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质子交换膜拉伸测试:方法和操作步骤解析

 更新时间:2023-12-02 点击量:309

质子交换膜燃料电池作为一种清洁高效的能源技术,以其低工作温度、迅速启动、高比功率、简单结构和便捷操作等优势成为电动汽车和固定发电站等领域的shou选能源方案。在质子交换膜燃料电池内部,质子交换膜扮演着关键的角色,为质子的迁移和输送提供通道,使电子在阳极和阴极之间形成闭合回路,向外界提供稳定的电流。

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质子交换膜的厚度仅为18-50微米,是一种极薄的膜片,同时也是电极活性物质(催化剂)的基底。其物理性能对整个燃料电池的性能和寿命都有着重要的影响。为了评估质子交换膜的机械性能,符合“GB/T 20042.3-2022"标准的拉伸与剥离测试被引入。

本文科准测控小编将按照该标准要求,介绍质子交换膜的拉伸测试,探讨其关键的力学性能参数,如杨氏模量和抗拉强度,以深入了解其在燃料电池中的表现。

一、测试内容

1、杨氏模量(衡量材料在受力时的弹性变形程度)

了解其在负载和变形条件下的应变响应

2、抗拉强度(衡量材料在拉伸加载下的最大承载能力)

了解其在外部受力下的抵抗破坏性能

二、测试原理

质子交换膜拉伸测试通过施加逐渐增大的拉伸力,使用拉伸试验机测量其应力-应变曲线,旨在评估其在外力下的杨氏模量和抗拉强度,揭示质子交换膜在力学性能方面的行为。

三、测试标准

GB/T 1040.3-2006塑料拉伸性能的测定第3部分:薄膜和薄片的试验条件》

GB/T20042.3-2022质子交换膜燃料电池第3部分:质子交换膜测试方法》

四、测试仪器

1、电子万能试验机

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2、1 kN气动夹具(斜纹夹面或贴胶铝夹面)

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3、试验条件

试验温度室温20°C左右

载荷传感器10kN (0.5 )

试验夹具1 kN气动夹具

试验速率200 mm/min

五、测试流程

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1设备准备: 确保电子万能试验机和1kN气动夹具已经准备就绪,夹具采用斜纹夹面,并设置气压为0.5 MPa

2样品准备: 切割质子交换膜试样,其尺寸为长200 mm、宽25 mm、厚度0.064 mm,标距为70 mm。在MDTD方向各选取5根试样。

3夹具安装: 使用1kN气动夹具,采用斜纹夹块将质子交换膜试样夹持,确保夹具稳固。

4试验条件设置:将试验温度设定为室温20°C左右,选择10kN0.5级)载荷传感器,设定试验速率为200 mm/min

5开始试验: 使用电子万能试验机进行拉伸试验,以标距70 mm为基准,以200 mm/min的横梁位移速度进行断裂试验。记录试验过程中的拉伸力和试样的伸长变形。

6数据采集: 实时记录试验过程中的拉伸力和试样伸长的数据,以建立应力-应变曲线。

7结果分析: 根据试验数据计算质子交换膜试样的杨氏模量和抗拉强度,分析其在受力下的弹性特性和最大承载能力。

8实验结束: 完成试验后,进行数据整理和分析,得出测试结果,并根据需要进行进一步的实验或调整测试条件。


以上就是小编介绍的质子交换膜拉伸测试的内容了,希望可以给大家带来帮助!如果您还想了解更多关于质子交换膜使用方法、处理方法、作用原理,电子万能试验机使用方法和用途和等问题,欢迎您关注我们,也可以给我们私信和留言,科准测控技术团队为您免费解答!