案涉及制造互聯件的方法，該互聯件包括(a)把金屬材料包覆在至少部分鐵素體不銹鋼板材上，金屬材料是鎳或鎳合金、銅或銅合金或鎳-銅合金；和(b)由包層鐵素體不銹鋼板材形成互聯件。另一非限制性實施方案涉及制造互聯件的方法，該互聯件包括(a)由鐵素體不銹鋼板材形成互聯件；和(b)在互聯件的至少一個表面上的至少部分上電鍍金屬材料，所述金屬材料是鎳或鎳合金、銅或銅合金或鎳-銅合金。一種非限制性實施方案涉及一種用于固體氧化物燃料電池的互聯件，包括(a)至少一個通道，其在經受溫度至少為65(TC的氧化性氣氛時，在其至少部分表面上產生含錳-鉻酸鹽尖晶石的氧化皮，和(b)至少一種氣流通路，在其經受溫度至少在650。C下的氧化性氣氛處理時，在其至少部分表面上產生富-鋁氧化皮，富-鋁氧化皮包含鐵和鉻并具有赤鐵礦的結構；互聯件是鐵素體不銹鋼制成的，鐵素體不銹鋼含有0.2~4重量％的錳，0.3~1重量％的鋁和至少一種稀土元素，條件是鐵素體不銹鋼含有總量為至少0.03重量°/。的稀土元素。另一非限制性實施方案涉及用于一種固體氧化物燃料電池的互聯件，包括(a)至少一個通道，其包含在至少部分表面上，一種含錳-鉻酸鹽尖晶石的氧化皮；和(b)至少一個氣流通路，其在至少部分表面上包含一種含鐵和鉻的富-鋁氧化皮并具有赤鐵礦的結構，富-鋁氧化皮具有低于5微米的厚度；互聯件為鐵素體不銹鋼制成，該鐵素體不銹鋼含有0.2~4重量％的錳，0.3~1重量％的鋁和至少一種稀土元素，條件是鐵素體不銹鋼含有總量為至少0.03重量％的稀土元素。還有另一個非限制性實施方案涉及一種用于固體氧化物燃料電池的互聯件，包括(a)至少一個通道，其在經受溫度至少為650。C的氧化性氣氛時，在其至少部分表面上，產生含錳—鉻酸鹽尖晶石的氧化皮；和(b)至少一個氣流通路，其包含至少一個電拋光表面；互聯件是鐵素體不銹鋼制成的。還有另一非限制性實施方案涉及一種用于固體氧化物燃料電池的互聯件，包括(a)燃料側；和(b)在燃料側對面的氧化劑側，該氧化劑側包括(l)至少一個通道，其在經受溫度至少650。C的氧化性氣氛時，在其至少部分表面上，產生含錳-鉻酸鹽尖晶石的氧化皮；和(2)至少一個氣流通路，其在經受溫度至少65(TC的氧化性氣氛時，在其至少部分表面上，產生富-鋁氧化皮，富-鋁氧化皮含鐵和鉻并具有赤鐵礦的結構，其中互聯件的氧化劑側是鐵素體不銹鋼制成的，該鐵素體不銹鋼包含0.2~4重量％的錳，0.3~1重量％的鋁和至少一種稀土元素，條件是鐵素體不銹鋼含有總量為至少0.03重量％的稀土元素。另一非限制性實施方案涉及用于一種固體氧化物燃料電池的互聯件，該互聯件包括(a)鐵素體不銹鋼制成的氧化劑側，并且包括(l)至少一個通道，和(2)至少一個氣流通路，其包含至少一個表面在其經受溫度至少為650。C的氧化性氣氛時，產生富-鋁氧化皮，該富-鋁氧化皮含鐵和鉻并具有赤鐵礦的結構；和(b)在氧化劑側對面的燃料側，該燃料側包含一種在固體氧化物燃料電池的操作過程中，形成具有離解壓大于接近互聯件燃料側氧分壓的氧化物的金屬材料。另一非限制性實施方案涉及一種用于固體氧化物燃料電池的互聯件，該互聯件包括(a)鐵素體不銹鋼制成的氧化劑側，并包括(l)至少一個通道，其包含在其至少部分表面上含有鉻氧化物和錳-鉻酸鹽尖晶石中至少一種的氧化皮，和(2)至少一個氣流通路，其在其至少部分表面上含有富-鋁氧化皮，該富-鋁氧化皮含鐵和鉻，并具有赤鐵礦的結構；和(b)在氧化劑側對面的燃料側，燃料側包含一種在操作固體氧化燃料電池的過程中形成一種具有離解壓大于接近互聯件燃料側氧分壓的氧化物的金屬材料。另一非限制性實施方案涉及固體氧化物燃料電池使用的互聯件的制造方法。例如，一種非限制性實施方案涉及制造互聯件的方法，包括(a)由鐵素體不銹鋼制成互聯件，該互聯件具有燃料側和在燃料側對面的氧化劑側，氧化劑側和燃料側的每一個包括通道和氣流通路；和(b)把互聯件的氧化劑側的至少一個氣流通路的至少部分，進行選擇性電拋光。另一非限制性實施方案涉及制造互聯件的方法，包括(a)由鐵素體不銹鋼形成互聯件，該互聯件包括一通道和一氣流通道；(b)互聯件的至少氧化劑側，進行電拋光；和(c)用物理或化學方法，從互聯件的氧化劑側的至少一個通道的至少一個電拋光表面上除去材料。還有另一個非限制性實施方案涉及制造互聯件的方法，包括(a)在鐵素體不銹鋼板材的至少部分表面上連接一種金屬材料，該金屬材料是鎳或鎳合金、銅或銅合金或鎳-銅合金；(b)鐵素體不銹鋼板材制成互聯件，該互聯件具有含鐵素體不銹鋼的氧化劑側和含金屬材料的氧化劑側對面的燃料側，互聯件的氧化劑側和燃料側各含有通道和氣流通道；和(c)互聯件的氧化劑側至少一個氣流通^^的至少部分進行電拋光。再有另一個非限制性實施方案涉及制造互聯件的方法，包括(a)由鐵素體不銹鋼板材制成互聯件，該互聯件具有氧化劑側和在氧化劑側對面的燃料側，互聯件的氧化劑側和燃料側各包含一通道和一氣流通路；(b)互聯件氧化劑側的至少一個氣流通路的至少部分加以電拋光；和(c)連接金屬材料至互聯件的燃料側的至少部分表面上，該金屬材料是鎳或鎳合金、銅或銅合金或鎳-銅合金。其他非限制性實施方案涉及平面固體氧化物燃料電池，該電池包括按照本發(fā)明在此公開的各種非限制性實施方案的互聯件。本發(fā)明在此公開的各種非限制性實施方案涉及鐵素體不銹鋼，其包含按重量計，0~4氐于0.1的鋁，0~<氐于0.1的石圭，21~35的4各，大于1~2的錳，0.002~0.1的石友，0—0.04的氮，0~1的鉬，0~0.5的纟臬，0~0.05的鑭，0~0.1的4市，00.1的4告，0~0.5的4太，0~0.1的鉭，0~0.2的鈮，鐵和雜質。另一個非限制性實施方案涉及鐵素體不銹鋼，該鋼含有按重量。/。計，0~0.05的鋁，0~0.05的石圭，21~24的4各，大于12的4孟，0.002~0.1的石友，0~0.04的氮，0~1的鉬，0~0.3的4臬，0.02—0.04的鑭，0~0,1的4告，0~0.1的鈥，0-0.1的鉭，0~0.1的鈮，鈰、鐵和雜質，其中重量％的鈰和重量％的鑭的總量范圍為0,03~0.06。再有另一個非-限制性實施方案涉及鐵素體不銹，該鋼含有按重量％計，0~0.05的4呂，0—0.05的石圭，23~27的4各，大于12的4孟，0.002~0.1的石友，0—0.04的氮，0~1的鉬，0~0.3的4臬，0~0.05的紛],0~0.1的鈰，0~0.1的4告，0~0.5的鈥，0~0.1的鉭，0.05~0.2的鈮，纟失和雜質。還有另一個非-限制性實施方案涉及鐵素體不銹鋼，該鋼含有按重量%計，0~0.05的鋁，0~0.05的石圭，23~27的4各，大于12的4孟，0.002~0.1的石友，0—0.04的氮，0.75~1的鉬，0-0.3的鎳，0~0.05的鑭，0~0.1的鈰，0~0.05的鋯，鈦、鉭和鈮中至少一種的含量，其中鈦、鉭和鈮的含量應滿足方程式0.4重量％《[%Nb+%Ti+l/2(%Ta)]<1重量％，另一個非限制性實施方案涉及使用本發(fā)明公開的鐵素體不銹鋼制造的鐵和雜質。SOFCs和PSOFC用的互聯件。附圖中若干視圖的簡述當結合附圖閱讀時，可以更好地理解各種非限制性實施方案。圖1是用于SOFCs的互聯件的示意透視圖；圖2是包括互聯件的PSOFC的示意、透視圖3a、3b和3c是按照本發(fā)明公開的各種非限制性實施方案的互聯件的示意、剖面圖4是說明在常規(guī)PSOFC中氧分壓的變化對各種燃料利用量的操作溫度的關系曲線；圖5是Ellingham圖，在圖上能一般表明在操作典型的平面固體氧化物燃料電池的過程中，接近互聯件燃料側的某些操作條件(即，溫度和p02);圖6是若干材料的熱膨脹系數的圖表；圖7是對兩種不同的鐵素體不銹鋼樣品，其單位表面積重量隨時間變化的曲線，其中之一是電拋光過的而其中另一是未經電拋光的；圖8a是已電拋光并其中部分隨后予以磨光的鐵素體不銹鋼表面的次級電子圖象；圖8b-e是分別從示于圖8a中相同面積獲得的鉻、鐵、鋁和錳的特征性X-射線圖。本發(fā)明實施方案的描述當用于本說明書和所附的權利要求書中時，冠詞"a"、"an"和"the"包括復數，除非特別和明確地限于一個對象。另外，對于本說明書來說，除非另有指示，否則所有表達量的數字，如重量％和工藝參數，以及用于本說明書的其它性能或參數都要理解成通過術語"約"在所有場合下的修飾。此外，除非另有指示，應當理解示于以下說明書和所附權利要求書中的數字參數是近似值。最低限度，不作為對于權利要求范圍的等同物原則使用的企圖，應當以報道的有效位數的數字和使用通常的修正技術的觀點，閱讀數字參數。此外，如上所述，當本發(fā)明寬范圍列出的數字范圍和參數是近似值時，在實施例部分列出的數值以盡可能精確地報導。但是，應當理解所述數值固有地包含因測量裝置和/或測量技術所引起的某些錯誤。如上所述，不銹鋼尤其是鐵素體不銹鋼，已被認為是用于SOFC互聯件的可作為成本-有效取代材料。然而，與操作SOFC的陽極和陰極的接近的環(huán)境條件，可能會引起大部分含鐵-鉻("Fe-Cr")不銹鋼發(fā)生氧化作用。因為氧化的互聯件，通常是一種比未氧化的互聯件更差的電流導體，所以，燃料電池疊片組作為整體的效率，隨著燃料電池內互聯件的氧化皮厚度的增加，隨著時間可能下降。產生電流的金屬互聯件的固有限制，把有效的SOFC和PSOFC設計限制到相當低效的，低溫操作(大約700。C(1292。F)),以防止互聯件表面上的過度氧化。當用于本發(fā)明中時，術語"互聯件"指的是一種連接(電和/或機械)一種組件到另一種組件的的裝置。此外，盡管不需要，但按照本發(fā)明公開的各種非限制性實施方案的互聯件也同樣地在SOFC的操作過程中對使所用的氣體反應物流，起到分離和/或引導的作用。例如，如前所述，在PSOFC中直接相鄰的SOFCs，一般是通過互聯件而彼此連接，該互聯件置于在一個SOFC的陰極和直接相鄰SOFC的陽極之間，在SOFCs之間提供電互聯，并且對氣體反應物的氣流起到分離和引導的作用。按照本發(fā)明在此處所公開的各種非限制性實施方案的互聯件也可以用于一個PSOFC的SOFC與另一個PSOFC的SOFC的連接。例如，按照本發(fā)明在此處^Hf的各種非限制性實施方案的互聯件，可以形成PSOFC的"端板"以及能用于PSOFC與鄰近的PSOFC的電學和/或機械的連接，或換句話說，連接到體系中的另一個組件?，F參照圖1,其示出互聯件的示意透視圖(一般如圖1中10所示)該互聯件具有適于發(fā)生電流的PSOFCs中的典型構型。據本
