GB/T 20042.7- -2014
Proton exchange membrane fuel cells-
Part 7: Test method of carbon paper properties
編輯:弗艾博纖維技術(shù)研究中心
前言
GB/T 20042《質(zhì)子交換膜燃料電池》分以下部分:
——第1部分:術(shù)語(yǔ);
——第2部分:電池堆通用技術(shù)條件;
——第3部分:質(zhì)子交換膜測(cè)試方法;
——第4部分:電催化劑測(cè)試方法;
——第5部分:膜電極測(cè)試方法;
——第6部分:雙極板特性測(cè)試方法;
——第7部分:炭紙?zhí)匦詼y(cè)試方法。
本部分為GB/T 20042的第7部分。
本部分按照GB/T1.1--2009給出的規(guī)則起草。
本部分由中國(guó)電器工業(yè)協(xié)會(huì)提出。
本部分由全國(guó)燃料電池及液流電池標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)(SAC/TC342)歸口。
本部分負(fù)責(zé)起草單位:中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所、機(jī)械工業(yè)北京電工技術(shù)經(jīng)濟(jì)研究所、新源動(dòng)力股份有限公司、武漢郵電科學(xué)研究院、清華大學(xué)、武漢理工新能源有限公司、武漢理工大學(xué)、寧波拜特測(cè)控技術(shù)有限公司、南京大學(xué)昆山創(chuàng)新研究院、同濟(jì)大學(xué)。
本部分主要起草人:鐘和香、陳晨、張華民、侯中軍、齊志剛、邱艷玲、李霞、裴普成、宛朝暉、李賞、黃平、顧軍、侯永平、王美日、衣寶廉。
1范圍
GB/T20042的本部分給出了質(zhì)子交換膜燃料電池炭紙?zhí)匦詼y(cè)試方法的術(shù)語(yǔ)和定義、厚度均勻性測(cè)試、電阻測(cè)試、機(jī)械強(qiáng)度測(cè)試、透氣率測(cè)試、孔隙率測(cè)試、表觀密度測(cè)試、面密度測(cè)試、粗糙度測(cè)試和測(cè)試報(bào)告。
本部分適用于質(zhì)子交換膜燃料電池用各種類型的炭紙。
2規(guī)范性引用文件
下列文件對(duì)于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。
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/T 13465.2- 2002不透性石墨材料抗彎強(qiáng)度試驗(yàn)方法
GB/T 20042.1- 2005質(zhì)子交換膜燃料電池 術(shù)語(yǔ)
GB/T 28816- -2012燃料電池術(shù)語(yǔ)
3術(shù)語(yǔ)、定義和符號(hào)
3.1術(shù)語(yǔ)和定義
GB/T 20042.1- -2005 及GB/T 28816- -2012 界定的以及下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。
3.1.1
垂直方向電阻率through-plane resistivity
炭紙厚度方向的電阻率,單位為毫歐厘米(mΩ•cm)。
3.1.2
平面方向電阻率in-plane resistivity
炭紙平面方向的電阻率,單位為毫歐厘米(mΩ•cm)。
3.1.3
透氣率gas permeability
在恒定溫度下,單位壓差、單位時(shí)間氣體透過(guò)單位厚度、單位面積樣品上的氣體體積,單位為毫升毫米每平方厘米小時(shí)毫米汞柱[mL•mm/(cm2•h•mmHg)]。
3.1.4
孔隙率porosity
炭紙孔隙體積占其總體積的百分率。
3.1.5
面密度area density
炭紙質(zhì)量與表觀面積的比值,單位為克每平方厘米(g/cm2)。
注:炭紙的表觀面積為其表觀長(zhǎng)度與寬度的積。
3.1.6
表觀密度bulk density
炭紙質(zhì)量與表觀體積的比值,單位為克每立方厘米(g/cm3)。
注:炭紙的表觀體積為其平均厚度與表觀面積的乘積。
3.1.7
表面粗糙度surface roughness
炭紙表面微小峰谷的微觀不平度。通常用一個(gè)取樣長(zhǎng)度L內(nèi),輪廓上各點(diǎn)到輪廓中線X絕對(duì)值的算術(shù)平均值(輪廓的算術(shù)平均偏差Ra)或用最大輪廓峰高與最大輪廓谷深之和(輪廓的最大高度Rz)來(lái)表示,單位為微米(μm)。.
