Experimentele implementatie van een nieuwe methode van de samengestelde Fabrication: bloot blote vezels op het samengestelde oppervlak door de zachte laag-methode

Summary

Een protocol om bloot blote vezels op het samengestelde oppervlak door het elimineren van hars rijk gebied wordt gepresenteerd. De vezels worden tijdens de fabricage van de composieten, niet door de oppervlakte na de behandeling blootgesteld. De blootgestelde koolstof composieten vertonen hoge elektrische geleidbaarheid in de richting van de via-dikte en hoge mechanische eigenschap.

Abstract

De bipolaire plaat is een belangrijk onderdeel van brandstofcellen (PEMFCs) voor de proton-uitwisseling membraan en vanadium-redox flow batterijen (VRFBs). Het is een multi-functionele onderdeel dat hoge elektrische geleidbaarheid, hoge mechanische eigenschappen, en een hoge productiviteit moet.

In dit verband kunnen een koolstofvezel/epoxy composiet een ideaal materiaal ter vervanging van de conventionele grafiet bipolaire plaat, die vaak tot de katastrofisch mislukking van het gehele systeem vanwege de inherente broosheid leidt. Hoewel de koolstof/epoxy composiet hoge mechanische eigenschappen heeft en gemakkelijk is te produceren, is de elektrische geleiding in de via-dikte richting slecht vanwege de hars-rijke laag die op haar oppervlak ontstaat. Daarom is een uitgebreide grafiet coating goedgekeurd oplossen van het probleem van de elektrische geleidbaarheid. De uitgebreide grafiet coating niet alleen verhoogt de productiekosten maar heeft ook arme mechanische eigenschappen.

In deze studie, wordt een methode om te bloot vezels op de samengestelde oppervlakte aangetoond. Er zijn momenteel veel methoden die vezels oppervlaktebehandeling na de fabricage van de samengestelde kunnen weergeven. Deze nieuwe methode, echter, vereist geen oppervlaktebehandeling omdat de vezels tijdens de vervaardiging van de samengestelde worden blootgesteld. Door bloot blote carbon vezels op het oppervlak, zijn de elektrische geleidbaarheid en de mechanische sterkte van de samengestelde drastisch toegenomen.

Introduction

De bipolaire plaat is een multi-functionele essentieel onderdeel van energie conversie en energie opslagsystemen zoals brandstofcellen en batterijen. De belangrijkste functionele eisen van de bipolaire plaat zijn als volgt: hoge elektrische geleidbaarheid in de richting van de via-dikte te verminderen ohms-verlies, hoge mechanische eigenschappen om te weerstaan de compressie van de hoge druk en externe effecten en hoog productiviteit voor massaproductie.

Vergeleken met de grafiet en metalen die goedgekeurd conventioneel als materialen voor de bipolaire plaat, hebben composieten van koolstofvezel/epoxy een hogere specifieke sterkte en stijfh....

Protocol

1. materiaal voorbereiding

1. voorbereiding van het composietmateriaal
   Opmerking: Let op, wees zo goed raadplegen alle relevante veiligheidsinformatiebladen (MSDS) vóór gebruik. Verscheidene van de chemicaliën die worden gebruikt in deze methoden mogelijk giftige en kankerverwekkende. Nanomaterialen wellicht extra risico's ten opzichte van hun tegenhangers van de bulk. Gebruik bij het uitvoeren van een experiment, met inbegrip van het gebruik van technische controles (zuurkast, handschoenenkastje) en persoonlijke beschermingsmiddelen (handschoenen, veiligheidsbril, laboratoriumjas, full-length broek, gesloten-teen schoenen) op alle passe....

Results

De bewerkte specimens zijn waargenomen met behulp van scanning elektronen microscopie (SEM) (Figuur 1). Omdat de hars-rijke laag dat betrekking heeft op de top van de vezels slechts een paar micrometer dik is, is een optische microscopische opname waargenomen bij de bovenkant van het model niet geschikt. Een SEM-beeld waargenomen door het kantelen van het model door 5° biedt een meer representatief beeld. In vergelijking met de composieten vervaardigd door co.......

Discussion

De zachte laag methode biedt aanzienlijke voordelen vergeleken met de conventionele methoden, en met een lagere productiekosten. Alle drie soorten composieten vervaardigd door de zachte laag methode weergeven unieke kenmerken in termen van de elektrische eigenschappen, mechanische eigenschappen, gas permeabiliteit en hechting eigenschappen

Voor de meting van de elektrische eigenschap, werd een vier-punts sonde-methode gebruikt. ASR was 5 keer gemeten en de gemiddelde waarde werd opgevat als ee.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Unidirectional carbon/epoxy prepreg	SK Chemicals	USN020	Used to fabricate unidirectional carbon composite
Plain weave carbon fabric/epoxy prepreg	SK Chemicals	WSN 1k	Used to fabricate fabric carbon composite
Plain weave carbon fabric	SK Chemicals	C-112	Used to fabricate fabric carbon composite
Non-woven carbon felt	Newell	Graphite felt 3 mm	Used to fabricated felt carbon composite
Film type epoxy resin	SK Chemicals	K51	Used as a matrix of the composite
Acetone 99.5%	Samchun	67-64-1	Used to cleanse the carbon fiber and the soft layers
Mold release	ShinEtsu	KF-96	Used to coat the mold
Release film	Airtech	A4000V	Used as a soft layer
Compression mold	N/A	N/A	Machined in lab. Material: NAK80
Hot press	Hydrotek 100	N/A	Used to apply pressure and heat
Scanning electron microscope	FEI Compnay	Magellan 400	Used to investigate the surface of the composite