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的熟練工作人員的理解，互聯件的精確設計取決于PSOFC和所涉及的各個SOFCs的設計。因此，圖1所示互聯件的構型，不是用來限制根據本發(fā)明的互聯件的可能構型，而僅為舉例說明的目的提出。如圖1所示，互聯件10具有第一側面14和在第一側對面的第二側16。第一和第二兩個側面至少具有一個氣流通路18和至少一個通道20。當用于本發(fā)明中時，術語"通道"指的是電傳導的路線。當位于兩個相鄰SOFC之間的PSOFC中時，互聯件一個側面上的通道與疊片組內SOFCs之一的電極電接觸，而互聯件相反一側上的通道與疊片組內的鄰近的SOFC的一個相反電荷的電極電接觸，使得來自一個SOFC的電流流向下一個。例如，如圖2所示，使PSOFC的互聯件210(—般表示為211)這樣放置以使互聯件210的側面214上的通道220a靠近一個SOFC的陰極222(—般表示為223)，而在互聯件210的側面216上的通道220b靠近疊片組內臨近SOFC的臨近陽極224(—般表示為225)。如圖2所示，SOFC223包括陰極222,電解質230和陽極232，而SOFC225包括陽極224，電解質234和陰極236。再繼續(xù)參考圖2，在PSOFC的操作過程中，氣體流經互聯件210兩側(214、216)上的氣流通路218a、218b。氣體流經互聯件210的216側的氣流通路218，該互聯件210靠近陽極224,該氣體流是富燃料的氣體，例如富氫氣體；而流經靠近陰極222側面214上的氣流通路218的氣體是富氧化劑氣體，典型的是空氣。因此，在PSOFC操作過程中，互聯件210的側面214暴露于陰極222附近的富氧環(huán)境中，并且，在PSOFC操作過程中，側面216暴露于陽極224附近的富燃料環(huán)境中。當用于本發(fā)明中時，在互聯件這方面，術語"氧化劑側"是指互聯件的側，該側在其插入的PSOFC的操作過程中，其是鄰接或將鄰接SOFC的陰極，例如，圖2中的側面214。此外，當用于本發(fā)明中時，在互聯件這方面，術語"燃料側"是指互聯件的側，該側在其插入的PSOFC中的操作過程中是鄰接或將鄰接SOFC的陽極，例如，圖2中側面216。現在將對按照本發(fā)明公開的各種非限制性實施方案的互聯件予以說明。一個非限制性實施方案提供用于SOFCs的互聯件，其由鐵素體不銹鋼制成，并包括至少一個通道，其在經受溫度至少為65(TC的氧化性氣氛時，在其至少部分表面上產生含有錳-鉻酸鹽尖晶石的氧化皮，和至少一個氣流通路其在經受溫度至少為650。C的氧化性氣氛時，在其至少部分表面上產生富鋁氧化皮，該富鋁氧化皮含鐵和鉻并具有赤鐵礦的結構。當用于本發(fā)明中時，術語"氧化皮"是指材料表面上的氧化產物。如前所述，認為鐵素體不銹鋼用于SOFC互聯件，很大程度是由于當暴露于氧化性氣氛時，他們能形成導電性的、富^^氧化皮(如在SOFC操作過程中所見)及其較低的CTEs。然而，鐵素體不銹鋼用于SOFC互聯件場合中的一個缺點是，多孔電極的中毒潛力，尤其是用于SOFC的陰極，這由于鉻從在SOFC的操作過程中形成的富鉻氧化皮遷移(例如，承載鉻的蒸氣物質的釋放和/或固態(tài)鉻的擴散)。如前所述，由于水蒸氣經常存在于操作SOFC的氣流中，揮發(fā)性的羥基氧化鉻的形成，特別是在互聯件的氣流通路中，可加重這個問題。與富鉻氧化皮相反，富鋁氧化皮基本上不受操作SOFC的氣流中存在的水蒸氣影響。此外，富鋁氧化皮在鐵素體不銹鋼表面上的形成，在SOFC的操作過程中可降低或阻止鉻從鐵素體不銹鋼的表面遷移。然而，由于富鋁氧化皮具有高的電阻率，富鋁氧化皮在電接觸表面上(例如，通道表面)的形成通常是不希望的。盡管含錳-鉻酸鹽尖晶石的氧化皮，可在一些不銹鋼的表面上形成，并且是合理的優(yōu)良導電體，但如前所述，假若在氧化皮中存在有足夠的鉻，則導致陰極中毒的鉻遷移仍有可能出現。盡管無意受任何特殊理論的束縛，但是可以預料，通過選擇性地處理至少按照本發(fā)明公開的各種非限制性實施方案的互聯件氣流通路的表面，以使得富鋁氧化皮在經受溫度至少為650。C的氧化性氣氛時，可在至少部分處理過的表面上形成，可以降低鉻從那些表面的遷移而不會有害地影響互聯件的ASR。這就是說，因為氣流通路的表面不與臨近的電極(例如，如圖2所示)直接電接觸，所以富鋁氧化皮在氣流通路表面上的形成不會有害地影響互聯件的ASR。然而，由于最易形成承載鉻的蒸氣物質的互聯件區(qū)域是氣流通路，部分原因是流經氣體的高水蒸汽含量，所以可以預料在SOFC的操作過程中，富鋁氧化皮在這些表面上的形成，可以降低來自這些表面的承載鉻的蒸氣物質的形成量和/或速度，其也可以減少陰極中毒的出現。按照本發(fā)明公開的各種非限制性實施方案，其中氣流通路，包括在經受溫度至少為650。C下的氧化性氣氛時，至少一個表面產生富鋁氧化皮，互聯件可以由含足夠合金量的Fe-Cr鐵素體不銹鋼制成，以允許富鋁氧化皮的形成。例如，按照各種非限制性實施方案，互聯件可以由鐵素體不銹鋼制成，該鐵素體不銹鋼含有0.3~1重量％的鋁，和至少一種稀土元素(諸如，但不限于，鈰、鑭和鐠)，條件是鐵素體不銹鋼總量為至少0.03重量°/。的稀土元素。此外，為了在至少部分通道的表面上形成含錳鉻酸鹽尖晶石的氧化皮，(如上所述)，按照各種非限制性實施方案，鐵素體不銹鋼可以進一步含有0.2~4重量％的錳。一種鐵素體不銹鋼的特定非限制性實施例中的鐵素體不銹鋼，含有0.2~4重量％的4孟，0.3~1重量％的鋁和至少0.03重量°/。的稀土元素，其可與本發(fā)明在這里公開的各種非限制性實施方案組合使用，其是一種含有0.002~0.1重量％的碳，21~35重量％的4各，0.2-4重量°/。的錳,0.3~0.5重量％的鋁，0~0.05重量％的鑭，0-0.1重量％的鈰，和鐵以及雜質的纟失素體不銹鋼，條件是重量％鑭和重量％鈰的總量為至少0.03。鐵素體不銹鋼的另一非限制性實施例含有0.2~4重量％的錳，0.3~1重量％的鋁和至少0.03重量％的稀土元素，其可與本發(fā)明在此公開的各種非限制性實施方案組合使用，它是一種鐵素體不銹鋼，該鐵素體不銹鋼含有0.0020.1重量％的碳，0~0.03重量％的氮，21~24重量％的4各，0~0.3重量％的4臬，0~0.4重量％的鉬，0.2~0.5重量％的錳，0.5~0.8重量％的鋁，0~0.5重量％的石圭，0~0.02重量％的4尼，0~0.01重量％的4太，0.008~0.02重量％的鑭，鈰，鐵和雜質，其中重量％鑭和重量°/。鈰的總量范圍從0.03~0.06重量％。一種商業(yè)上可得到的這種鐵素體不銹鋼的非限制性實施例是AL453TM鐵素體不銹鋼合金，它能從PA,Pittsburgh的AlleghenyLudlum公司獲得。另外，正如下面將更詳細地討論，假若互聯件僅有一個側面(例如氧化劑側)包括一種含有至少一個表面的氣流通路其在經受溫度至少在650。C的氧化性氣氛時，產生富鋁氧化皮，互聯件的該側面或部分，可由具有足夠合金含量的鐵素體不銹鋼形成，以使形成富鋁氧化皮，而互聯件的另一個相反側面(例如燃料側面)，可以由含低于0.3重量％鋁的鐵素體不銹鋼制成。含低于0.3重量％鋁的鐵素體不銹鋼的非限制性實施例將更加詳細地陳述如下。如前所述，按照本發(fā)明公開的各種非限制性實施方案的互聯件，可以包括至少一個氣流通路其在經歷溫度至少為650。C的氧化性氣氛時，在其至少部分表面上產生富鋁氧化皮。此外，根據各種非限制性實施方案，富-鋁氧化皮可含鐵和^^。更特別地，根據本發(fā)明公開的各種非限制性實施方案，富鋁氧化皮可含鋁、鐵、鉻和氧(其中至少部分鐵和鉻陽離子置換氧化鋁晶格結構中的部分鋁陽離子，并且可具有赤鐵礦結構)。更具體地說，赤鐵礦結構可具有晶格參數ao和c。，其中a。的范圍在4.95埃(A)(即，10—1()m)~5.04埃之間，而c0的范圍在13.58A-13.75A之間。與Fe-Cr-Al鐵素體不銹鋼相反，該不銹鋼典型地含有3重量％~7重量%的鋁，通常的Fe-Cr鐵素體不銹鋼，當氧化時，在其表面上不產生富鋁氧化皮。也就是說，通常當典型的Fr-Cr鐵素體不銹鋼，其僅含剩余量的鋁(例如，0.3~0.5重量％)，暴露于氧化性氣氛時，Fe-Cr鐵素體不銹鋼在其表面上易于形成富鉻氧化皮。此外，取決于鐵素體不銹鋼的組成，在至少部分鐵素體不銹鋼上，可形成含有錳-鉻酸鹽尖晶石的氧化皮。然而，本發(fā)明的發(fā)明者們發(fā)現通過電拋光的某些含鋁量的Fe-Cr鐵素體不銹鋼，該含鋁量在氧化過程中，在其表面上不足以產生天然富鋁氧化皮，當其暴露于溫度至少在65(TC的氧化性氣氛時，可以在Fe-Cr鐵素體不銹鋼上產生富鋁氧化皮。此外，本發(fā)明的發(fā)明者們發(fā)現，例如，通過從電拋光表面除去材料，Fe-Cr鐵素體不銹鋼的電拋光效果可能會降低或消失。因此，當暴露于溫度至少在65(TC的氧化性氣氛時，那些沒有經電拋光或不能從此排除電拋光效果的鐵素體不銹鋼區(qū)域，可以在其表面上產生含富鉻氧化物和/或錳-鉻酸鹽尖晶石的氧化皮。例如，盡管本發(fā)明沒有限制，但據本發(fā)明者們觀察，在電拋光后，含0.3~1重量％的鋁和至少0.03重量％的稀土元素(多種)的Fe-Cr鐵素體不銹鋼，在暴露于氧化性條件下時(如在PSOFC操作過程中所見到的那些)可以形成富鋁氧化皮。此外，如上所述，盡管富鋁氧化皮在互聯件的某些區(qū)域的形成，由于鉻從這些區(qū)域的遷移有利地降低陰極中毒的速度，但是由于富鋁氧化皮具有高的電阻率，所以在互聯件通道表面上存在這樣的氧化皮時，可導致互聯件ASR的提高和電性能的降低。因此，按照本發(fā)明公開的某些非限制性實施方案，可以處理互聯件以使富鋁氧化皮在互聯件的某些表面上形成，諸如，但不限于此，氣流通路的表面、集流管表面和/或密封法蘭表面，同時可以阻止富鋁氧化皮在其它表面上形成，如通道表面。例如，一種非限制性實施方案為SOFCs提供互聯件，由鐵素體不銹鋼形成互聯件并包括至少一個通道其在經受溫度至少為650。C的氧化性氣氛時，在其至少部分表面上產生含錳-鉻酸鹽尖晶石的氧化皮，和至少一個包含至少一個電拋光表面的氣流通路。當用于本發(fā)明中時，術語"集流管"指的是連結在互聯件的氧化劑側和燃料側上的氣流通路，分別到空氣和燃料氣供應的互聯件部分(多種)。此外，當用于本發(fā)明中時，術語"密封法蘭"指的是互聯件的部分，通常施加密封化合物如，但不限于，堿性玻璃于互聯件部分，一般是互聯件的外周長上以產生PSOFC氣密性密封。在另一個非限制性實施方案中，互聯件的密封法蘭的表面還可電拋光，以降低鉻從這些表面遷移，并在密封區(qū)提供電絕緣表面。盡管不限于此，但是可以預料，借助于在互聯件的密封法蘭的電絕緣性表面上提供各種密封化合物，可以采用電絕緣和導電性的密封化合物兩種。當用于本發(fā)明中時，術語"電拋光"和"電拋光的"指的是，從至少部分工作件中用電化學除去材料。例如，按照一個非限制性實施方案，使整個互聯件進行電拋光，之后，對電拋光過的互聯件的選擇性表面c例如，通道表面)可采用才幾械方法或化學方法進行拋光、研磨、蝕刻和/或磨細，以去掉或磨掉選擇性表面上的材料，借此降低或消除電拋光對那些表面的作用(如上所討論的)。按照另一個非限制性實施方案，互聯件可經受選擇性電拋光處理以致用電化學方法從至少部分氣流通路表面除去材料，而用電化學方法從通道表面基本上沒有材料除去。當用于本發(fā)明中時，術語"選擇性電拋光，，指的是，從工件的一個或多個預選部分或區(qū)域電化學除去材料。