注:輪廓的中線(見(jiàn)圖1的X)包括輪廓的算術(shù)平均中線和輪廓的最小二乘中線兩種。輪廓的算術(shù)平均中線是在取樣長(zhǎng)度范圍內(nèi),將實(shí)際輪廓?jiǎng)澐稚?、下兩部分,且使上下面積相等的直線。輪廓的最小二乘中線是在取樣長(zhǎng)度內(nèi),使輪廓上各點(diǎn)至一條該線的距離平方和為最小。
3.1.8
導(dǎo)熱系數(shù)thermal conductivity
單位溫度差、單位面積、單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)單位厚度炭紙的熱量,單位為瓦每米開[W/(m•K)]。
注:導(dǎo)熱系數(shù)的測(cè)試見(jiàn)附錄C。
3.2符號(hào)
本部分中使用的符號(hào)、定義與單位見(jiàn)表1。
4測(cè)試準(zhǔn)備
4.1樣品準(zhǔn)備
4.1.1尺寸為 25 cm2(5 cmX5 cm)的測(cè)試樣品數(shù)量不少于20個(gè);尺寸為100 cm2 (10 cmX 10 cm)的測(cè)試樣品數(shù)量不少于15個(gè)。樣品形狀和尺寸也可由測(cè)試雙方協(xié)商決定。
4.1.2樣品應(yīng)無(wú)褶皺、劃痕和破損。
4.1.3每一項(xiàng)測(cè)試至少測(cè)試3次(確保得到3個(gè)有效值)。
4.1.4樣品從可重復(fù)的同一批次或不同批次中抽取。
4.1.5將樣品置于丙酮溶液中浸泡0.5 h,除去其表面及內(nèi)部的油分和灰分,隨后將其置于烘箱中于120 °C干燥至少2 h。
4.2測(cè)試準(zhǔn)備
4.2.1對(duì)于每項(xiàng)試驗(yàn)來(lái)說(shuō),應(yīng)選擇符合精度要求的檢測(cè)儀器及設(shè)備,以便將設(shè)備誤差減到最小。
4.2.2試驗(yàn)開始前,應(yīng)由測(cè)試方和材料制造商協(xié)商試驗(yàn)條件。如果沒(méi)有規(guī)定,應(yīng)參照附錄A或附錄B中的試驗(yàn)確定條件和內(nèi)容進(jìn)行測(cè)試和記錄。
4.2.3如無(wú)特殊說(shuō)明,測(cè)試環(huán)境分別為:溫度為5 °C~40 C ,相對(duì)濕度為10% ~90%。
5測(cè)試儀器和器具
本部分給出的試驗(yàn)方法使用的儀器和器具及其精度要求如下:
——測(cè)厚儀:用于測(cè)量樣品的厚度,精度為士2 μm;
——長(zhǎng)度測(cè)量?jī)x:用于測(cè)試樣品的長(zhǎng)度和寬度,精度為士0.02 mm;
——精密電子天平,用于測(cè)試樣品的質(zhì)量,精度為士0.1 mg;
——四探針電阻率測(cè)試儀:用于測(cè)試樣品平面方向的電阻率,精度為士0.1 mΩ•cm);
——低電阻測(cè)試儀:用于測(cè)試樣品的垂直方向電阻,精度為士0.01 mΩ.
