ChinaAutoRegs|GB/T 20042.7-2014 英文版 质子交换膜燃料电池 第7部分：炭纸特性测试方法
Proton Exchange Membrane Fuel Cell – Part 7: Test Method of Carbon Paper Properties
CONTENTS
Foreword II
1 Scope 1
2 Normative References 1
3 Terms, Definitions and Symbols 1
4 Test Preparation 4
5 Test Instruments and Equipment 4
6 Thickness Uniformity Test 4
7 Resistance Test 5
8 Mechanical Strength Test 7
9 Gas Permeability Test 9
10 Porosity Test 10
11 Bulk Density Test 11
12 Area Density Test 11
13 Roughness Measurement 11
14 Test Report 12
Annex A (Informative) Test Preparation 13
Annex B (Informative) Test Report 14
Annex C (Informative) Thermal Conductivity Test 16
Annex D (Informative) Sum of Body Resistances of Two Copper Electrodes and Interfacial Contact Resistance between Carbon Paper and Electrode 19
Bibliography 20
1范围
GB/T 20042的本部分给出了质子交换膜燃料电池炭纸特性测试方法的术语和定义、厚度均匀性测试、电阻测试、机械强度测试、透气率测试、孔隙率测试、表观密度测试、面密度测试、粗糙度测试和测 试报告。
本部分适用于质子交换膜燃料电池用各种类型的炭纸。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 1040.3—2006塑料拉伸性能的测定第3部分:薄膜和薄片的试验条件
GB/T 13465.2—2002不透性石墨材料抗弯强度试验方法
GB/T 20042.1—2005质子交换膜燃料电池术语
GB/T 28816—2012燃料电池术语
3术语、定义和符号
3.1术语和定义
GB/T 20042.1—2005及GB/T 28816—2012界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1.1
垂直方向电阻率 through-plane resistivity
炭纸厚度方向的电阻率，单位为毫欧厘米(mn • cm)。
3.1.2
平面方向电阻率 in-plane resistivity
炭纸平面方向的电阻率，单位为毫欧厘米（mn • cm)。
3.1.3
透气率 gas permeability
在恒定温度下，单位压差、单位时间气体透过单位厚度、单位面积样品上的气体体积，单位为毫升毫 米每平方厘米小时毫米采柱[mL • mm/(cm2 • h • mmHg)]。
3.1.4
孔隙率porosity
炭纸孔隙体积占其总体积的百分率。
3.1.5
面密度 area density
炭纸质量与表观面积的比值，单位为克每平方厘米(g/cm2)。
注：炭纸的表观面积为其表观长度与宽度的积。
3.1.6
表观密度 bulk density
炭纸质量与表观体积的比值，单位为克每立方厘米(g/cm3)。 注：炭纸的表观体积为其平均厚度与表观面积的乘积。
3.1.7
表面粗M度 surface roughness
炭纸表面微小峰谷的微观不平度。通常用一个取样长度^内，轮廓上各点到轮廓中线X绝对值 的算术平均值(轮廓的算术平均偏差只幻或用最大轮廓峰高与最大轮廓谷深之和（轮廓的最大高度只幻 来表;^，单位为微米（/^m)。
注：轮廓的中线（见图1的X)包括轮廓的算术平均中线和轮廓的最小二乘中线两种。轮廓的算术平均中线是在取 样长度范围内，将实际轮廓划分上、下两部分，且使上下面积相等的直线。轮廓的最小二乘中线是在取样长度
内，使轮廓上各点至一条该线的距离平方和为最小。
图1轮廓的中线及示意图
3.1.8
导热系数 thermal conductivity
单位温度差、单位面积、单位时间内通过单位厚度炭纸的热量，单位为瓦每米开[W/(m • K)]。
注：导热系数的测试见附录C。
测试准备
4.1样品准备
4.1.1尺寸为25 cm2(5 cmX5 cm)的测试样品数量不少于20个；尺寸为100 cm2(10 cmXlO cm)的测 试样品数量不少于15个。样品形状和尺寸也可由测试双方协商决定。
4.1.2样品应无褶皱、划痕和破损。
4.1.3每一项测试至少测试3次(确保得到3个有效值）。
4.1.4样品从可重复的同一批次或不同批次中抽取。
4.1.5将样品置于丙酮溶液中浸泡0.5 h，除去其表面及内部的油分和灰分，随后将其置于烘箱中于 120 °C干燥至少2 h。
4.2测试准备
4.2.1对于每项试验来说，应选择符合精度要求的检测仪器及设备，以便将设备误差减到最小。
4.2.2试验开始前，应由测试方和材料制造商协商试验条件。如果没有规定，应参照附录A或附录B 中的试验确定条件和内容进行测试和记录。
4.2.3如无特殊说明，测试环境分别为：温度为5 °C〜40 °C，相对湿度为10%〜90%。
5测试仪器和器具
本部分给出的试验方法使用的仪器和器具及其精度要求如下：
——测厚仪:用于测量样品的厚度，精度为±2
——长度测量仪:用于测试样品的长度和宽度，精度为±〇.〇2 mm;
——精密电子天平，用于测试样品的质量，精度为±〇.l mg;
——四探针电阻率测试仪:用于测试样品平面方向的电阻率，精度为士0.1 mn • cm;
——低电阻测试仪:用于测试样品的垂直方向电阻，精度为±〇.〇1 mn。
——机械性能试验机，用于测试样品的拉伸强度和弯曲强度，力精度为其量程士 0.5%;
——机械性能试验机，用于测试样品的压缩强度，力精度为其量程±0.5%;
——密度计:用于测试样品的密度，精度为士〇.〇〇2 g/cm3。
——表面粗糙度轮廓仪，精度为±0.1 Mm;
——微压差计:用于测试压差，精度为±2 Pa;
——微量调节阀：用于调节进气流量，精度为其满量程的±1%;
一—气体流量计:用于测量气体流量，精度为其满量程的± 1 %。
6厚度均匀性测试 6.1测试方法
6.1.1每次测量前应校准测厚仪的零点，且在每组试样测量后应重新检查其零点。
6.1.2将测厚仪的测量头平缓放下，避免样品变形和破损，进行测试。
6.1.3测厚仪的测量头与样品之间保持一定的压强，记录厚度值。
注：推荐压强为5 N/cm2。
6.1.4样品尺寸不小于100 cm2,且每个25 cm2样品不少于9个测试点，且测试点应均匀分布。
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