GB/T 20042.3-2022 質子交換膜拉伸強度測試儀的試驗方法

質子交換膜（PEM）是燃料電池的核心組成部分，它在燃料電池中起到質子傳導的作用，使得質子從陽極通過膜到達陰極，與外電路的電子轉移共同形成電流，從而驅動外部負載。因此，質子交換膜的性能直接影響燃料電池的效率和穩定性，特別是拉伸性能，它決定了膜在使用過程中是否會因拉伸過度或機械應力而破裂。

為了確保質子交換膜在燃料電池中能長期穩定運行，必須對其拉伸性能進行嚴格的測試。濟南三泉中石以下將依據GB/T 20042.3-2022《質子交換膜燃料電池 第3部分：質子交換膜測試方法》，詳細介紹質子交換膜的拉伸性能測試方法。

一、拉伸性能的定義

拉伸強度：拉伸強度指在給定的溫度、濕度和拉伸速度下，標準膜試樣上施加拉伸力，試樣斷裂前所承受的最大拉伸力與試樣橫截面積的比值。它是衡量質子交換膜抗拉伸能力的關鍵指標。

斷裂拉伸應變：斷裂拉伸應變是試樣發生斷裂時，原始標距單位長度的增量。這個指標可以用來衡量膜在拉伸過程中是否會發生脆性斷裂。

180°剝離強度：180°剝離強度是在剝離角度為180°的條件下，測試樣條以一定速度連續剝離時所需要的載荷。該指標用于評估質子交換膜在與其他材料（如電池組件）粘結時的粘附強度。

二、測試儀器

可使用測試儀器：三泉中石的DLS-07質子交換膜拉伸強度測試儀。

卡尺：用于測試膜的長度和寬度，精度要求不低于0.02mm，確保準確測量膜的各項尺寸。

樣品制備：樣品應根據GB/T 1040.3-2006規定的標準裁切方法裁成一定尺寸的啞鈴形或長條形狀。樣品邊緣應平滑、無缺口，必要時可使用低倍放大鏡檢查，剔除邊緣有缺陷的樣品；每個試驗方向應為一組樣品，確保每組樣品的數目能滿足至少3次有效試驗的要求。

樣品調節：

樣品應在溫度為23℃±2℃，相對濕度為50%±5%的恒溫恒濕條件下放置至少4小時，以保證樣品的狀態調節達到測試要求。

四、測試方法

1.樣品厚度和寬度測量：測量樣品的厚度和寬度時，需確保每個樣品在標距內測量3個點，取其平均值。厚度測量的精度為±0.2%，寬度測量的精度為±0.5%。

2.樣品安裝：將樣品固定在質子交換膜拉伸強度測試儀的試驗夾具中，確保樣品縱軸與夾具中心線對齊，并夾緊試樣。

3.拉伸試驗：質子交換膜拉伸強度測試儀測定拉伸強度和斷裂伸長率時，拉伸速度可以在50mm/min至200mm/min范圍內選擇，根據不同的拉伸速度，采用單獨的試樣進行測試；若要測定彈性模量，試驗速度應選擇使應變速率接近每分鐘1%標距。

4.斷裂判斷：樣品斷裂后，應讀取相應的負荷值。如果樣品斷裂發生在標線以外的區域，則該次試驗無效，需要重新進行。

五、三泉中石的全套解決方案

為確保質子交換膜在燃料電池中的優異性能，三泉中石提供了專業的測試設備和全套解決方案，包括精密的質子交換膜拉伸強度測試儀（如DLS-07），幫助企業嚴格控制膜的拉伸性能，確保膜的質量符合行業標準。