——機(jī)械性能試驗(yàn)機(jī),用于測(cè)試樣品的拉伸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度,力精度為其量程士0.5%;
——機(jī)械性能試驗(yàn)機(jī),用于測(cè)試樣品的壓縮強(qiáng)度,力精度為其量程士0.5%;
——密度計(jì):用于測(cè)試樣品的密度,精度為士0.002g/cm3。
——表面粗糙度輪廓儀,精度為士0.1 μm;
——微壓差計(jì):用于測(cè)試壓差,精度為士2 Pa;
——微量調(diào)節(jié)閥:用于調(diào)節(jié)進(jìn)氣流量,精度為其滿量程的士1%;
——氣體流量計(jì):用于測(cè)量氣體流量,精度為其滿量程的土1%。
6厚度均勻性測(cè)試
6.1 測(cè)試方法
6.1.1每次測(cè)量前應(yīng)校準(zhǔn)測(cè)厚儀的零點(diǎn),且在每組試樣測(cè)量后應(yīng)重新檢查其零點(diǎn)。
6.1.2 將測(cè)厚儀的測(cè)量頭平緩放下,避免樣品變形和破損,進(jìn)行測(cè)試。
6.1.3 測(cè)厚儀的測(cè)量頭與樣品之間保持一定的壓強(qiáng),記錄厚度值。
注:推薦壓強(qiáng)為5N/cm2。
6.1.4 樣品尺寸不小于100 cm2 ,且每個(gè)25 cm2樣品不少于9個(gè)測(cè)試點(diǎn),且測(cè)試點(diǎn)應(yīng)均勻分布。
6.2 數(shù)據(jù)處理
6.2.1樣品的厚度均勻性用厚度最大值與最小值之差、厚度標(biāo)準(zhǔn)偏差和厚度離散系數(shù)表示。
7電阻測(cè)試
7.1平面方向電阻率測(cè)試
7.1.1測(cè)試方法
7.1.1.1利用長(zhǎng) 度測(cè)量?jī)x測(cè)量樣品的長(zhǎng)度和寬度。
7.1.1.2按照第6章方法測(cè)量樣品的平均厚度
7.1.1.3測(cè)量前先校準(zhǔn)四探針電阻率測(cè)試儀的零點(diǎn)。
7.1.1.4將樣品放置在儀器的測(cè)量臺(tái)上,將測(cè)試儀的測(cè)量頭輕輕放下,使探針接觸到樣品表面。
7.1.1.5分別在樣 品靠近邊緣和中心的至少5個(gè)不同部位進(jìn)行測(cè)量,并記錄測(cè)量值。
7.1.1.6根據(jù)樣品的形狀及厚度,查取相應(yīng)的校正系數(shù),計(jì)算出電阻平面方向的電阻率。
7.1.2 數(shù)據(jù)處理
按式(4)計(jì)算平面方向的電阻率:
7.2垂直方向電阻率測(cè)試
7.2.1測(cè)試方法
7.2.1.1按照第6章方法測(cè)量樣品的平均厚度
7.2.1.2將樣品裝在圖2所示測(cè)試裝置中的兩個(gè)測(cè)量電極之間。測(cè)量電極為金電極或鍍金的銅電極。
7.2.1.3壓強(qiáng)每增加0.05MPa,用低電阻測(cè)試儀測(cè)量?jī)呻姌O之間的電阻值。不同壓強(qiáng)下的電阻值記錄為Rm。
7.2.1.4直到當(dāng)前測(cè)得的電阻值與前一電阻測(cè)試值的變化率不大于5%時(shí),則認(rèn)為達(dá)到電阻的最小值,停止測(cè)試。
8機(jī)械強(qiáng)度測(cè)試
8.1拉伸強(qiáng)度測(cè)試
8.1.1樣品測(cè)試,
8.1.1.1 按GB/T 1040.3- 2006中的規(guī)定,將試樣分成縱向和橫向(沒(méi)有方向的樣品任意取一種方向)等間隔裁取一定尺寸(70mmX10mm)的長(zhǎng)條形試樣。
8.1.1.2采用長(zhǎng)度測(cè)量?jī)x測(cè)量每個(gè)試樣的寬度W。
8.1.1.3按照第6章方法測(cè)量樣品的平均厚度
8.1.1.4將試樣置于試驗(yàn)機(jī)的兩夾具中(如圖3所示)。試驗(yàn)機(jī)上、下夾具的中心線應(yīng)與試樣受力的方向平行,且在受力過(guò)程中保持試樣在同一平面。測(cè)試過(guò)程中,試樣不得在夾具內(nèi)滑動(dòng),試驗(yàn)夾具也不應(yīng)引起試樣在夾具處斷裂。夾具內(nèi)應(yīng)襯橡膠之類的彈性材料。
8.1.1.5在機(jī)械性 能試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行拉伸強(qiáng)度試驗(yàn)。拉伸速度應(yīng)在10 mm/ min~100 mm/ min范圍內(nèi)。