此外，當用于本發(fā)明中時，有關互聯件的各種部分，術語"選擇性電拋光的"指的是，用電化學方法除去材料的互聯件的預選部分。選擇性電拋光的方法將更加詳細地在下文予以討論。如上所述，在SOFC的操作過程中，按照本發(fā)明公開的各種非限制性實施方案的鐵素體不銹鋼互聯件，將經受氧化作用，以使互聯件包含在至少一個通道的至少部分表面上的含錳-鉻酸鹽尖晶石的氧化皮和在至少一個氣流通路的至少部分表面上的富-鋁氧化皮。這些各種各樣的氧化皮厚度取決于若干因素，例如鋼的組成、暴露時間、操作溫度、濕度和氣體組分。盡管在本發(fā)明中不作限制，但按照某些實施方案，包含錳-鉻酸鹽尖晶石的氧化皮可具有低于IO微米的厚度，而富鋁氧化皮可具有低于5微米的厚度。此外，按照本發(fā)明公開的各種非限制性實施方案，富鋁氧化皮的厚度范圍是1微米~低于5微米，進一步的范圍是2微米~3微米。本發(fā)明公開的其它非限制性實施方案為SOFCs提供互聯件，該互聯件包括燃料側和在燃料側對面的氧化劑側，互聯件的氧化劑側是由鐵素體不銹鋼制成，并且包括至少一個通道其在經受溫度至少為650。C的氧化性氣氛時，在其至少部分表面上產生含錳-鉻酸鹽尖晶石的氧化皮以及至少一個氣流通路當其經受溫度至少為650。C的氧化性氣氛時，在其至少部分表面上產生富-鋁氧化皮，該富鋁氧化皮含鐵和鉻，并具有赤鐵礦的結構。例如，按照該非限制性實施方案，互聯件的至少氧化劑側可由鐵素體不銹鋼制成，該鐵素體不銹鋼含有0.2~4.0重量％的錳，0.3~1.0重量°/。的鋁，以及至少0.03重量％的稀土元素(多種)總量。此外，按照該非限制性實施方案，使互聯件的氧化劑側氣流通路的至少一個表面的至少部分可進行電拋光或選擇性電拋光。如前所討論的，SOFCs中使用的典型的互聯件，具有燃料側和氧化劑側，其中的每一側包含在PSOFC中的相鄰SOFCs之間，允許電荷流動的通道以及氣流通路，其在互聯件的任何一個側面上提供輸送氣體的通道。這樣，按照本發(fā)明公開的這個和其他的非限制性實施方案，互聯件的燃料側，可由鐵素體不銹鋼制成，并且可包括至少一個氣流通路其包含至少一個在經受溫度至少為650。C的氧化性氣氛時產生富-鋁氧化皮的表面。例如，按照該非限制性實施方案，互聯件的燃料側可以由鐵素體不銹鋼制成，該鐵素體不銹鋼含有0.2~4.0重量°/。的錳，0.3~1重量％的鋁和總數為至少0.03重量％的一種或多種稀土元素。此外，按照該非限制性實施方案，使燃料側的至少一個氣流通路的至少部分進行電拋光或選擇性電拋光。因此，按照該非限制性實施方案，互聯件的燃料側可以包括至少一個通道，當暴露于溫度至少為650。C的氧化性氣氛時，在其至少部分表面上產生含錳-鉻酸鹽尖晶石的氧化皮。或者，按照本發(fā)明公開的這個和其他非限制性實施方案，互聯件的燃料側可由鐵素體不銹鋼制成(所述鐵素體不銹鋼可與形成互聯件氧化劑側的鐵素體不銹鋼相同或不同)并且可包含一種含金屬材料的層，該金屬材料層與至少部分鐵素體不銹鋼連接，在SOFC的操作過程中，該金屬材料形成一種離解壓大于接近互聯件燃料側氧分壓的氧化物(例如，如圖3a所示，下面將更詳細地加以討論)。更進一步，按照公開的這個和其他的非限制性實施方案，互聯件的燃料側可由一種在SOFC的操作過程中形成具有離解壓大于接近互聯件燃料側面氧分壓的氧化物的金屬材料制成，并且連接到互耳關件氧化劑側(例如，如圖3b所示，下面將更詳細地討i侖)。例如，一個非限制性實施方案為SOFCs提供互聯件，該互聯件包含由鐵素體不銹鋼制成的氧化劑側并含有一通道(它在經受溫度至少為650。C的氧化性氣氛時在其至少部分表面上產生含氧化鉻和錳-鉻酸鹽中至少一種的氧化皮)，以及一氣流通路，該氣流通路包含至少一個表面在其經受溫度至少為65(TC的氧化性氣氛時產生富-鋁氧化皮，和在氧化劑側對面的燃料側，該燃料側面包括含一種金屬材料，其在SOFCs的操作過程中形成具有離解壓大于接近互聯件燃料側面氧分壓的氧化物。例如，按照這個非-限制性實施方案，互聯件的燃料側可以由鐵素體不銹鋼制成，這種鐵素體不銹鋼可與氧化劑側的鐵素體不銹鋼相同或不同，并且可包含一個含金屬材料的層，該金屬材料層連接到燃料側鐵素體不銹鋼，在SOFCs操作過程中該金屬材料形成具有離解壓大于接近互聯件燃料側面氧分壓的氧化物。例如，含金屬材料的一層，可以是電鍍在或包覆在形成互聯件的燃料側的鐵素體不銹鋼部分。換句話說，互聯件的燃料側，可以由在SOFCs的操作過程中形成具有離解壓大于接近互聯件的燃料側氧分壓的氧化物的金屬材料制成。另一非限制性實施方案為SOFCs提供互聯件，該互聯件含有由鐵素體不銹鋼制成的氧化劑側，并含有至少一個通道，該通道包含一種在其至少部分表面上含錳-鉻酸鹽尖晶石的氧化皮，以及至少一個氣流通路，其在至少部分表面上含有富鋁氧化皮；而且在氧化劑側對面的燃料側，該燃料側含有一種金屬材料，其在SOFCs的操作過程中形成一種具有離解壓大于接近互聯件的燃料側氧分壓的氧化物。還有另一非限制性實施方案，為SOFCs提供互聯件，該SOFCs含有氣體不滲透體，該氣體不滲透體由鐵素體不銹鋼制成，并且包括一種含有通道和氣流通路的燃料側，以及在燃料側對面的氧化劑側，所述氧化劑側含有一通道和一氣流通路，其中，一種在SOFCs操作過程中，形成具有離解壓大于接近互聯件的燃料側氧分壓的氧化物的金屬材料，其在所述氣體-不滲透體的燃料側上與至少部分鐵素體不銹鋼連結。再次參閱圖2，如前所述，在典型的PSOFC中，氧化劑在接近一個SOFC的陰極222引入，而燃料是在接近PSOFC中臨近的另一個SOFC的陽極224引入。當SOFCs產生電流時，接近互聯件的氧化劑側面的/02，典型地大于10-3大氣壓，接近互聯件燃料側面的p02顯著地較低，并且可依據因子如燃料型、燃料利用量和PSOFC的操作溫度而變化?，F參照圖4，這是說明/02量的變化與在使用純氫燃料下的三種不同的燃料利用量(5°/0、50%和95%)時，在500°C~1000。C溫度范圍中操作的典型電流發(fā)生的SOFC的燃料側的關系(然而，應當理解類似于圖4所示在使用其它燃料類型例如天然氣時在典型電流發(fā)生SOFC的燃料側的p02量將發(fā)生變化)。正如圖4中所說明的，關于在互聯件的燃料側的；02,可以從約10—30大氣壓變化到大于10-15大氣壓，其部分取決于所使用的燃料使用量和操作溫度。如前所述，在電流發(fā)生SOFC中通常使用的的操作溫度下，不銹鋼與最常使用的金屬導體，當暴露于如接近互聯件的氧化劑側的/02量時將被氧化。然而，如上所述，在電流發(fā)生SOFC的操作期間，當暴露在如接近互聯件的燃料劑側的/02量時不銹鋼也將被氧化。然而，由于與大多數通常使用的金屬導體比較，不銹鋼在其表面上，相當緩慢地生長形成并形成導電性鉻氧化皮，不銹鋼對于用在制成SOFCs用的互聯件中引起了很大的興趣。據所屬
技術領域：
的熟練技術人員的理解，關于特別是SOFC的燃料側的；02變化，將取決于若干因子，包括但不限于SOFC的設計。因此，圖4僅用來作為說明而不用來限制本發(fā)明的范圍?，F參照圖5,這里示出Ellingham曲線，在其上的條件近似于典型的、電流產生SOFC操作的燃料側的條件，在5%和95%的燃料利用量和5CKTC和IOOO'C的溫度下(與/02值有關，如上述圖4所示)是令人注目的。在典型的操作條件下(在圖5中強調方塊50),形成氧化物的金屬，該氧化物具有的解離壓力大于接近互聯件的燃料側的p02，這些金屬在500。C和IOO(TC之間具有Ellingham線(即，氧化物形成的平衡曲線)，其完全位于方塊50的外側和上面，例如，金屬如銅、鎳和鈷。具有一種與方塊50相交的Ellingham曲線的鐵，在某些條件下形成一種具有大于接近互聯件燃料側p02離解壓的氧化物，而在另外的條件下則低于接近燃料側的p02。具有完全位于方塊50的外側和下部的Ellingham曲線的鉻，在圖5所示全部典型的操作條件下，形成一種具有解離壓低于接近典型互聯件的燃料側；02的氧化物。因此，人們期待，在典型的電流發(fā)生SOFC的操作過程中，當暴露于接近互聯件的燃料側的條件時鉻被氧化。據本
技術領域：
的熟練技術人員估計，用于指定的SOFC的實際操作范圍，取決于若干因素，包括但不限制操作溫度、燃料利用量和所用燃料類型。因此，圖5只用來作為說明而不用來限制本發(fā)明的范圍。盡管Fe-Cr鐵素體不銹鋼，在PSOFC的操作過程中，暴露于接近SOFC的陽極和SOFC的陰極的p02量時，易于氧化(如上圖5所示)，一些金屬在暴露于接近SOFC陽極的環(huán)境時不氧化。此外，由于金屬，例如但不限于銅、鎳和銅-鎳合金的電阻率，通常低于在SOFCs操作過程中形成在鉻氧化皮上的電阻率，通過使用鐵素體不銹鋼(如上所述，任選的電拋光)和一種金屬材料的組合，該金屬材料在SOFCS的操作過程中，形成一種具有離解壓大于接近互聯件的燃料側p02的氧化物，使按照本發(fā)明公開的各種非限制性實施方案互聯件的氧化性，能適合在SOFCs的操作過程期間互聯件所經受的環(huán)境條件。例如，如圖3a所示，雖然本發(fā)明不作限制，但互聯件(通常，如310a所示)可包括由鐵素體不4秀鋼344a制成的并且是氣體-不滲透的體340a,以至于分別分離在互聯件310a的燃料側314a和氧化劑側316a上流動的燃料和氧化劑氣體。此外，按照該非限制性實施例，在固體燃料電池的操作過程中，形成具有離解壓大于接近互聯件310a燃料側314a氧分壓的氧化物的金屬材料342a,可在所述物體340a的燃料側314a上，與至少部分鐵素體不銹鋼344a連接，以降低或防止燃料氣體和鐵素體不銹鋼之間的接觸。例如，按照一個非限制性實施方案，金屬材料342a可以作為結合到物體340a的燃料側314a上與鐵素體不銹鋼344a連接的氣體-不滲透的或固體層存在。制成這樣層的方法，包括但不限于電鍍和包層?；蛘?，按照另一非限制性實施方案，互聯件的燃料側，可由在SOFCs的操作過程中，形成具有離解壓大于接近互聯件燃料側面氧分壓氧化物的金屬材料制成。例如，如圖3b所示，一個非限制性實施方案為含復合體340b的SOFCs提供互聯件(通常表示為310b)，所述復合體包括由鐵素體不銹鋼344b制成的氧化劑側316b和在氧化劑側對面的燃料側314b，燃料側是由在固體氧化物燃料電池操作的過程中，可形成具有離解壓大于接近互聯件燃料側氧分壓的氧化物的金屬材料342b制成。按照這個非限制性實施例，如前所述，物體340b可以是氣體-不可滲透的，以便用于氣體反應物的分離。按照本發(fā)明公開的各種非限制性實施方案，形成具有離解壓大于接近互聯件的燃料側氧分壓的氧化物的金屬材料，可以選自鎳和鎳合金、銅和銅合金、鐵和鐵合金、鈷和鈷合金、金和金合金、以及鉑和鉑合金中的至少一種。按照某些非限制性實施方案，金屬材料可以是鎳或鎳合金、銅或銅合金、或鎳-銅合金。當用于本發(fā)明中時，術語"鎳合金"指的是，以各元素為基礎其含有鎳作為其主要成分的合金。