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文檔簡介
1、綜述了質(zhì)子交換膜燃料電池的研究和應(yīng)用開發(fā)現(xiàn)狀,分析了制約質(zhì)子交換膜燃料電池應(yīng)用的主要因素。首次以鋁合金為基體材料,采用電腦雕刻技術(shù)加工流場和化學(xué)鍍鎳磷合金對其進(jìn)行表面改性處理,得到了性能優(yōu)異的鋁合金雙極板材料。 1、以鋁合金為基體材料,按照最簡單的蛇形結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)流場,采用電腦雕刻技術(shù)加工流場,流道寬度和深度均為1mm,電腦雕刻流場精度高和容易控制。 2、浸鋅是鋁合金化學(xué)鍍鎳磷合金工藝中的關(guān)鍵步驟之一,通過全因子試驗(yàn)得到了鋁
2、合金浸鋅的溶液配方和工藝參數(shù):ZnSO<,4>·7H<,2>O 30~50g/L,NaOH 80~100 g/L,NaF80~120 g/L,F(xiàn)eCl<,3> 0.5~1g/L,絡(luò)合劑8~20g/L;溫度20~40℃,一次浸鋅時(shí)間1~3 min,二次浸鋅時(shí)間30~40 s。在此條件下可以獲得厚度約50nm的均勻和致密的浸鋅層。 3、采用堿性一酸性雙溶液體系化學(xué)鍍鎳磷合金工藝,堿性預(yù)鍍可以避免浸鋅層過度溶解、溶解的鋅離子和鋁離子污
3、染酸性鍍?nèi)芤骸R运嵝匀芤旱腻兯俸湾儗拥哪臀g性能為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),通過單因子試驗(yàn)得到了化學(xué)鍍鎳磷合金的溶液配方和工藝參數(shù)。1)堿性預(yù)鍍鎳磷合金:NiSO<,4>·6H<,2>O 20~30g/L,NaH<,2>PO<,2>·H<,2>O 15~25g/L,復(fù)合絡(luò)合劑35~50g/L,pH值9.0~10.0,溫度60~70℃,時(shí)間5min左右,鍍層厚度約為0.5μm;2)酸性鍍鎳磷合金:NiSO<,4>·6H<,2>O 22~38g/L,NaH<
4、,2>PO<,2>·H<,2>) 28~36 g/L,HAc18~35ml/L,復(fù)合絡(luò)合劑25~35g/L,促進(jìn)劑1~5g/L,稀土鹽0.5~2g/L,pH:值4.4~5.0,溫度85~92℃,鍍層厚度為30~50μm,化學(xué)鍍時(shí)間根據(jù)具體厚度而定。 4、采用電子探針法測定了鍍層的鎳磷含量,X-射線衍射法研究了熱處理對鍍層結(jié)構(gòu)的影響,伏安法研究了熱處理對鍍層耐蝕性的影響,同時(shí)測試了鍍層的結(jié)合強(qiáng)度、顯微硬度和表面形貌以及雙極板的電性
5、能。1)鍍態(tài)下鍍層為典型非晶態(tài)結(jié)構(gòu),具有較高的耐蝕性,結(jié)合強(qiáng)度為115 MPa左右,顯微硬度520 HV左右;2)鍍層熱處理溫度達(dá)到200℃時(shí)有輕微晶化現(xiàn)象,600℃時(shí)呈現(xiàn)明顯晶態(tài)結(jié)構(gòu),晶化產(chǎn)物為Ni和Ni<,3>P。在200~250℃熱處理4~6h,鍍層晶化不明顯,但是耐蝕性和結(jié)合強(qiáng)度明顯提高,顯微硬度高達(dá)1000Hv;3)雙極板的導(dǎo)電性能優(yōu)異,電導(dǎo)率高達(dá)1.65~1.79x 10<'7>S·m<'-1>,比不銹鋼(1.25~1.42
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