8.1.1.6樣 品斷裂后,讀取相應(yīng)的負(fù)荷值。若試樣在標(biāo)線士5 mm內(nèi)某處斷裂時(shí),表示試樣夾持不正,該結(jié)果應(yīng)棄去不計(jì)。
8.1.1.7樣 品按每個(gè)試驗(yàn)方向?yàn)橐唤M,每組樣品數(shù)應(yīng)滿足5次有效試驗(yàn)的要求。
8.1.2數(shù)據(jù)處理
8.2抗彎強(qiáng)度測(cè)試
8.2.1樣品測(cè)試
8.2.1.1按測(cè)試要求截取一定尺寸的送試材料作為樣品。
注:樣品的長(zhǎng)度應(yīng)不小于支座跨距。
8.2.1.2依據(jù)第6章方法測(cè)量樣品的平均厚度。
8.2.1.3采用長(zhǎng)度測(cè)量?jī)x測(cè)量樣品的寬度和長(zhǎng)度。
8.2.1.4調(diào)整支座跨距,將制備好的樣品放在支座上,且使試驗(yàn)機(jī)壓頭、支座軸向垂直于試樣,參照GB/T13465.2-2002應(yīng)用三點(diǎn)彎曲法對(duì)樣品抗彎強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)試。
8.2.1.5試驗(yàn)機(jī)壓頭以0.01mm/min~10mm/min的加載速度均勻且無(wú)沖擊地施加負(fù)荷,直至試樣斷裂,讀取斷裂負(fù)荷值。
8.2.2數(shù)據(jù)處理
8.3壓縮特性測(cè)試
8.3.1截取與試驗(yàn)機(jī)的平板夾具截面尺寸相同的送試材料作為樣品。
8.3.2將樣品裝在兩塊光滑的平板夾具之間。測(cè)試過(guò)程中,在兩塊夾具的外側(cè)施加壓強(qiáng),壓強(qiáng)每增加0.01 MPa記錄一個(gè)夾具位移值和樣品的厚度dpi,直到測(cè)得的位移值與前一壓強(qiáng)下的測(cè)試位移值的變化率小于或等于5%時(shí),則認(rèn)為達(dá)到最小值,停止測(cè)試。
8.3.3 數(shù)據(jù)處理
9透氣率測(cè)試
9.1 測(cè)試器具
試驗(yàn)中使用的儀器要求如圖4:
9.2測(cè)試方法.
9.2.1依據(jù)第6章方法測(cè)量樣品的平均厚度
9.2.2將樣品放置在兩片相同大小的中空邊框之間,邊框的中間孔尺寸為4cmX4cm,在一定溫度、壓力下壓制成邊緣不漏氣的樣品/邊框組件。組件壓制過(guò)程,保證樣品有效部分不變形、破損。
9.2.3將壓好的樣品/邊框組件裝人兩側(cè)帶有進(jìn)氣、出氣口的平板夾具之間,使兩側(cè)形成氣室,測(cè)試氣密性。兩個(gè)平板夾具均應(yīng)具有密封元件。
9.2.4將沒(méi)有外漏的測(cè)試池,按照?qǐng)D4所示的試驗(yàn)裝置示意圖安裝在試驗(yàn)裝置上。
注:外漏的檢測(cè)參照GB/T 20042.5-2009 進(jìn)行。
9.2.5調(diào)節(jié)微量調(diào)節(jié)閥,用微量壓差計(jì)控制一定的壓差,在室溫和一定的壓力差下穩(wěn)定至少5min,根據(jù)流量計(jì)示數(shù),計(jì)算流速Vs.微量壓差計(jì)示數(shù)ps.
注:推薦壓差為5 Pa~50 Pa。
9.2.6將與9.2.3中相同大小的中空邊框壓制成測(cè)試組件,壓制條件同9.2.3。
9.2.7按照9.2.4中方法組裝后進(jìn)行測(cè)試。在同9.2.5相同的流速V,下,讀取空白樣品微量壓差計(jì)的示數(shù)po,對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行校正。
9.3數(shù)據(jù)處理
10 孔隙率測(cè)試
10.1 測(cè)試方法
10.1.1按4.1準(zhǔn)備樣品。
10.1.2依據(jù)第6章方法測(cè)量樣品的平均厚度
10.1.3將正庚烷和二溴乙烷配成一定體積分?jǐn)?shù)的混合液,注人具塞量筒內(nèi)。
10.1.4將樣品纖維剪碎,并用瑪瑙研缽碾壓粉碎至長(zhǎng)度小于2 mm,放人具塞量筒內(nèi)的混合液中,用玻璃棒攪拌,使纖維分散在混合液中,蓋上磨口塞,將其放人25 °C士1 0C的恒溫水浴里,具塞量筒的塞及頸部要露出水面。
10.1.5觀察混合液,若纖維在混合液內(nèi) 上浮或下沉,則需要相應(yīng)加人正庚烷或二溴乙烷,以調(diào)節(jié)混合液密度,直至纖維在混合液內(nèi)均勻懸浮。
