MICROSTRUCTURAL STUDY ON LOW TEMPERATURE CO-FIRED CERAMIC MATERIALS FOR FUEL CELL COMPONENT USING NUCLEAR TECHNIQUES

Abstract

ABSTRACT

The realization fuel cell component based on low temperature co-fired ceramic (LTCC) technology requires the investigations of fired LTCC microstructures. Nuclear techniques, x-ray diffraction, scanning electron microscope, neutron imaging and neutron scattering, were used to characterize the LTCC samples. The majority of the works involved using small angle neutron scattering (SANS) studies on the microstructural of LTCC ceramic tape and development of neutron tomography for future tool to visualize channels inside the fired tape. Most SANS characterization were carried out at SANS instrument at BATAN, Indonesia. Standard sample for resolving tens of micron of object size were measured using simple neutron tomography setup utilizing monochromatic SANS beam at Malaysian Nuclear Agency. The initial microstructural findings indicates that organic additives shape the final microstructural of LTCC after firing with the glassy material possibly fill the space left by the burned organic additives. The tomography results showed that 40 micron size object can be differentiated. The conductor deposited on LTCC is preliminary investigated which will later be used as support for catalyst.

ABSTRAK

Komponen sel bahanapi yang direalisasikan berdasarkan teknologi seramik pembakaran bersuhu rendah (LTCC) memerlukan penyelidikan struktur mikro LTCC yang dibakar. Teknik nuklear, difraksi sinar-x, mikroskop elektron imbasan, pencitraan neutron dan hamburan neutron, digunakan untuk mencirikan sampel LTCC. Sebilangan besar kerja yang terlibat menggunakan kajian hamburan neutron sudut kecil (SANS) menentukan mikro struktur pita seramik LTCC dan pengembangan tomografi neutron untuk alat masa depan untuk memvisualisasikan saluran di dalam pita yang dibakar. Sebilangan besar pencirian SANS dilakukan pada instrumen SANS di BATAN, Indonesia. Sampel standard untuk menyelesaikan puluhan mikron ukuran objek diukur menggunakan penyediaan tomografi neutron sederhana dengan menggunakan sinar SANS monokromatik di Agensi Nuklear Malaysia. Penemuan mikrostruktur awal menunjukkan bahawa aditif organik membentuk struktur mikro akhir LTCC setelah menembak dengan bahan berkaca mungkin memenuhi ruang yang ditinggalkan oleh bahan tambahan organik yang dibakar. Hasil tomografi menunjukkan bahawa objek berukuran 40 mikron dapat dibezakan. Konduktor yang disimpan di LTCC disiasat awal yang kemudiannya akan digunakan sebagai sokongan untuk pemangkin.