Auger电子能谱分析方法及其在2.25Cr-1Mo钢回火脆性中的应用

介绍了Auger电子能谱（AES）分析方法、分析原理和试验过程，并对主要试验参数进行了讨论。同时，基于AES分析方法，对加氢反应器用2.25Cr-1Mo钢及其在步冷脆化和修正步冷脆化状态下进行AES分析试验。结果表明，2.25Cr-1Mo钢回火脆化机理是杂质原子P在晶界偏析所致，材料加速脆化的机理是材料中杂质原子P在晶界上不断偏析所致。     

步冷试验温度曲线剖析

对加氢反应器常用材料2.25Cr-1Mo钢进行了步冷试验、经步冷再经593℃×1 h热处理试验以及步冷加538℃×15 h热处理试验.结果表明,步冷试验温度曲线中的第一阶段(593℃×1 h)和第二阶段(538℃×15 h)热处理过程在再次步冷试验过程中是一个脱脆过程.     

SiO2/CaCO3复合补强剂对PEMFC垫片材料力学性能的影响

补强剂对质子交换膜燃料电池(PEMFC)垫片材料的力学性能至关重要。选用甲基乙烯基硅橡胶生胶作基础胶,以气相法SiO_2和纳米CaCO_3作复合补强剂制备硅橡胶垫片材料。通过改变补强体系中m(SiO_2)∶m(CaCO_3),研究SiO_2/CaCO_3复合补强剂对PEMFC垫片材料力学性能的影响。实验结果表明:在CaCO_3质量相同且羟基硅油质量随补强剂总质量等比例变化的条件下,随着m(SiO_2)的增加,垫片材料的拉伸强度和硬度升高,但压缩永久变形和压缩应力松弛随之增大;在m(SiO_2)相同且羟基硅油质量随补强剂总质量等比例变化的条件下,随着m(CaCO_3)的增加,垫片材料的拉伸强度和硬度降低,而压缩永久变形和压缩应力松弛随之减小。当m(SiO_2)∶m(CaCO_3)为30∶10时,垫片材料的拉伸强度达到4.93 MPa,压缩永久变形为5.3%(25℃、72 h),压缩应力松弛为7.4%(25℃、24 h),此时垫片材料的拉伸强度、硬度、压缩永久变形和应力松弛等综合力学性能相对较好。     

修正步冷试验方法

以广泛应用于加氢反应器材料2.25Cr-1Mo钢为研究对象,对步冷试验温度曲线进行分析.进行了步冷加524 ℃×24 h和步冷加524 ℃×27 h热处理试验.结果表明,步冷试验温度曲线中的第三阶段524 ℃×24 h热处理在再次步冷试验过程中具有脆化倾向.同时对步冷试验温度曲线进行修正,提出了修正步冷试验温度曲线.     

操作参数对PEMFC性能的影响

通过实验研究三通道蛇形非对称流场的质子交换膜燃料电池(PEMFC)运行温度、气体加湿温度、空气流量、H2流量以及燃料电池工作压力等操作参数对PEMFC性能的影响。结果表明:燃料电池温度保持在333～343K,加湿温度与电池温度相同时,电池性能达到最佳状态;质子交换膜燃料电池中O2的还原反应是影响整个燃料电池放电性能的一个关键因素;工作压力为2.026×105Pa左右时电池的性能最佳。     

阴极相对湿度对质子交换膜燃料电池电化学性能的影响

阴极相对湿度是影响质子交换膜燃料电池(PEMFC)电化学性能的重要因素之一.通过实验并基于燃料电池反应动力学原理,研究了 6种(25％、40％、55％、70％、85％和100％)阴极相对湿度对PEMFC电化学性能的影响.结果表明:阴极相对湿度对PEMFC电化学性能有重要的影响,在电池工作温度80℃和阳极相对湿度100％...     

垫片材料在模拟的PEM燃料电池环境下损伤机制

垫片材料化学性能长时间的稳定性对质子交换膜(PEM)燃料电池密封及其性能至关重要。采用实验的方法研究PEM燃料电池垫片常用材料-硅橡胶材料在模拟的PEM燃料电池环境下的损伤情况。使用2种模拟的PEM燃料电池环境,采用X线光电子能谱(XPS)技术研究弹性体垫片材料暴露在模拟的PEM燃料电池环境下的损伤机制。试验结果表明,垫片材料暴露在PEM燃料电池环境下材料表面的化学结构发生了明显的变化,材料损伤机制主要是硅橡胶材料主链Si—O—Si和侧链Si—CH3逐渐断裂所致。     

质子交换膜燃料电池双极板与气体扩散层接触压力测量与模拟

质子交换膜(PEM)燃料电池的组装力和工作温度对双极板与气体扩散层(GDL)之间的接触压力有着重要影响,而双极板与气体扩散层之间接触压力的大小与分布对燃料电池的电化学性能至关重要。基于有限元软件ABAQUS开发了PEM燃料电池预紧力-温度顺序耦合程序,预测得到了不同螺栓预紧力和温度下双极板与气体扩散层间接触压力的大小和分布。有限元分析结果表明:接触压力随预紧力的增大而增大;燃料电池的工作温度对双极板与气体扩散层之间的接触压力有重要影响,接触压力随温度的升高而增大。采用压力传感膜技术试验测试了双极板与GDL之间的接触压力大小与分布,试验结果与模拟结果吻合较好。     

Ca2+对质子交换膜燃料电池性能的影响

质子交换膜燃料电池(PEMFC)长期运行过程中,其部件因损伤产生的杂质金属离子对燃料电池的电化学性能有重要影响。模拟PEMFC中Ca2+污染燃料电池工况,研究了Ca2+对PEMFC电化学性能的影响。实验结果表明:随着污染时间的增加,燃料电池性能逐渐衰减,当污染时间超过9 h,电池电压急剧降低;在高电流密度区(电流密度>400 mA/cm2),电压衰减最明显。在500 mA/cm2电流密度下恒电流放电2 h后,电压降低了41%。Ca2+的存在及其积累对质子交换膜燃料电池有明显的毒化作用。     

螺杆泵定子氢化丁腈橡胶材料的制备与压缩力学性能

定子是螺杆泵的关键部件之一,其材料的制备对螺杆泵的正常运行和寿命至关重要。以螺杆泵定子常用材料氢化丁腈橡胶(HNBR)为研究对象,采用正交试验方法对HNBR材料的配方进行优化设计。设计了3种因素,即硫化体系、硫化温度和补强体系,并基于正交试验综合分析这些因素对HNBR材料压缩力学性能的影响。同时,制备HNBR弹性体材料,并对HNBR材料压缩力学性能进行试验研究。结果表明:对HNBR材料压缩力学性能影响最大的因素为补强体系,其次为硫化温度,最后为硫化体系;得到HNBR材料制备的最优配方,补强体系为炭黑N330、硫化温度为150℃、硫化体系中过氧化二异丙苯(DCP)与硫磺(S)质量比为7∶0.5;根据提出的最优配方制备的材料压缩力学性能最佳,即材料拥有较大的压缩弹性模量和压缩应力松弛模量,较小的压缩永久变形率。