10.1.6 將混合液靜置4 h后,若纖維仍均勻分布于混合液內(nèi),用密度計(jì)測(cè)量該溫度下混合液的密度,即為纖維的密度值(ρCF)。
10.2數(shù)據(jù)處理
11表觀密度測(cè)試
11.1測(cè)試方法
11.1.1使用精密電子天平稱量樣品的質(zhì)量M。
11.1.2根據(jù)第6章方法測(cè)量樣品的平均厚度
11.1.3用長(zhǎng)度測(cè)量?jī)x測(cè)量樣品的長(zhǎng)度(L。)和寬度(W。)。
11.2數(shù)據(jù)處理
12面密度測(cè)試
12.1 測(cè)試方法
12.1.1 采用長(zhǎng)度測(cè)量?jī)x測(cè)量樣品的長(zhǎng)度(L。)和寬度(W。)。
12.1.2 用分析天平稱量樣品的質(zhì)量M。
12.2
數(shù)據(jù)處理
13粗糙度測(cè)量
13.1 測(cè)試方法
13.1.1按4.1準(zhǔn)備樣品。
13.1.2將樣品放置于表面粗糙度輪廓儀的測(cè)試臺(tái)上。
13.1.3通過(guò)粗糙度的等級(jí)確定取樣長(zhǎng)度和行程長(zhǎng)度,選取輪廓中線。
13.1.4在一定取樣長(zhǎng)度L內(nèi),測(cè)試表面輪廓曲線,讀取曲線上各點(diǎn)到輪廓中線的距離Y;。
13.1.5在評(píng)定長(zhǎng)度范圍內(nèi),測(cè)出m個(gè)取樣長(zhǎng)度L的粗糙度輪廓曲線,計(jì)算表面粗糙度。
13.2數(shù)據(jù)處理
13.2.1輪廓算術(shù)平均偏差按式(13)計(jì)算:
14測(cè)試報(bào)告
根據(jù)所做試驗(yàn),試驗(yàn)報(bào)告應(yīng)提供足夠多的、正確的、清晰和客觀的數(shù)據(jù)用來(lái)進(jìn)行分析和參考。報(bào)告中應(yīng)包含各章中所有的數(shù)據(jù)。報(bào)告有三種形式:摘要式、詳細(xì)式和完整式。每個(gè)類型的報(bào)告都應(yīng)包含相同的標(biāo)題頁(yè)和內(nèi)容目錄。試驗(yàn)報(bào)告可按照附錄B所提供的格式進(jìn)行編寫。
附錄A
(資料性附錄)
測(cè)試準(zhǔn)備
A.1 概述
本附錄描述在進(jìn)行測(cè)試之前應(yīng)該考慮的典型項(xiàng)目。對(duì)于每項(xiàng)試驗(yàn)來(lái)說(shuō),應(yīng)選擇高精度的檢測(cè)儀器及設(shè)備,以便將設(shè)備誤差減到最小。應(yīng)準(zhǔn)備一個(gè)書面的測(cè)試計(jì)劃,下列各項(xiàng)應(yīng)該列人測(cè)試計(jì)劃:
a)目的;
b)測(cè)試規(guī)范;
c)測(cè)試人員資格,測(cè)試人員應(yīng)進(jìn)行操作培訓(xùn),并有操作儀器的經(jīng)驗(yàn),并應(yīng)熟知安全操作規(guī)程;
d)質(zhì)量保證標(biāo)準(zhǔn)(符合ISO 9000和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn));
e)結(jié)果不確定度(符合IEC/ISO檢測(cè)值不確定度的表述指南);
f)對(duì)測(cè)量?jī)x器及設(shè)備的要求;
g)測(cè)試參數(shù) 范圍的估計(jì);
h)數(shù)據(jù)采集計(jì)劃。
A.2數(shù)據(jù)采集和記錄
為滿足目標(biāo)誤差要求,數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和數(shù)據(jù)記錄設(shè)備應(yīng)滿足采集頻次與采集速度的需要,其性能應(yīng)優(yōu)于性能試驗(yàn)設(shè)備。.
附錄B
(資料性附錄)
試驗(yàn)報(bào)告
B.1概述
根據(jù)所做試驗(yàn),試驗(yàn)報(bào)告應(yīng)提供足夠多的、正確的、清晰和客觀的數(shù)據(jù)用來(lái)進(jìn)行分析和參考。報(bào)告中應(yīng)包含各章中所有的數(shù)據(jù)。報(bào)告有三種形式:摘要式、詳細(xì)式和完整式。每個(gè)類型的報(bào)告都應(yīng)包含標(biāo)題頁(yè)和內(nèi)容目錄。
B.2報(bào)告內(nèi)容
B.2.1標(biāo)題頁(yè).