當用于本發(fā)明中時，術語"銅合金，，指的是，以各元素為基礎其含有以銅作其主要成分的合金。此外，當用于本發(fā)明中時，術語"鎳-銅合金"指的是，以各元素為基礎含有基本等量的鎳和銅，并且鎳和銅是合金的主要成分。例如，按照一個非限制性實施方案，金屬材料可以是含最高達49重量％的銅、最高達49重量％的鐵和鎳的合金。一個非限制性實施例適當的鎳合金是AL40()TM合金(通常定為的UNS-N04400)，它是從USAPennsylvania,Pittsburgh的AlleghenyLudlun公司購得，并且具有典型的組成，0.01重量％的碳，0.50重量％的錳，0.005重量％的石粦，0.005重量％的碌^,0.25重量％的石圭，0.02重量％的鋁，32重量％的銅，1重量％的鐵，其余部分是鎳和雜質。根據另一個非限制性實施方案，形成一種具有離解壓大于接近互聯件燃料側氧分壓的氧化物的金屬材料，可以是一種在500°C~IOO(TC的溫度的范圍下形成一種具有離解壓大于至少10—3()大氣壓的氧化物的金屬材料或者是在500°C~IOO(TC的溫度范圍下形成一種具有離解壓大于10"大氣壓的氧化物的金屬材料。任選地，盡管未顯示在圖3a和3b中，但是在金屬材料對面的互聯件的側面(即，互聯件的氧化劑側面)，可包含至少一個通道其在經受溫度至少在650。C的氧化性氣氛時，在其至少部分表面上產生含錳-鉻酸鹽尖晶石的氧化皮，以及至少一個氣流通路其在經受溫度至少為650。C的氧化性氣氛時，在其至少部分表面上產生富-鋁氧化皮，其中富鋁氧化皮含鐵和鉻并且具有赤鐵礦的結構。例如，按照這個非限制性實施方案，互聯件的至少部分氧化劑側面可選擇性地被電拋光，或者全部氧化劑側面或全部互聯件被電拋光，之后可磨光選擇的互聯件表面(例如通道表面)以除去這些表面上的材料?；蛘撸诳諝庵芯哂羞m宜電性能和抗氧化性的一層，諸如一層鎳-基超級合金或其它材料，可與金屬材料對面的互聯件側(即，互聯件的氧化劑側)相連接(例如，通過包覆)。例如，按照一個非限制性實施方案并如圖3c所示，互聯件(通常指310c)可包括由鐵素體不銹鋼344c制成的物體340c和具有燃料側314c以及在燃料側對面的氧化劑側316c。在SOFCs的操作過程中，一種形成具有離解壓大于接近互聯件310c燃料側面314c氧分壓的氧化物的金屬材料342c，可在物體340c的燃料側314c上，與至少部分鐵素體不銹鋼344c連接，如前所述?；蛘?，盡管未示于圖3c中，但是互聯件物體，如上所述，參照圖3b可以是復合體。此外，按照這個非限制性實施方案，一種具有在空氣中與鎳-基超級合金相類似的電性能和抗氧化性的鎳-基超級合金或其它材料的層346c,可以與互聯件310c的氧化劑側316c連接，由于在SOFC的操作過程中，暴露于接近陰極的環(huán)境，故可用以降低或防止鐵素體不銹鋼344c在氧化劑側316c上的氧化作用。和這個非限制性實施方案組合使用的實例鎳-基超級合金，包括但不限于，Alloy600合金(又稱UNS-N06600)、Alloy625(又稱UNS-N06625)、和AlloyHX(又稱UNS-N06002)。也可估計，具有鋁和硅含量不大于0.5重量°/。的其它鎳-基超級合金也可以和這種非限制性實施方案共同使用，例如，Alloy230(又稱UNS-N06230)，按重量％計，可以包含最高達0.3的鋁和最高達0.4的硅。盡管鎳-基超級合金，通常具有用于互聯件中的良好組合性能，諸如良好的導電率和抗氧化性，因為鎳-基超級合金昂貴而且一般具有顯著高于CTE陶資電極的CTE,所以鎳-基超級合金在互聯件場合中的用途被限制在某些應用中。然而，通過使互聯件的各種組分的厚度和CTEs進行平衡，鎳-基超級合金的成本和鎳-基超級合金相對高的CTE的效果得到減輕。例如，根據一個非限制性實施方案，互聯件的鐵素體不銹鋼成分可以包含60~80%的互聯件的總厚度，互聯件的燃料側上的金屬材料和互聯件的氧化劑側上的鎳-基超級合金，各包含互聯件的總厚度的10~20%。此外，雖然沒有要求，但假若燃料側上的金屬材料具有高于氧化劑側上鎳-基超級合金CTE的CTE,該金屬材料的厚度可低于鎳-基超級合金層的厚度，致使在互聯件的任意側面上均勻分布CTE失配。相反，假若互聯件的氧化劑側上的鎳-基層具有高于互聯件的燃料側上金屬材料的CTE，則鎳-基超級合金層可具有的厚度低于燃料側上金屬材料的厚度。例如，盡管在此無限制，但假若燃料側上的金屬材料具有高于氧化劑側上的鎳-基超級合金層CTE的10%，則燃料側上的金屬材料可具有低于鎳-基超級合金厚度10%的厚度。接著參考圖3c,因為金屬材料342c和層346c分別防止鐵素體不銹鋼344c直接暴露于環(huán)繞陽極和陰極的環(huán)境，根據這些非限制性實施方案，鐵素體不銹鋼的抗氧化性對互聯件的整個電性能的影響較小。因此，根據這個非限制性實施方案，具有低合金和/或低鉻含量的鐵素體不銹鋼，通常是便宜的，但是與更高合金的鐵素體不銹鋼對比，具有較低抗氧化性，其可用于制造物體340c。和這些非限制性實施方案組合使用的低合金和/或含低鉻的鐵素體不銹鋼的非限制性實施例，包括已指定的409型鐵素體不銹鋼(例如，Fe-llCr鐵素體不銹鋼，也稱為UNS-S40900、UNS-S40920和UNS-S40930)和430型(例如，Fe-16Cr鐵素體不銹鋼，也稱為UNS-S43000)。如前所討論的，盡管鐵素體不銹鋼在操作過程中在暴露于接近SOFC陰極的富-氧化劑環(huán)境時易于氧化(即，接近互聯件氧化劑側的環(huán)境)，但在不銹鋼表面上形成的氧化皮傾向于緩慢生長和導電。這樣，按照本發(fā)明公開的各種非限制性實施方案，至少與接近SOFC陰極的富氧化劑環(huán)境接觸的部分互聯件(即，互聯件的氧化劑側)由不銹鋼制成，尤其是鐵素體不銹鋼?；蛘?，一種附加層，如在空氣中具有適宜的抗氧化性的鎳-基超級合金層或其它材料層，如上所述，參照圖3c,可與互聯件的氧化劑側面連接(例如，通過包覆)?，F參照圖6，如前所述，鐵素體不銹鋼通常具有低于奧氏體不銹鋼的CTEs，以及已經提出作為SOFCs的互聯件使用的其它材料，如示于圖6中的鎳-基合金。因為SOFCs用的互聯件，通常必須具有十分類似于SOFCs內的陶瓷電極的CTE的CTE,以保證組件必要的結構完整性和氣密性，一般希望由具有與電極CTEs盡可能緊密地匹配的CTE的材料制成互聯件。因此，通過由鐵素體不銹鋼，而不是由奧氏體不銹鋼或具有較鐵素體不銹鋼高的CTEs的鎳-基超級合金形成互聯件體，并且通過平衡鐵素體不銹鋼與在SOFC的操作過程中形成具有大于接近互聯件燃料側/02離解壓的氧化物的金屬材料(與鎳-基超級合金，若存在的話)的比例，按照本發(fā)明公開的各種非限制性實施方案的互聯件的CTE為了與SOFCs陶瓷電極的兼容性可進行調節(jié)。按照本發(fā)明公開的各種非限制性實施方案的互聯件的CTE包含鐵素體不銹鋼和在SOFC的操作過程中形成具有大于接近互聯件的燃料側；02的離解壓的氧化物的金屬材料兩者，并如上述圖3c所示，在氧化劑側上，任選含有鎳-基超級合金附加層，其近似于按照下列方程式<formula>complexformulaseeoriginaldocumentpage38</formula>其中CTE山是互聯件的總熱膨脹系數，CTE(關是鐵素體不銹鋼熱膨脹系數，CTE(，是在SOFC的操作過程中，形成具有大于接近互聯件燃料側/02的離解壓的氧化物的金屬材料的熱膨脹系數，而CTE,是鎳-基超級合金的熱膨脹系數。Eq.l中的變量X(fss)、X(誦)和X州由上面Eqs.2-4規(guī)定，其中t^)是鐵素體不銹鋼的厚度，t(mm)是金屬材料的厚度，而t(叫是鎳-基超級合金層的厚度。換句話說，CTE(,)是相當于通過互聯件總厚度的各成分分數稱重的各成分(即，鐵素體不銹鋼，金屬材料以及若存在的話鎳-基超級合金層)的CETs總量。假若互聯件在互聯件氧化劑側上不包括鎳-基超級合金層將會更好，可以通過消除有關這個成分的項目而簡化前述方程式。例如，按照本發(fā)明公開的各種非限制性實施方案，鐵素體不銹鋼的組分，金屬材料的組分，如存在的話在互聯件氧化劑側上的鎳-基超級合金層組分，以及各種這些組分的分厚度對總組合厚度之比，可以進行選擇，以使互聯件具有不大于17ppm/K的平均熱膨脹系數。根據另一非限制性實施方案，對該比例和材料可進行選擇，以使提供具有不大于15ppm/K或不大于13ppm/K的CTE的互聯件。然而，如上所述，通常希望互聯件的CTE與陶瓷電極的CTE盡可能緊密地匹配。因此，按照本發(fā)明公開的各種非限制性實施方案的互聯件，可具有任意必須的CTE以對引入其中的SOFCs或PSOFC提供合適的性能和可靠性。如上所述，按照本發(fā)明公開的各種非限制性實施方案，在金屬材料對面的互聯件側面(即，互聯件的氧化劑側)可以進行電拋光。例如，雖然本發(fā)明沒有限制，但是對互聯件進行的電拋光可以通過將互聯件置于含電拋光溶液(典型的是含酸和載體)的槽中，電連接互聯件至陰極，再于互聯件和陰極之間通電流，以使材料用電化學方法從互聯件的表面除去。此外，盡管本發(fā)明無限制，但對互聯件的氧化劑側可進行選擇性電拋光，例如，在把互聯件放入含電拋光溶液槽內之前，通過掩蔽掉互聯件的某些表面或區(qū)域(例如，通道表面)，以便能避免這些表面的電拋光?；蛘?，如前所述，可以對互聯件的整個氧化劑側進行電拋光，之后再對互聯件的某些表面(例如，通道表面)進行物理方法或化學方法磨光，以降低或消除這些表面上的電拋光作用。用于本發(fā)明公開的各種非限制性實施方案互聯件的鐵素體不銹鋼的例子，包括但不限于含有至少12重量％鉻的鐵素體不銹鋼。按照一個非限制性實施方案，鐵素體不銹鋼可以含有至少18重量°/。的鉻，可進一步含有18~35重量％的4各，以及還可進一步含有20-28重量％的鉻。認為含至少20重量％鉻的鐵素體不銹鋼，對組合本發(fā)明公開的各種非限制性實施方案一起是特別有效的，因為這種"含高鉻"的鐵素體不銹鋼，易于形成具有較低電阻率的氧化皮。具體地，含有至少20重量％鉻的市售鐵素體不銹鋼的具體的非限制性的例子包括AL453TM鐵素體不銹鋼和E-Brite⑧鐵素體不銹鋼。按照還有另一非限制性實施方案，鐵素體不銹鋼可以是進一步含稀土金屬("REM")合金化添加劑的含高鉻的鐵素體不銹鋼合金。盡管在此不作限制，但可以預料把REMs加入含高鉻合金(如上所討論的AL453頂鐵素體不銹鋼合金)可導致高溫下具有附著性的、緩慢生長的氧化鉻皮的形成。在鐵素體不銹鋼的生產過程中，可以以混合稀土的形式加入REM。混合稀土是一種可商購的混合的REM形式，并且，以具有已知濃度的REMs鈰、鑭和鐠的不同組分方式獲得。例如，用于煉鋼的普通混合稀土形式，按重量計，標稱是50Ce-30La-20Pr。按照另一非限制性實施方案，鐵素體不銹鋼可以是低的合金元素，其形成大于氧化鉻電阻率的連續(xù)氧化物。形成具有的電阻率大于氧化鉻電阻率的連續(xù)氧化物的合金元素的非限制性實施例，包括鋁和硅。