Mise en œuvre expérimentale d’une nouvelle méthode de Fabrication Composite : exposer nus fibres sur la Surface Composite par la méthode de la couche molle

Summary

Un protocole d’exposer nus fibres sur la surface composite en éliminant les zones riches de résine est présenté. Les fibres sont exposés au cours de la fabrication des composites, non par le traitement de surface de post. Les composites de carbone exposés présentent une conductivité électrique élevée dans le sens de l’épaisseur et les propriétés mécaniques élevées.

Abstract

La plaque bipolaire est un élément clé dans les piles à combustible proton exchange membrane (PEMFC) et vanadium redox flux batteries (VRFBs). C’est un élément multifonctionnel qui devrait avoir une conductivité électrique élevée, caractéristiques mécaniques élevées et une productivité élevée.

À cet égard, un composite de résine de fibre de carbone/époxy peut être un matériau idéal pour remplacer la plaque bipolaire classique de graphite, qui conduit souvent à l’échec catastrophique de tout le système à cause de sa fragilité inhérente. Bien que le composite carbone/époxy a des propriétés mécaniques élevées et est facile à fabriquer, la conductivité électrique dans le sens de l’épaisseur est faible en raison de la couche riche en résine qui se forme à sa surface. Par conséquent, une couche de graphite expansé a été adoptée pour résoudre le problème de la conductivité électrique. Toutefois, la couche de graphite expansé non seulement augmente les coûts de fabrication mais a également des propriétés mécaniques pauvres.

Dans cette étude, une méthode pour exposer des fibres sur la surface composite est démontrée. Il y a actuellement beaucoup de méthodes qui peut exposer les fibres par traitement de surface après la fabrication du composite. Cette nouvelle méthode, cependant, n’exige pas le traitement de surface parce que les fibres sont exposés au cours de la fabrication du composite. En exposant les fibres de carbone nus sur la surface, la conductivité électrique et la résistance mécanique du composite sont considérablement augmentés.

Introduction

La plaque bipolaire est un élément clé multi-fonctionnel de systèmes de conversion d’énergie et systèmes de stockage d’énergie tels que les piles à combustible et les batteries. Les principales exigences fonctionnelles de la plaque bipolaire sont les suivantes : haute conductivité électrique dans le sens de l’épaisseur pour réduire la perte ohmique, hautes propriétés mécaniques pour résister à la pression de compactage élevé et les impacts externes et haute Productivity pour la production de masse.

Comparé avec le graphite et les métaux qui ont été adoptés conventionnellement comme matériaux pour la plaque bipolaire, composites de fibre de ....

Protocol

1. préparation de matériel

1. préparation du matériau composite
   Remarque : attention, s’il vous plaît consulter toutes les fiches signalétiques (FS) avant utilisation. Plusieurs des produits chimiques utilisés dans ces méthodes peuvent être toxiques et cancérigènes. Nanomatériaux peut-être avoir des dangers additionnels par rapport à leurs homologues en vrac. Copiez toutes les pratiques de sécurité qui s’imposent lorsque vous effectuez une expérience, y compris l’utilisation des contrôles d’ingénierie (hotte aspirante, boîte à gants) et des équipements de protection individuelle (lunettes, gants, blouse, pantalons longs, chaussures fermé....

Results

Les spécimens préfabriqués sont observés à l’aide de la microscopie électronique à balayage (SEM) (Figure 1). Parce que la couche riche en résine qui couvre le haut des fibres est de seulement quelques micromètres d’épaisseur, une optique image microscopique observée dans la partie supérieure de l’échantillon n’est pas appropriée. Une image de SEM observée en inclinant le spécimen de 5° fournit une image plus représentative. Par rapport aux composites fabriqu.......

Discussion

La méthode douce couche fournit des avantages significatifs par rapport aux méthodes conventionnelles et avec un moindre coût de fabrication. Les trois types de composites fabriqués par la méthode de la couche molle présentent des caractéristiques uniques en ce qui concerne les propriétés électriques, propriétés mécaniques, perméabilité aux gaz et propriétés d’adhérence.

Pour mesurer les propriétés électriques, une méthode de quatre points à la sonde a été utilisée. ASR a été mesuré 5 fois et .......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Préimprégné unidirectionnel en carbone/époxy	SK Chemicals	USN020	Utilisé pour fabriquer du composite de carbone unidirectionnel
Tissu de carbone à armure toile/préimprégné époxy	SK Chemicals	WSN 1k	Utilisé pour fabriquer du tissu composite de carbone
Tissu de carbone à armure toile	SK Chemicals	C-112	Utilisé pour fabriquer du tissu composite de carbone
Feutre de carbone non tissé	Newell	Feutre de graphite 3 mm	Utilisé pour fabriquer du feutre composite de carbone
de film résine époxy	SK Chemicals	K51	Utilisé comme matrice du composite
Acétone 99,5 %	Samchun	67-64-1	Utilisé pour nettoyer la fibre de carbone et les couches molles
Moulage	ShinEtsu	KF-96	Utilisé pour enduire le
moule Film de démoulage	Airtech	A4000V	Utilisé comme un
Moule de compression	N/A N	/A	Usiné en laboratoire. Matériau : NAK80
Presse à chaud	Hydrotek 100	N/A	Utilisé pour appliquer la pression et la chaleur
Microscope électronique à balayage	FEI Compnay	Magellan 400	Utilisé pour étudier la surface du composite