標(biāo)題頁(yè)應(yīng)介紹下列各項(xiàng)信息:
a)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)代號(hào);
b)樣品名稱、材料組成,規(guī)格;
c)試樣狀態(tài)調(diào)節(jié)及測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境;
d)試驗(yàn)機(jī)型號(hào);
e)每次測(cè)試的結(jié)果以及結(jié)果的平均值;
f)試驗(yàn)日期、人員。
標(biāo)題頁(yè)應(yīng)包括下列內(nèi)容:
——報(bào)告編號(hào);(可選擇)
——報(bào)告的類型;(摘要式、詳細(xì)式和完整式)
——報(bào)告的作者;
——試驗(yàn)者;
——報(bào)告日期;
——試驗(yàn)的場(chǎng)所;
——試驗(yàn)的名稱;
——試驗(yàn)日期和時(shí)間;
——試驗(yàn)申請(qǐng)單位。
B.2.2內(nèi)容目錄
每種類型的報(bào)告都應(yīng)提供一個(gè)目錄。
B.3報(bào)告類型
B.3.1摘要式報(bào)告
摘要式報(bào)告應(yīng)包括下列各項(xiàng)數(shù)據(jù):
——試驗(yàn)的目的;
——試驗(yàn)的種類,儀器和設(shè)備;
——所有的試驗(yàn)結(jié)果;
——每個(gè)試驗(yàn)結(jié)果的不確定因素和確定因素;
——摘要性結(jié)論。
B.3.2詳細(xì)式報(bào)告
——詳細(xì)式報(bào)告除包含摘要式報(bào)告的內(nèi)容外,還應(yīng)包括下列各項(xiàng)數(shù)據(jù):
——試驗(yàn)操作方式和試驗(yàn)流程圖;
——儀器和設(shè)備的安排、布置和操作條件的描述;
——儀器設(shè)備校準(zhǔn)情況;
——用圖或表的形式說(shuō)明試驗(yàn)結(jié)果;
——試驗(yàn)結(jié)果的討論分析。
B.3.3完整式報(bào)告
完整式報(bào)告除了包含詳細(xì)內(nèi)容,還應(yīng)有原始數(shù)據(jù)的副本,此外還應(yīng)包括下列各項(xiàng):
——試驗(yàn)進(jìn)行時(shí)間;
——用于試驗(yàn)的測(cè)量設(shè)備的精度。
附錄C
(資料性附錄)
導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)試
C.1測(cè)試儀器
任何滿足條件的導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)試儀均可。垂直方向?qū)嵯禂?shù)測(cè)試所需儀器范圍至少為0.5 W/(m•K)~10.0 W/(m•K),精度為士0.1 W/(K•m);平面方向?qū)嵯禂?shù)所需儀器測(cè)量范圍至少為5 W/(m•K)~50 W/(m•K),精度至少為士0.5 W/(m•K)。
導(dǎo)熱系數(shù)采用導(dǎo)熱系數(shù)儀進(jìn)行測(cè)試,一般包括兩個(gè)等溫板裝置、一個(gè)或多個(gè)熱流傳感器和必要的環(huán)境條件控制設(shè)備組成,包括冷熱等溫面、熱流傳感器和可控環(huán)境,如圖C.1所示。溫差測(cè)量的不確定性應(yīng)處于實(shí)際溫差的士0.5%范圍之內(nèi)。傳感器準(zhǔn)確度為最小輸出的士0.5%。
C.2測(cè)厚儀和長(zhǎng)度測(cè)量?jī)x
試驗(yàn)中使用的儀器和精度要求為:
——測(cè)厚儀:精度為士2 μm ,用于測(cè)試樣品的厚度;
——長(zhǎng)度測(cè)量?jī)x:精度為士0.02mm,用于測(cè)試樣品的長(zhǎng)度和寬度。
C.3樣品準(zhǔn)備
C.3.1將樣品置于丙酮溶液中浸泡0.5 h,除去炭紙表面及內(nèi)部的油分和灰分,隨后將其置于烘箱中于120°C干燥至少2 h。
C.3.2剪裁一定尺寸的炭紙作為樣品。樣品形狀和尺寸應(yīng)與加熱盤和冷卻盤的形狀和尺寸相同。
C.3.3樣品數(shù)量為5個(gè)(保證得到3個(gè)有效值),應(yīng)無(wú)褶皺、劃痕和破損。
C.3.4樣品應(yīng)由可重復(fù)的統(tǒng)一批次或不同批次抽樣。
C.3.5用絕熱材料封閉試樣