例如，可用于按本發(fā)明公開的各種非限制性實施方案中的是含有低于0.1重量％鋁和/或低于0.1重量％硅的不4秀鋼；和含0~0.005重量％的鋁和/或0~0.005重量％硅的鐵素體不銹鋼。盡管在此無限制，但是可以預料，通過在鐵素體不銹鋼中減少形成連續(xù)氧化物的合金元素量，該氧化物具有的電阻率大于鉻氧化物電阻率，在PSOFC的操作過程中，在鐵素體不銹鋼互聯件上形成的富鉻氧化物和/或錳-鉻酸鹽尖晶石氧化皮，與使用常規(guī)鐵素體不銹鋼制造的互聯件對比，具有改進的電性能。此外，按照本發(fā)明公開的各種非限制性實施方案的鐵素體不銹鋼，可含有大于1~2重量％的錳。如前所述，在高溫下的氧化過程中，錳能離析至鐵素體不銹鋼的表面，由此形成含錳-鉻酸鹽尖晶石(例如，MnCr204)氧化皮。如上所述，在氧化過程中，在鐵素體不銹鋼的表面上，含錳-鉻酸鹽尖晶石氧化皮的形成，可降低鉻從鐵素體不銹鋼表面的遷移。盡管在此無限制，但是可以預料，當在鐵素體不銹鋼表面上形成的錳-鉻酸鹽尖晶石為錳飽和或接近飽和時，可以實現鉻遷移的最大阻力，通常要求鐵素體不銹鋼的錳含量大于1重量％。因此，按照本發(fā)明公開的一些非限制性實施方案的鐵素體不銹鋼，可以含有大于1重量％的錳，進一步可含有至少1.5重量％的錳，更進一步可含有至少1.6重量°/。的錳。但是，因為在鐵素體不銹鋼表面上的氧化皮總厚度易于隨錳含量的提高而提高，就某些用途而言，有可能希望防止厚的氧化皮在鐵素體不銹鋼的表面上(至少在電接觸區(qū))形成，以保持互聯件的ASR低到切實可行。因此，按照本發(fā)明公開的各種非限制性實施方案，鐵素體不銹鋼中存在的錳含量范圍在大于1重量％~2重量％,進一步的范圍在至少1.5重量％~2重量％,更進一步的范圍在1.6重量％~2重量。/。?？捎糜谛纬砂凑毡景l(fā)明公開的各種非限制性實施方案的互聯件，并具有高-鉻含量的鐵素體不銹鋼的非限制性實例，任選地含REMs，并其在形成具有電阻率大于氧化鉻電阻率的連續(xù)氧化物的合金元素中兩者都是低的，以及含有大于1~2重量％錳的鐵素體不銹鋼列于下表11中。表n<table>complextableseeoriginaldocumentpage41</column></row><table>*重量％鈰和重量％鑭的范圍在0.03~0.06。**已知0.4重量％《[%Nb+%Ti+l/2(%Ta)]《1重量％。對于組分l(上述)，鐵素體不銹鋼組分中的鋁和/或硅含量列于上面表n中的范圍在0-0.05重量％。此外，對于組分l-4(上述)，鋁和/或硅的含量范圍在0.005~0.05重量％。更進一步，對于組分l-4，錳含量范圍在1.52重量％，而進一步的范圍在1.6-2重量％。如前所述，本發(fā)明公開的各種非限制性實施方案，涉及鐵素體不銹鋼，具體地是，可用于制造按照本發(fā)明公開的各種非限制性實施方案的互聯件的鐵素體不銹鋼。例如，一個非限制性實施方案，提供包含列于上表II中的組分1的鐵素體不銹鋼。另外，按照這個非限制性實施方案，鐵素體不銹鋼可含有0~0.05重量％的鋁和/或硅或0.005~0.05重量°/。的鋁和/或硅。更進一步，按照這個非限制性實施方案的鐵素體不銹鋼，可含有1.52重量％的錳或1.6-2重量％的錳。另一非限制性實施方案提供一種含有列于上表II的組分2的鐵素體不銹鋼。另外，按照該非限制性實施方案，該鐵素體不^f鋼可含有0.005-0.05重量％的鋁和/或硅。更進一步，根據該非限制性實施方案的鐵素體不銹鋼，可包含1.5~2重量％的錳或1.6~2重量％的錳。另一非限制性實施方案提供一種包含列于上表II中的組分3的鐵素體不銹鋼。此外，按照該非限制性實施方案，該鐵素體不銹鋼可含有0.005~0.05重量％的鋁和/或硅。更進一步，根據該非-限制性實施方案的鐵素體不銹鋼可包含1.5~2重量％的錳或1.6~2重量％的錳。另一個非限制性實施方案提供一種包含列于上表II中的組分4的鐵素體不銹鋼。此外，按照該非限制性實施方案，鐵素體不銹鋼可以含有0.005~0.05重量％的鋁和/或硅。更進一步，按照該非限制性實方案的鐵素體不銹鋼可含有1.5~2重量％的錳或1.6~2.重量％的錳。另外，可進一步選#^鈮、鈦和/或鉭中的一種或多種的量，以滿足方程式0.5重量％《[%Nb+%Ti+l/2(%Ta)]《1重量％，或可以選擇以滿足方程式0.5重量％《[%Nb+%Ti+l/2(%Ta)]《0.75重量％。此外，按照各種非限制性實施方案，組分4中的鈦含量可不大于0.5重量％。按照本發(fā)明公開的各種非限制性實施方案的鐵素體不銹鋼，還可基本上沒有銀、氧化鈣和/或鈦。當用于本發(fā)明中時，對于鐵素體不銹鋼的組分，術語"基本上沒有"指的是，在鐵素體不銹鋼中只有雜質或殘余量的特定元素(多種)存在。本發(fā)明公開的另一個非限制性實施方案提供，由上述的鐵素體不銹鋼制造的互聯件。例如，一個非限制性實施方案提供一種SOFCs用的互聯件，該互聯件包含一種含組分1的鐵素體不銹鋼。此外，如上所述，按照這個非限制性實施方案，鐵素體不銹鋼可以含有0-0.05重量％的鋁和/或硅或0.005-0.05重量％的鋁和/或硅。更進一步，按照這個非限制性實施方案的鐵素體不銹鋼，可含有1.5~2重量％的錳或1.6~2重量％的錳。另一非限制性實施方案提供一種用于SOFCs的互聯件，該互聯件所含鐵素體不銹鋼含有列于上述的組分2、3和4的組分。此外，如上所述，根據這個非限制性實施方案，鐵素體不銹鋼可以含有0.005-0.05重量％的鋁和/或硅。更進一步，鐵素體不銹鋼可以含有1.5~2重量°/。的錳或1.6~2重量％的4孟。如上所述，本發(fā)明公開的各種非限制性實施方案涉及使用按前述非限制性實施方案中的任一方案的互聯件制造的PSOFCs。例如，一個非限制性實施方案提供一種PSOFC,其含有具有陽極、陰極和介于陽極和陰極之間的固體氧化物電解質的第一固體氧化物燃料電池；具有陽極、陰極和介于陽極和陰極之間的固體氧化物電解質的第二固體氧化物燃料電池，第二固體氧化物燃料電池要這樣放置，以使第一固體氧化物燃料電池的陽極靠近第二固體氧化物燃料電池的陰極，并且互聯件插在第一和第二固體氧化物燃料電池之間。按照這個非限制性實施方案，互聯件由鐵素體不銹鋼制成并且包含位于靠近第一固體氧化物燃料電池陽極的燃料側面，該燃料側面含有至少一個通道和至少一個氣流通路，以及一個在互聯件燃料側對面的氧化劑側并靠近第二固體氧化物燃料電池的陰極，互聯件的氧化劑側面由鐵素體不銹鋼制成并且包括至少一個通道當經受溫度至少為65(TC的氧化性氣氛時在其至少部分表面上產生含錳-鉻酸鹽尖晶石的氧化皮和至少一個氣流通路當經受溫度至少為65(TC的氧化性氣氛時在其至少部分表面上產生富-鋁氧化皮，富-鋁氧化皮含鐵和鉻并具有赤鐵礦的結構。此外，按照本發(fā)明公開的各種非限制性實施方案，互聯件的燃料側可以包含鐵素體不銹鋼和至少一個燃料側面的通道在其經受溫度至少為650。C時的氧化性氣氛時在其至少部分表面上可產生含錳-鉻酸鹽尖晶石的氧化皮。更進一步，燃料側面的至少一個氣流通路，其在經受溫度至少為650。C的氧化性氣氛時，可在其至少部分表面上產生含鐵和鉻并具有赤鐵礦結構的富-鋁氧化皮?；蛘?，互聯件的燃料側面可包含具有金屬材料的鐵素體不銹鋼，該金屬材料在PSOFC的操作過程中形成具有離解壓大于接近互聯件燃料側面p02的氧化物并與其至少部分表面連接。更進一步，燃料側面可以由在PSOFC的操作過程中形成具有離解壓大于接近互聯件燃料側面/02氧化物的金屬材料制成。對合適的鐵素體不銹鋼和在PSOFC的操作過程中形成具有離解壓大于接近互聯件燃料側面/02的氧化物的金屬材料的非-限制性實施例已在上面詳細陳述。另一非限制性實施方案提供一種PSOFC，其包括具有陽極、陰極和介于陽極和陰極之間的固體氧化物電解質的第一固體氧化物燃料電池；具有陽極、陰極和介于陽極和陰極之間的固體氧化物電解質的第二固體氧化物燃料電池，使第二固體氧化物燃料電池這樣放置以使第一固體氧化物燃料電池的陽極靠近第二固體氧化物燃料電池的陰極；并把互聯件插在第一和第二固體氧化物燃料電池之間。按照這個非-限制性實施方案，互聯件具有含鐵素體不銹鋼的氧化劑側面，和互聯件的氧化劑側面對面的燃料側面，燃料側面含有金屬材料，其在平板固體氧化物燃料電池的操作過程中形成一種具有離解壓大于接近互聯件燃料側面/02的氧化物。更具體地，按照這個非-限制性實施方案，互聯件要這樣插在第一固體氧化物燃料電池和第二固體氧化物燃料電池之間，以使互聯件的燃料側面靠近第一固體氧化物燃料電池的陽極，并且使互聯件的氧化劑側面靠近第二固體氧化物燃料電池的陰極。此外，按照這個非-限制性實施方案，互聯件的燃料側面可以由鐵素體不銹鋼和與至少部分鐵素體不銹鋼連接的在PSOFC操作過程中形成一種具有離解壓大于接近互聯件燃料側面/02的氧化物的金屬材料制成?，F對制造按照本發(fā)明公開的各種非限制性實施方案的互聯件的方法予以討論。一個非限制性實施方案提供一種制造互聯件的方法，該方法包括由鐵素體不銹鋼成形互聯件，該互聯件具有燃料側面和在燃料側對面的氧化劑側，燃料側和氧化劑側各含有通道和氣流通路，且電拋光互聯件氧化劑側的至少一個氣流通路的至少一部分。例如，按照這個非限制性實施方案，電拋光可包括選擇性電拋光互聯件氧化劑側的至少一種氣流通路的至少部分。更特別地說，按照這個非限制性實施方案，選擇性電拋光可包括使用掩蔽材料掩蔽不要電拋光的互聯件的那些部分。例如，氧化劑側面的通道、整個的燃料側面或，假若燃料側面的氣流通路要被選擇性電拋光，則燃料側面的通道可被掩蔽以避免這些部分的電拋光。合適的掩蔽材料的非限制性實施例包括光致抗蝕劑、石蠟和掩蔽帶。之后，互聯件可如上述電拋光。電拋光后，通過已知方法除去掩蔽材料。任選地，在選擇性電拋光之前或之后，可把在PSOFC的操作過程中形成具有離解壓大于接近互聯件燃料側/02的氧化物的金屬材料與燃料側連接?；蛘?，在成形互聯件之前可使金屬材料與鐵素體不銹鋼連接。在下面將更詳細地描述在PSOFC的操作過程中形成具有離解壓大于接近互聯件燃料側p02的氧化物的金屬材料連接的非限制性方法。另一非限制性實施方案提供包括由鐵素體不銹鋼成形互聯件的制造互聯件的方法，該互聯件具有燃料側和在燃料側對面的氧化劑側，燃料側和氧化劑側各包括一個通道和一氣流通路，電拋光互聯件的至少部分氧化劑側，再用物理方法或化學方法從互聯件的氧化劑側的至少一個通道的至少一個電拋光表面除去材料。任選地，在PSOFC的操作過程中形成具有離解壓大于接近互聯件燃料側面/02的氧化物的金屬材料在成形互聯件后，或電拋光之前或之后，可與互聯件的燃料側面連接?；蛘?，在互聯件形成之前金屬材料可與鐵素體不銹鋼連接。另一個非限制性實施方案提供一種包括在至少部分鐵素體不銹鋼板材的表面上連接金屬材料的制造互聯件的方法，金屬材料是鎳或鎳合金、銅或銅合金、或鎳-銅合金，并且互聯件由鐵素體不銹鋼板材制成，該互聯件具有含鐵素體不銹鋼的氧化劑側和在含有金屬材料的氧化劑側對面的燃料側，互聯件的氧化劑側和燃料側各包括一個通道和一氣流通路。