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質(zhì)子交換膜拉伸測(cè)試:方法和操作步驟解析

 更新時(shí)間:2023-12-02 點(diǎn)擊量:892

質(zhì)子交換膜燃料電池作為一種清潔高效的能源技術(shù),以其低工作溫度、迅速啟動(dòng)、高比功率、簡單結(jié)構(gòu)和便捷操作等優(yōu)勢(shì)成為電動(dòng)汽車和固定發(fā)電站等領(lǐng)域的shou選能源方案。在質(zhì)子交換膜燃料電池內(nèi)部,質(zhì)子交換膜扮演著關(guān)鍵的角色,為質(zhì)子的遷移和輸送提供通道,使電子在陽極和陰極之間形成閉合回路,向外界提供穩(wěn)定的電流。

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質(zhì)子交換膜的厚度僅為18-50微米,是一種極薄的膜片,同時(shí)也是電極活性物質(zhì)(催化劑)的基底。其物理性能對(duì)整個(gè)燃料電池的性能和壽命都有著重要的影響。為了評(píng)估質(zhì)子交換膜的機(jī)械性能,符合“GB/T 20042.3-2022"標(biāo)準(zhǔn)的拉伸與剝離測(cè)試被引入。

本文科準(zhǔn)測(cè)控小編將按照該標(biāo)準(zhǔn)要求,介紹質(zhì)子交換膜的拉伸測(cè)試,探討其關(guān)鍵的力學(xué)性能參數(shù),如楊氏模量和抗拉強(qiáng)度,以深入了解其在燃料電池中的表現(xiàn)。

一、測(cè)試內(nèi)容

1、楊氏模量(衡量材料在受力時(shí)的彈性變形程度)

了解其在負(fù)載和變形條件下的應(yīng)變響應(yīng)

2、抗拉強(qiáng)度(衡量材料在拉伸加載下的最大承載能力)

了解其在外部受力下的抵抗破壞性能

二、測(cè)試原理

質(zhì)子交換膜拉伸測(cè)試通過施加逐漸增大的拉伸力,使用拉伸試驗(yàn)機(jī)測(cè)量其應(yīng)力-應(yīng)變曲線,旨在評(píng)估其在外力下的楊氏模量和抗拉強(qiáng)度,揭示質(zhì)子交換膜在力學(xué)性能方面的行為。

三、測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)

GB/T 1040.3-2006塑料拉伸性能的測(cè)定第3部分:薄膜和薄片的試驗(yàn)條件》

GB/T20042.3-2022質(zhì)子交換膜燃料電池第3部分:質(zhì)子交換膜測(cè)試方法》

四、測(cè)試儀器

1、電子萬能試驗(yàn)機(jī)

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2、1 kN氣動(dòng)夾具(斜紋夾面或貼膠鋁夾面)

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3、試驗(yàn)條件

試驗(yàn)溫度室溫20°C左右

載荷傳感器10kN (0.5 級(jí))

試驗(yàn)夾具1 kN氣動(dòng)夾具

試驗(yàn)速率200 mm/min

五、測(cè)試流程

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1設(shè)備準(zhǔn)備: 確保電子萬能試驗(yàn)機(jī)和1kN氣動(dòng)夾具已經(jīng)準(zhǔn)備就緒,夾具采用斜紋夾面,并設(shè)置氣壓為0.5 MPa

2樣品準(zhǔn)備: 切割質(zhì)子交換膜試樣,其尺寸為長200 mm、寬25 mm、厚度0.064 mm,標(biāo)距為70 mm。在MDTD方向各選取5根試樣。

3夾具安裝: 使用1kN氣動(dòng)夾具,采用斜紋夾塊將質(zhì)子交換膜試樣夾持,確保夾具穩(wěn)固。

4試驗(yàn)條件設(shè)置:將試驗(yàn)溫度設(shè)定為室溫20°C左右,選擇10kN0.5級(jí))載荷傳感器,設(shè)定試驗(yàn)速率為200 mm/min

5開始試驗(yàn): 使用電子萬能試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行拉伸試驗(yàn),以標(biāo)距70 mm為基準(zhǔn),以200 mm/min的橫梁位移速度進(jìn)行斷裂試驗(yàn)。記錄試驗(yàn)過程中的拉伸力和試樣的伸長變形。

6數(shù)據(jù)采集: 實(shí)時(shí)記錄試驗(yàn)過程中的拉伸力和試樣伸長的數(shù)據(jù),以建立應(yīng)力-應(yīng)變曲線。

7結(jié)果分析: 根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算質(zhì)子交換膜試樣的楊氏模量和抗拉強(qiáng)度,分析其在受力下的彈性特性和最大承載能力。

8實(shí)驗(yàn)結(jié)束: 完成試驗(yàn)后,進(jìn)行數(shù)據(jù)整理和分析,得出測(cè)試結(jié)果,并根據(jù)需要進(jìn)行進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)或調(diào)整測(cè)試條件。


以上就是小編介紹的質(zhì)子交換膜拉伸測(cè)試的內(nèi)容了,希望可以給大家?guī)韼椭∪绻€想了解更多關(guān)于質(zhì)子交換膜使用方法、處理方法、作用原理,電子萬能試驗(yàn)機(jī)使用方法和用途和等問題,歡迎您關(guān)注我們,也可以給我們私信和留言,科準(zhǔn)測(cè)控技術(shù)團(tuán)隊(duì)為您免費(fèi)解答!



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