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質(zhì)子交換膜(PEM)作為質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)的核心組件,其力學(xué)性能直接影響燃料電池的性能、穩(wěn)定性和耐久性。質(zhì)子交換膜拉力試驗(yàn)機(jī)通過(guò)模擬實(shí)際工況下的拉伸應(yīng)力,對(duì)PEM的拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率、彈性模量等關(guān)鍵力學(xué)性能進(jìn)行測(cè)試,為PEM的研發(fā)、生產(chǎn)和質(zhì)量控制提供科學(xué)依據(jù)。
一、質(zhì)子交換膜拉力試驗(yàn)機(jī)試驗(yàn)步驟
1.樣品制備
裁切方法:根據(jù)GB/T 1040.3-2006標(biāo)準(zhǔn),將質(zhì)子交換膜裁成啞鈴形或長(zhǎng)條形試樣,邊緣平滑無(wú)缺口。
尺寸要求:
啞鈴形試樣:窄平行部分寬度為10mm±0.2mm,總長(zhǎng)度≥150mm。
長(zhǎng)條形試樣:寬度為15mm±0.1mm,長(zhǎng)度不少于250mm。
狀態(tài)調(diào)節(jié):將樣品置于恒溫恒濕箱(23℃±2℃,50%±5%RH)中至少4小時(shí)。
2.樣品安裝
厚度與寬度測(cè)量:在標(biāo)距內(nèi)測(cè)量樣品厚度和寬度,各取3點(diǎn)平均值。
夾具固定:將樣品固定在拉力試驗(yàn)機(jī)夾具中,確??v軸與夾具中心線對(duì)齊,夾緊試樣。
3.參數(shù)設(shè)置
拉伸速度:
拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率測(cè)試:50mm/min至200mm/min(根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)或需求選擇)。
彈性模量測(cè)試:應(yīng)變速率接近每分鐘1%標(biāo)距。
測(cè)試模式:選擇拉伸模式,設(shè)置力值范圍、位移范圍等參數(shù)。
4.開(kāi)始測(cè)試
點(diǎn)擊“開(kāi)始"按鈕,設(shè)備按照設(shè)定參數(shù)進(jìn)行拉伸,直至樣品斷裂。
記錄拉伸過(guò)程中的負(fù)荷值和位移值。
斷裂判斷
樣品斷裂后,讀取最大負(fù)荷值。
若斷裂發(fā)生在標(biāo)線以外區(qū)域,該次試驗(yàn)無(wú)效,需重新測(cè)試。
5、數(shù)據(jù)處理與分析
計(jì)算指標(biāo)
拉伸強(qiáng)度:最大拉伸力與試樣橫截面積的比值。
斷裂拉伸應(yīng)變:原始標(biāo)距單位長(zhǎng)度的增量。
彈性模量:應(yīng)力-應(yīng)變曲線初始直線部分的斜率。