正如在下面更詳細地地討論，按照這個非限制性實施方案，在金屬材料與至少部分鐵素體不銹鋼連接之前、之中或之后可形成互聯件。任選地，按照前述非限制性實施方案，互聯件氧化劑側的至少一個氣流通路的至少部分可進4亍電拋光，例如通過選擇性的電拋光；或對全部氧化劑側面進行電拋光并且，之后，從部分至少一個電拋光過的通道表面上除去材料(如前所述)?；蛘?，鐵素體不銹鋼可在金屬材料于其連接之前或連接金屬材料之后但在形成互聯件之前進行電拋光。更進一步，按照各種非限制性實施方案，可使一層鎳-基超級合金在互聯件成形之前例如通過熱軋或冷軋而與鐵素體不銹鋼的表面連接，該鐵素體表面處于金屬材料與之連接的表面對面。例如，按照一個非限制性實施方案，鐵素體不銹鋼板坯可插入金屬材料層和鎳-基合金層之間。之后，所述疊片組可包層在一起并通過熱軋加工成所希望的厚度，或者，各種材料可在包層一起之前用冷連接工藝加工成具有預定厚度的板材或巻材。按照本發(fā)明公開的各種非限制性實施方案，鐵素體不銹鋼可以是已經軋制成預定厚度或最終尺寸的鐵素體不銹鋼板材。例如，鐵素體不銹鋼板材可以通過使用一次或多次通常的熱軋和/或冷軋工藝由厚度大于預定厚度的板坯(或另外的巻材或板材)軋制加工成所要求的厚度。按照本發(fā)明公開的各種非限制性實施方案金屬材料與至少部分鐵素體不銹鋼連接的方法包括，但不限于，電鍍、包層、緊固、聯接及其紐合。當用于本發(fā)明中時術語"電鍍"指的是一種材料積累在另一種材料上。合適的電鍍技術的非-限制性實施例包括，但不限于，電鍍、無電鍍敷、以及其它物理或化學沉積技術(諸如，但不限于濺射、等離子體蒸氣沉積、化學蒸氣沉積和熱或火焰噴射)，其包括一種材料積累在另一種材料上。當用于本發(fā)明中時術語"包層"指的是使用壓力或壓力和溫度導致兩種或更多種材料彼此直接接觸。適當的包層方法的非-限制性實施例包括，但不限制，熱軋和冷軋連接，以及其它熱-機械連接技術諸如爆炸結合和鍛造。當用于本發(fā)明中時術語"緊固"指的是機械連接或連鎖兩種或更多種材料，諸如用緊固件或一些其它的配件設備或連鎖幾何學。例如，盡管在此不限制，但是金屬材料可以通過一起壓彎金屬材料和鐵素體不銹鋼以聯結兩種材料而與鐵素體不銹鋼緊固。當用于本發(fā)明中時，術語"聯接"指的是聯接兩種材料在一起諸如通過焊接、銅焊或錫焊。例如，按照一個非限制性實施方案，金屬材料可以被銅焊至鐵素體不銹鋼。按照一個具體的非限制性實施方案，使金屬材料連結到至少部分鐵素體不銹鋼上，其包括在至少部分鐵素體不銹鋼表面上電鍍金屬材料和在至少部分不銹鋼表面上包層金屬材料的至少一種。組合本發(fā)明公開的各種非限制性實施方案一起使用的成形互聯件的非-限制性方法包括鍛造、沖壓、壓印、機加工、化學碾磨及其組合。按照一個非-限制性實施方案，成形互聯件可包括，例如，沖壓鐵素體不銹鋼板材成為所要求的幾何結構?；蛘?，按照這個非-限制性實施方案，互聯件可以使用沖壓和機加工的組合方法成形。按照另一個非-限制性實施方案成形互聯件可包括提供一種鐵素體不銹鋼毛坯，把掩蔽材料施加到要保留的鐵素體不銹鋼毛坯的那些部分，并化學碾磨毛坯以除去毛坯未掩蔽部分的材料，以形成具有至少一個通道和至少一個氣流通路的互聯件。之后，可使互l關件進行電拋光并在電拋光后除去掩蔽材料。例如，按照這個非-限制性實施方案，被掩蔽的鐵素體不銹鋼毛坯部分可以是互聯件內形成通道的毛坯的那些部分。種種成形互聯件的方法是已知技術。如前所述，按照本發(fā)明公開的各種非限制性實施方案，成形互聯件可在金屬材料與至少部分鐵素體不銹鋼連接之前、之中或之后發(fā)生。例如，按照一個非限制性實施方案，其中成形互聯件發(fā)生在金屬材料與鐵素體不銹鋼連接之前，制造互聯件的方法可包含提供鐵素體不銹鋼板材，由這種鐵素體不銹鋼板材成形互聯件和在互聯件的至少一個表面至少部分上電鍍金屬材料，金屬材料是鎳或鎳合金、銅或銅合金、或鎳-銅合金。任選地，按照這個非-限制性實施方案，可將一層鎳-基超級合金在成形互聯件之前包層在鐵素體不銹鋼上，以致在成形后，互聯件具有包含鎳-基超級合金的第一側面和包含鐵素體不銹鋼第一側面對面的第二側面。之后，把金屬材料可電鍍在互聯件的第二側面的鐵素體不銹鋼上。按照另一非限制性實施方案，其中成形互聯件發(fā)生在金屬材料與鐵素體不銹鋼連接之后，制造互聯件的方法可包括提供一種鐵素體不銹鋼板材，把金屬材料包層在至少部分的鐵素體不銹鋼板材的至少一個表面上，金屬材料是鎳或鎳合金、銅或銅合金或鎳-銅合金；和由包層鐵素體不銹鋼板材成形互聯件。此外，按照這個非-限制性實施方案，在由包層鐵素體不銹鋼板材成形互聯件之前，可例如，通過軋制加工包層鐵素體不銹鋼板材至最終尺寸。任選地，按照這個非-限制性實施方案，可使金屬材料包層在鐵素體不銹鋼的第一表面上而使一層鎳-基超級合金包層在第一表面對面的鐵素體不銹鋼的第二表面上。按照還有另一個非-限制性實施方案，其中成形互聯件基本上發(fā)生在金屬材料與鐵素體不銹鋼連接的相同時間中，制造互聯件的方法可包括提供在模具中的鐵素體不銹鋼板材，放置一層金屬材料片或箔在緊鄰至少部分鐵素體不銹鋼板材，金屬材料是鎳或鎳合金、銅或銅合金或鎳-銅合金；并且通過在熱和壓力下鍛造成形互聯件，致使鐵素體不銹鋼和金屬材料同時成形為互聯件并包層在一起。任選的是，按照這個非-限制性實施方案，把片狀或箔狀的金屬材料可放在緊鄰鐵素體不銹鋼板材的第一側面，而把片狀或箔狀的鎳-基超級合金放在緊鄰鐵素體不銹鋼板材的第二側面，在第一側面的對面，之后鍛造所述疊片組至形成互聯件。下列非限制性實施例用來便于理解本公開的各個方面而并非在此用來作為限制。實施例實施例1獲得和檢測兩種鐵素體不銹鋼的各三個樣品如下。第一組三個鐵素體不銹鋼樣品是AL453TM合金樣品(該合金標稱組分列于上面表I中)。這三個樣品在如下所述檢測之前進行電拋光。第二組三個鐵素體不《秀鋼樣品是E-BRITE⑧合金樣品(該合金標稱組分列于上表I中)并且未經電拋光進行檢測。AL453TM合金樣品的電拋光如下進行。要電拋光的樣品用240號磨料碳化硅的濕/干金相磨光紙研磨。之后把樣品浸漬在具有下列組成的酸性水溶液中25%的硫酸，47%的磷酸和28%的乙醇酸。該溶液保溫在約175°F下并通過使1Amp./ii^電流通過樣品20分鐘而進行電拋光，樣品每5分鐘翻動一次。之后通過熱氧化循環(huán)對各樣品的抗氧化性進行評價。在每次熱氧化循環(huán)過程中，使樣品暴露于76(TC的溫度的含7。/o水蒸汽的空氣中，名義上持續(xù)160小時。重復循環(huán)暴露直到達到4000小時的總暴露時間。在每次熱氧化循環(huán)后測量各樣品的重量并記錄。這種檢測的結果以每份樣品表面積(mg/cm2)的重量變化對各檢驗樣品的暴露時間(小時)繪制的曲線示于圖7中。正如從圖7所見，各AL453TM合金電拋光樣品在整個暴露周期內增加重量，而未-電拋光的樣品(即，E-BRITE⑧合金樣品)在暴露大約1000小時后失重，并在整個剩余的暴露時間繼續(xù)失重。認為這種失重歸因于在檢測過程中承載鉻的蒸氣物質從樣品表面放出。實施例2:AL453合金樣品(該合金的標稱組分列于上面的表I中)如上實施例l所述進行電拋光。之后，部分電拋光的表面使用鑲有金剛石的尖針機械磨光。然后把樣品放入爐內并在空氣中于875。C下加熱72小時以引起在樣品上形成氧化皮。暴露后，使用掃描電子顯微鏡進行樣品觀察并且繪制一些元素的特征性X-射線以表明各種元素在或接近樣品表面上的相對數量。圖8a是樣品的第二電子圖象而圖8b-8e是使用所指出的元素的特征性X-射線獲得的示于圖8a中的相同面積的特征性X-射線圖象。尤其是，圖8b是鉻的特征性X-射線的X-射線圖象，圖8c是鐵的特征性X-射線的X-射線圖象，圖8D是鋁的特征性X-射線的X-射線圖象和圖8e是錳的特征性X-射線的X-射線圖象。正如從這一系列圖象所見，使用鑲有金剛石的尖針磨光的部分電拋光的表面具有較高濃度鉻和錳，這表明錳-鉻酸鹽尖晶石氧化皮在這部分形成。相反，未磨光的電拋光表面部分具有較高濃度的鐵和鋁，這表明富-鋁氧化皮在這些部分產生而在整個的氧化檢測過程中保持完整。觀察到鉻沒有顯著遷移至富-鋁氧化物表面?？梢岳斫獾氖潜菊f明書舉例說明有關本發(fā)明的清楚理解的發(fā)明各方面。因此對所屬
技術領域：
的熟練技術人員來說是顯而易見的某些方面，不便于更好理解本發(fā)明的某些方面，為了簡化本發(fā)明起見沒有呈現。盡管本發(fā)明是和某些實施方案一起進行描述的，但是本發(fā)明不限于公開的特定實施方案，而是用來覆蓋本發(fā)明精神和范圍內的改進方案，由所附權利要求書所限定。權利要求1.一種固體氧化燃料電池用的互聯件，其包括氣體-不滲透體，該氣體-不滲透體是鐵素體不銹鋼制成，并且包括(a)包含通道和氣流通路的燃料側，和(b)在燃料側對面的氧化劑側，氧化劑側包括通道和氣流通路；其中，一種在固體氧化物燃料電池的操作過程中，形成具有離解壓大于接近互聯件燃料側氧分壓的氧化物的金屬材料與所述氣體-不滲透體的燃料側上的至少部分鐵素體不銹鋼連接。2.按權利要求1所述互聯件，其中互聯件具有不大于17ppm/K的平均熱膨脹系數。3.按權利要求1所述互聯件，其中鐵素體不銹鋼包含18~35重量％的鉻，大于1~最高達2重量％的錳，和小于0.3重量％的形成具有電阻率大于鉻氧化物電阻率的基本連續(xù)氧化物的合金元素。4.按權利要求1所述互聯件，其中鐵素體不銹鋼包含，按重量％計，0~低于0.1的鋁，0~j氐于0.1的硅，21~35的4各，大于1~2的錳，0.002~0.1的;友，0~0.04的氮，0~1的鉬，0~0.5的鎳，0~0.05的4闌，0~0.1的鈰，0~0.1的鋯，0—0.5的鈥，0~0.1的4旦，0~0.2的4尼，纟失和雜質。5.按權利要求1所述互聯件，其中鐵素體不銹鋼包含，按重量％計，0~0.05的鋁,0~0.05的硅，21~24的4各，大于12的猛，0.002~0.1的碳,0—0.04的氮，0~1的鉬，0~0.3的牽臬，0.02~0.04的鑭，00.1的4告，0~0.1的鈥，0~0.1的4旦，0-0.1的鈮，鈰，鐵和雜質，其中重量°/。鈰和重量%鑭的總量范圍在0.03~0.06。6.按權利要求1所述互聯件，其中鐵素體不銹鋼包含，按重量％計，0~0.05的鋁，0~0.05的石圭，23~27的4各，大于12的《孟，0.002~0.1的石友，0—0.04的氮，0~1的鉬，0~0.3的鎳，0—0.05的鑭，0~0.1的鈰，0~0.1的4告，00.5的4太，0~0.1的4旦，0.05~0.2的鈮，4失和雜質。7.按權利要求1所述互聯件，其中鐵素體不銹鋼包含，按重量°/。計，0~0.05的鋁，0~0.05的石圭，23~27的4各，大于12的《孟，0.002~0.1的石友，0~0.04的氮,0.75~1的鉬，0~0.3的鎳,0~0.05的銅,0~0.1的鈰,0~0.05的鋯，鈦、鉭和鈮中至少一種的含量，其中鈦、鉭和鈮的含量滿足方程式0.4重量％《[%Nb+%Ti+l/2(%Ta)]《1重量％，鐵和雜質。8.按權利要求1所述互聯件，其中，在固體氧化物燃料電池的操作過程中，形成具有離解壓大于接近互聯件燃料側面氧分壓的氧化物的金屬材料是鎳或鎳合金、銅或銅合金或鎳-銅合金。9.按權利要求1所述互聯件，其中，至少部分互聯件的氧化劑側被電拋光。10.按權利要求1所述互聯件，其中，使一層鎳-基超級合金與至少部分互聯件的氧化劑側連接。11.一種平面固體氧化物燃料電池，其包含權利要求1的互聯件。12.—種固體氧化物燃料電池用的互聯件，其包含復合體，該復合體包括(a)由鐵素體不銹鋼形成的氧化劑側；和(b)在氧化劑側對面的燃料側，該燃料側是由在固體氧化物燃料電池的操作過程中，形成具有離解壓大于接近互聯件燃料側氧分壓的氧化物的金屬材料制成。13.按權利要求12所述互聯件，其中，鐵素體不銹鋼包含18~35重量%的鉻，大于1~最高達2重量％的錳，和低于0.3重量％的形成具有電阻率大于鉻氧化物電阻率的基本連續(xù)氧化物的合金元素。14.按權利要求12所述互聯件，其中，鐵素體不銹鋼包含，按重量％計，0低于0.1的鉆，0低于0.1的硅，21~35的4各，大于12的錳，0.002~0.1的碳，0~0.04的氮，0~1的鉬，0—0.5的鎳，0~0.05的鑭，0~0.1的鈰，0—0.1的鋯，0~0.5的鈥，0—0.1的鉭，0~0.2的鈮，鐵和雜質。15.按權利要求12所述互聯件，其中，鐵素體不銹鋼包含，按重量％計，0~0.05的鋁，0~0.05的硅，21~24的4各，大于12的羊孟，0.002—0.1的石友，0-0.04的氮，0~1的鉬，0~0.3的鎳,0.02—0.04的鑭，0~0.1的鋯，0-0.1的鈥，0-0.1的鉭，0~0.1的鈮，鈰，鐵和雜質，其中重量％鈰和重量％鑭的總量范圍在0.03~0.06。16.按權利要求12所述互聯件，其中，鐵素體不銹鋼包含，按重量％計，0~0.05的鋁，0-0.05的石圭，23~27的4各，大于1~2的《孟，0.002—0.1的石l，0~0.04的氮，0~1的鉬，0~0.3的鎳,0-0.05的鑭，0~0.1的鈰，0~0.1的鋯，0~0.5的鈥，0—0.1的鉭，0.05~0.2的鈮，鐵和雜質。17.按權利要求12所述互聯件，其中，鐵素體不銹鋼包含，按重量％計，0~0.05的鋁，0-0.05的硅，23~27的4各，大于1~2的4孟，0.002—0.1的石友，00.04的氮，0.75—1的鉬，0~0.3的鎳,0~0.05的鑭，0~0.1的鈰，0~0.05的鋯，鈦、鉭和鈮中的至少一種的含量，其中鈦、鉭和鈮的含量滿足方程式；0.4重量％<[%Nb+%Ti+l/2(%Ta)]<1重量％,鐵和雜質。18.按權利要求12所述互聯件，其中，在固體氧化物燃料電池的操作過程中形成具有離解壓大于接近互聯件燃料側面氧分壓的氧化物的金屬材料是鎳或鎳合金、銅或銅合金或鎳-銅合金。19.按權利要求12所述互聯件，其中，至少部分復合體的氧化劑側被電拋光。20.按權利要求12所述互聯件，其中，使一層鎳-基超級合金與互聯件的至少部分氧化劑側連接。21.—種平面固體氧化物燃料電池，其包含權利要求12的互聯件。22.—種固體氧化物燃料電池用互聯件，其包括鐵素體不銹鋼制成的主體并包括(a)燃料側；和(b)在燃料側對面的氧化劑側，其中，一種在固體氧化物燃料電池的操作過程中，形成具有離解壓大于接近互聯件燃料側面氧分壓的氧化物的金屬材料，在所述主體的燃料側上與至少部分鐵素體不銹鋼連接，而鎳基超級合金在所述主體的氧化劑側上與至少部分鐵素體不銹鋼連接。23.按權利要求22所述互聯件，其中，在固體氧化物燃料電池的操作過程中，形成具有離解壓大于接近互聯件燃料側面氧分壓的氧化物的金屬材料是鎳或鎳合金、銅或銅合金或鎳-銅合金。24.—種固體氧化物燃料電池用互聯件，其包括復合體，該復合體包括(a)鐵素體不銹鋼制成氧化劑側，和(b)在氧化劑側對面的燃料側，該燃料側是由一種在固體氧化物燃料電池的操作過程中，形成具有離解壓大于接近互聯件燃料側面氧分壓的氧化物的金屬材料制成，其中鎳-基超級合金，在互聯件的氧化劑側上與至少部分鐵素體不銹鋼連接。25.按權利要求24所述互聯件，其中，在固體氧化物燃料電池的操作過程中，形成具有離解壓大于接近互聯件燃料側面氧分壓的氧化物的金屬材料是鎳或鎳合金、銅或銅合金或鎳-銅合金。26.—種制造互聯件的方法，其包括(a)使金屬材料與至少部分鐵素體不銹鋼連接，該金屬材料是鎳或鎳合金、銅或銅合金或鎳-銅合金；和(b)由鐵素體不銹鋼形成互聯件。27.按權利要求26所述方法，其中，至少部分鐵素體不銹鋼是在連接金屬材料之前進行電拋光。28.按權利要求26所述方法，其中，金屬材料與至少部分鐵素體不銹鋼的連接，包括電鍍、包層、緊固和聯接中的至少一種。29.按權利要求26所述方法，其中，金屬材料與至少部分鐵素體不銹鋼的連接，包括在至少部分不銹鋼的表面上電鍍金屬材料和在至少部分不銹鋼表面上包覆金屬材料中的至少一種。30.按權利要求26所述的方法，其中，成形互聯件包括鍛制、沖壓、壓印和才幾加工中的至少一種。31.按權利要求26所述的方法，其中，由鐵素體不銹鋼成形互聯件是在金屬材料與至少部分鐵素體不銹鋼連接之前進行。32.按權利要求26所述的方法，其中，由鐵素體不銹鋼成形互聯件是在金屬材料和至少部分鐵素體不銹鋼相連接的基本相同時間下進行。33.按權利要求26所述的方法，其中，至少部分鐵素體不銹鋼是在由鐵素體不錄鋼成形互聯件之前電拋光。34.按權利要求26所述的方法，進一步包括在成形互聯件之后電拋光至少部分鐵素體不銹鋼。35.按權利要求26所述的方法，其中，鐵素體不銹鋼具有第一側面和在第一側面對面的第二側面，在成形互聯件之前金屬材料與鐵素體不銹鋼的第一側面連接，而鎳-基超級合金與鐵素體不銹鋼的第二側面連接。36.—種制造互聯件的方法，其包括(a)在至少部分鐵素體不銹鋼板材上包層金屬材料，該金屬材料是鎳或鎳合金、銅或銅合金或鎳-銅合金；和(b)由包層的鐵素體不銹鋼板材成形互聯件。37.按權利要求36所述的方法，其中，在由包層鐵素體不銹鋼板材成形互聯件之前加工包層的鐵素體不銹鋼板材至最終尺寸。38.按權利要求36所述的方法，其中，在由包層鐵素體不銹鋼板材成形互聯件之前使至少部分鐵素體不銹鋼板材進行電拋光。39.按權利要求36所述的方法，其中，至少部分鐵素體不銹鋼是在由包層鐵素體不銹鋼板材成形互聯件后進行電拋光的。40.按權利要求36所述的方法，其中，鐵素體不銹鋼板材具有第一側面和在第一側面的對面的第二側面，在成形互聯件之前使金屬材料包層于鐵素體不銹鋼的第一側面上而使鎳-基超級合金包層于鐵素體不銹鋼的第二側面。41.一種制造互聯件的方法，其包括(a)由鐵素體不銹鋼板材成形互聯件；和(b)在互聯件至少一個表面上的至少部分電鍍一種金屬材料，該金屬材料是鎳-或鎳合金、銅或銅合金、或鎳-銅合金。42.按權利要求41所述的方法，其中，至少部分鐵素體不銹鋼板材在成形互聯件之前進行電拋光。43.按權利要求41所述方法，進一步包括在成形互聯件之后電拋光至少部分鐵素體不銹鋼。44.按權利要求41所述方法，其中，在成形互聯件之前使一層鎳-基超級合金包層于鐵素體不銹鋼上，并且，其中在成形互聯件之后，該互聯件具有包含鎳-基超級合金的第一側面和在第一側對面的第二側面，以及使金屬材料電鍍在互聯件的第二側面上。45.—種固體氧化物燃料電池用的互聯件，其包括(a)至少一個通道，其在經受溫度至少為650。C的氧化性氣氛時在其至少部分表面上產生含錳-鉻酸鹽尖晶石的氧化皮，和(b)至少一個氣流通路，其在經受溫度至少為650。C的氧化性氣氛時在其至少部分表面上產生富-鋁氧化皮，該富-鋁氧化皮含鐵和鉻并具有赤鐵礦的結構；該互聯件是由鐵素體不銹鋼成形的，該鐵素體不銹鋼含有0.2~4重量%的錳，0.3~1重量％的鋁，和至少一種稀土元素，條件是鐵素體不銹鋼含有的稀土元素總量為至少0.03重量％。46.按權利要求45所述的互聯件，其中，電拋光至少一個氣流通路的至少部分表面。47.按權利要求46所述的互聯件，其中，選擇性電拋光至少一個氣流通路的至少部分表面。48.按權利要求45所述的互聯件，其進一步包括一個密封法蘭，該法蘭具有至少一個在經受溫度至少為650。C的氧化性氣氛時產生富-鋁氧化皮的表面。49.一種平面固體氧化物燃料電池，其包含按權利要求45的互聯件。50.—種固體氧化物燃料電池用的互聯件，其包括(a)至少一個通道，其包含一種在其至少部分表面上含錳-鉻酸鹽尖晶石的氧化皮，和(b)至少一個氣流通路，其包含一種在其至少部分表面上含鐵和鉻并具有赤鐵礦結構的富-鋁氧化皮，該富-鋁氧化皮具有低于5微米的厚度；互聯件由鐵素體不銹鋼成形，其含有0.2-4重量％的錳，0.3~1重量%的鋁，和至少一種稀土元素，條件是鐵素體不銹鋼含有總量為至少0.03重量％的稀土元素。51.按權利要求50所述的互聯件，其中，包含錳-鉻酸鹽尖晶石的氧化皮具有低于IO微米的厚度。52.按權利要求50所述的互聯件，其中，對至少一個氣流通路的至少部分表面進行電拋光。53.按權利要求52所述的互聯件，其中，對至少一個氣流通路的至少部分表面進行選擇性地電拋光。54.按權利要求50所述的互聯件，進一步包括一個密封法蘭，該法蘭55.—種平面固體氧化物燃料電池，其包含按權利要求50的互聯件。56.—種固體氧化物燃料電池用互聯件，其包含(a)至少一個通道，在其經受溫度至少為65(TC的氧化性氣氛時在其至少一部分表面上產生含錳-鉻酸鹽尖晶石的氧化皮，和(b)至少一個氣流通路，其包含至少一個電拋光表面；該互聯件是鐵素體不銹鋼制成的。57.按權利要求56所述的互聯件，其中，使所述至少一個氣流通路的至少部分表面進4于選擇性;也電拋光。58.—種平面固體氧化物燃料電池，其包括按權利要求56的互聯件。59.—種固體氧化物燃料電池用互聯件，其包括(a)燃料側；和(b)在燃料側對面的氧化劑側，該氧化劑側包括(1)至少一個通道其在經受溫度至少為65CTC的氧化性氣氛時在其至少部分表面上產生含錳-鉻酸鹽尖晶石的氧化皮，和(2)至少一個氣流通路其在經受溫度至少為650。C的氧化性氣氛時在其至少部分表面上產生富-鋁氧化皮，該富-鋁氧化皮含有鐵和鉻并具有赤鐵礦的結構，其中，互聯件的氧化劑側是由鐵素體不銹鋼形成，該鐵素體不銹鋼含有0.2~4的錳，0.3~1重量％的鋁，和至少一種稀土元素，條件是鐵素體不銹鋼包含總量為至少0.03重量％的稀土元素。60.按權利要求59所述的互聯件，其中，燃料側包含(1)至少一個通道其在經受溫度至少為650。C的氧化性氣氛時在其至少部分表面上產生含錳4各酸鹽尖晶石的氧化皮，和(2)至少一個氣流通路，其在經受溫度至少為65(TC的氧化性氣氛時在其至少部分表面上產生富-鋁氧化皮，該富-鋁氧化皮含有鐵和鉻并具有赤鐵礦的結構，其中，互聯件的燃料側是鐵素體不銹鋼制成，該鐵素體不銹鋼含有0.2~4重量％的錳，0.3~1重量°/。的鋁，和至少一種稀土元素，條件是鐵素體不銹鋼含有總量至少0.03重量％的稀土元素。61.按權利要求60所述的互聯件，其中，對燃料側的氣流通路至少部分表面進4亍電4炮光。62.按權利要求61所述的互聯件，其中，對燃料側的氣流通路至少部分表面進行選擇性地電拋光。63.按權利要求59所述的互聯件，其中，燃料側為鐵素體不銹鋼制成并且包含一含金屬材料的層，該金屬材料在固體氧化物燃料電池的操作過程中形成一種具有離解壓大于接近互聯件燃料側面氧分壓的氧化物，該金屬材料層與至少部分鐵素體不銹鋼連接。64.按權利要求59所述的互聯件，其中，燃料側是金屬材料制成，該金屬材料在固體氧化物燃料電池的操作過程中形成具有離解壓大于接近互聯件燃料側面氧分壓的氧化物。65.按權利要求59所述的互聯件，其中，該燃料側由鐵素體不銹鋼形成，其不同于形成氧化劑側的鐵素體不銹鋼。66.按權利要求59所述的互聯件，其中，對氧化劑側的至少一個氣流通^各的至少部分表面進^于電拋光。67.按權利要求66所述的互聯件，其中，對氧化劑側面的氣流通路的至少部分表面進行選擇性地電拋光。68.—種平面固體氧化物燃料電池，其包含按權利要求59的互聯件。69.—種固體氧化物燃料電池用互聯件，該互聯件包括(a)鐵素體不銹鋼制成的氧化劑側并包含(1)至少一個通道，和(2)至少一個氣流通路其含有至少一個表面其在經受溫度至少為65(TC的氧化性氣氛時，產生富-鋁氧化皮，該富-鋁氧化皮含鐵和#^并具有赤鐵礦的結構；和(b)在氧化劑側對面的燃料側，該燃料側包含一種金屬材料，其在固體氧化物燃料電池的操作過程中形成具有離解壓大于接近互聯件燃料側面氧分壓的氧化物。70.按權利要求69所述的互聯件，其中，氧化劑側的至少一個通道在其經受溫度至少為65(TC的氧化性氣氛時，在其至少部分表面上產生含有鉻氧化物和錳-鉻酸鹽尖晶石至少一種的氧化皮。71.按權利要求70所述的互聯件，其中，氧化劑側由鐵素體不銹鋼形成，該鐵素體不銹鋼含有0.2~4重量％的錳，0.3~1重量％的鋁，和至少一種稀土元素，條件是鐵素體不銹鋼含有總量為至少0.03重量％的稀土元素。72.按權利要求69所述的互聯件，其中，對互聯件氧化劑側的至少一個氣流通i各的至少部分進4亍電拋光。73.按權利要求72所述的互聯件，其中，對互聯件氧化劑側的至少一個氣流通路的至少部分進行選"t奪性地電拋光。74.按權利要求69所述的互聯件，其中，燃料側是鐵素體不銹鋼和所述金屬材料制成，該金屬材料在固體氧化物燃料電池的操作過程中形成具有離解壓大于接近互聯件燃料側面氧分壓的氧化物，其與燃料側的至少部分鐵素體不銹鋼連接。75.按權利要求74所述的互聯件，其中，燃料側的鐵素體不銹鋼不同于制成氧化劑側的鐵素體不銹鋼。76.按權利要求69所述的互聯件，其中，燃料側是由在固體氧化物燃料電池的操作過程中形成具有離解壓大于接近互聯件燃料側氧分壓的氧化物的金屬材料制成的。77.按權利要求69所述的互聯件，其中，在固體氧化物燃料電池的操作過程中形成具有離解壓大于接近互聯件燃料側氧分壓的氧化物的金屬材料是鎳或鎳合金，銅或銅合金，或鎳-銅合金。78.—種平面固體氧化物燃料電池，其包含按權利要求69的互聯件。79.—種固體氧化物燃料電池用互聯件，該互聯件包括(a)鐵素體不銹鋼制成的氧化劑側面并包括(1)至少一個通道，其包含一種在其至少部分表面上含有鉻氧化物和錳-鉻酸鹽尖晶石至少一種的氧化皮，和(2)至少一個氣流通路其在至少部分表面上包含一種富-鋁氧化皮，該富-鋁氧化皮含鐵和鋁并具有赤鐵礦的結構；和(b)在氧化劑側對面的燃料側，該燃料側包含一種在固體氧化物燃料電池的操作過程中形成具有離解壓大于接近互聯件燃料側氧分壓的氧化物的金屬材料。80.—種平面固體氧化物燃料電池，其包含權利要求79的互聯件。81.—種制造互聯件的方法，其包括(a)由鐵素體不銹鋼成形互聯件，該互聯件具有燃料側和在燃料側對面的氧化劑側，氧化劑側和燃料側各方都包含通道和氣流通路；和(b)選擇性地電拋光互聯件氧化劑側的至少一個氣流通路的至少一部分。82.按權利要求81所述的方法，進一步包括在至少部分互聯件的燃料側面上電鍍或包層金屬材料，該金屬材料是鎳或鎳合金，銅或銅合金或鎳-銅合金。83.按權利要求81所述的方法，進一步包括電拋光互聯件燃料側的至少一個氣流通路的至少一部分。84.—種制造互聯件的方法，其包括(a)由鐵素體不銹鋼成形互聯件，該互聯件含一通道和一氣流通路；(b)電拋光互if關件的至少氧化劑側面；和(c)從互聯件氧化劑側的至少一個通道的至少一個電拋光表面上用物理方法或用化學方法除去材料。85.按權利要求84的所述方法，其中，從至少一個通道的至少一個表面上用物理方法或用化學方法除去材料，包括機械拋光、研磨、蝕刻和碾磨中的至少一種。86.按權利要求84的所述方法，進一步包括電拋光互聯件燃料側的至少一個氣流通的至少一部分。87.—種制造互聯件的方法，其包括(a)在鐵素體不銹鋼板材表面的至少一部分連接金屬材料，該金屬材料是鎳或鎳合金，銅或銅合金或鎳-銅合金；(b)由鐵素體不銹鋼板材成形互聯件，互聯件具有含鐵素體不銹鋼的氧化劑側和在氧化劑側對面的包含金屬材料的燃料側，互聯件的氧化劑側和燃泮+側各方包含一通道和一氣流通^各；和(c)電拋光互聯件氧化劑側面的至少一個氣流通路的至少一部分。88.按權利要求87所述的方法，其中，電拋光包括選擇性地電拋光互聯件氧化劑側面的至少一個氣流通路的至少一部分。89.按權利要求87所述的方法，其中，電拋光互聯件氧化劑側的至少一個氣流通路的至少一部分進一步包括電拋光互聯件氧化劑側面的至少一個通道的至少一部分，并且其中在電拋光之后，從至少一個通道的表面的電拋光部分用物理方法或用化學方法除去材料。90.—種制造互聯件的方法，其包括(a)由鐵素體不銹鋼板材成形互聯件，互聯件具有氧化劑側和在氧化劑側對面的燃料側，互聯件的氧化劑側和燃料側各含有一通道和一氣流通路；(b)電拋光互聯件氧化劑側的至少一個氣流通路的至少一部分；和(c)金屬材料與互聯件燃料側的至少部分表面連接，金屬材料是鎳或鎳合金，銅或銅合金或鎳-銅合金。91.按權利要求90所述的方法，其中，電拋光包括選擇性地電拋光互聯件氧化劑側面的至少一個氣流通路的至少一部分。92.按權利要求90所述的方法，其中，電拋光互聯件氧化劑側的至少一個氣流通路的至少一部分，其進一步包括電拋光互聯件氧化劑側的至少一個通道表面的至少一部分，以及其中在電拋光之后，從至少一個通道的93.按權利要求90的所述方法，其中，金屬材料與互聯件燃料側的至少部分表面的連接是在電拋光之前發(fā)生。94.一種鐵素體不銹鋼，其包含，按重量°/。計，0低于0.1的鋁，0~^氐于0.1的石圭，21~35的4各，大于12的《孟，0.002—0.1的石友，0~0.04的氮，0~1的鉬,0~0.5的4臬，0—0.05的鑭，0—0.1的4市，0~0.1的鋯，0~0.5的鈥，0~0.1的鉭，0~0.2的鈮，鐵和雜質。95.按權利要求94所述的鐵素體不銹鋼，其中，鐵素體不銹鋼包含0~0.05重量％的鋁，和0~0.05重量％的硅。96.按權利要求94所述的鐵素體不銹鋼，其中，鐵素體不銹鋼包含0.005~0.05重量％的鋁，和0.005~0.05重量％的,圭。97.按權利要求94所述的鐵素體不銹鋼，其中，鐵素體不銹鋼包含1.5~2.0重量％的錳。98.按權利要求94所述的鐵素體不銹鋼，其中，鐵素體不銹鋼包含1.6-2.0重量％的錳。99.按權利要求94所述的鐵素體不銹鋼，其中，鐵素體不銹鋼包含，才安重量％計，0~0.05的鋁，0~0.05的石圭，21~24的4各，大于1~2的《孟，0.002~0.1的碳,0—0.04的氮，0~1的鉬，0~0.3的鎳，0.02~0.04的鑭，0~0.1的鋯，0-0.1的鈥，0~0.1的4旦，0~0.1的4尼，鈰，纟失和雜質，其中重量％鈰和重量％鑭的總量范圍在0.03~0.06。100.按權利要求99所述的鐵素體不銹鋼，其中，鐵素體不銹鋼包含0.005~0.05重量％的鋁，和0.005~0.05重量％的石圭。101.按權利要求99所述的鐵素體不銹鋼，其中，錳的范圍在1.5~2重量％。102.按權利要求99所述的鐵素體不銹鋼，其中，錳的范圍在1.6~2重量％。103.按權利要求94所述的鐵素體不銹鋼，其中，鐵素體不銹鋼包含，按重量％計，0~0.054呂，0~0.05的硅，23~27的鉻，大于1~2的錳，0.002~0.1的碳,0~0.04的氮，0~1的鉬，0~0.3的鎳，0~0.05的4闌,0~0.1的鈰，0—0.1的鋯，0~0.5的鈥，0~0.1的鉭，0.05—0.2的鈮，鐵和雜質。104.按權利要求103所述的鐵素體不銹鋼，其中，鐵素體不銹鋼包含0.005-0.05重量％的鋁，和0.005~0.05重量％的,圭。105.按權利要求103所述的鐵素體不銹鋼，其中，錳的范圍在1.5~2重量％。106.按權利要求103所述的鐵素體不銹鋼，其中，錳的范圍在1.6~2重量％。107.按權利要求94所述的鐵素體不銹鋼，其中，鐵素體不銹鋼基本上無銀、氧化鈣和鈦。108.—種互聯件，其含有權利要求94的鐵素體不銹鋼。109.—種鐵素體不銹鋼，其包含，按重量％計，0-0.05的鋁，0~0.05的,圭，23~27的4各，大于1~2的4孟，0.002~0.1的石友，0—0.04的氮，0.75~l的鉬，0~0.3的牽臬，0—0.05的鑭，0~0.1的4市，0~0.05的#",4太，鉭和鈮中至少一種的含量，其中鈦，鉭和鈮的含量滿足方程式0.4重量％《[%Nb+%Ti+l/2(%Ta)]《1重量％,鐵和雜質。110.按權利要求109所述的鐵素體不銹鋼，其中，鐵素體不銹鋼包含0.005~0.05重量％的鋁，和0.005—0.05重量y"勺石圭。111.按權利要求109所述的鐵素體不銹鋼，其中，錳的范圍在1.52重量％。112.按權利要求109所述的鐵素體不銹鋼，其中，錳的范圍在1.62重量％。113.按權利要求109所述的鐵素體不銹鋼，其中，鐵素體不銹鋼包含不大于0.5重量％的鈦。114.按權利要求109所述的鐵素體不銹鋼，其中，鈦、鉭和鈮的含量滿足方程式0.5重量Q/。《[%Nb+%Ti+l/2(%Ta)]《1重量％。115.按權利要求109所述的鐵素體不銹鋼，其中，所述鐵素體不銹鋼基本上無銀、氧化鈣和鈦。116.—種互聯件，其含有按權利要求109的鐵素體不銹鋼。全文摘要各種實施方案涉及固體氧化物燃料電池(“SOFCs”)用的互聯件，其包含鐵素體不銹鋼并具有至少一個通路其在經受高溫下的氧化性氣氛時，在其至少部分表面上產生含錳-鉻酸鹽尖晶石的氧化皮，以及至少一個氣流通路其在經受高溫下的氧化性氣氛時，在其至少部分表面上產生富-鋁氧化皮。其它實施方案涉及互聯件，其包含鐵素體不銹鋼并且具有包含金屬材料的燃料側其在SOFCs的操作過程中抗氧化并任選地在其氧化劑側包括鎳-基超級合金。而另一個實施方案涉及適合用于互聯件的鐵素體不銹鋼其含≤0.1重量％鋁和/或硅，以及＞1最高達2重量％錳。還公開了制造互聯件的方法。文檔編號H01M8/02GK101199072SQ200680021678公開日2008年6月11日申請日期2006年6月1日優(yōu)先權日2005年6月15日發(fā)明者查爾斯·P·斯廷納,詹姆斯·M·雷科斯基申請人:Ati資產公司