质子交换膜燃料电池密封材料应力松弛行为研究及寿命预测

• 作者: 巩建鸣 朱大胜 李果 谈金祝 贾文华
• 来源期刊: 中南大学学报（英文版）
• 关键词: 应力松弛 垫片 硅橡胶 寿命预测 燃料电池
• 年，卷（期）: 2019,（3）
• 页码范围: 623-631
• 页数: 9页
• 字数: 623字
• 语种: 英文

摘要

硅橡胶材料在燃料电池中主要用于保持燃料气体与氧化气体在各自区域不因泄露而混合.由于硅橡胶兼具黏性与弹性性质,在燃料电池中由于密封而处于压缩状态,所以预测力会随着时间的延长而产生松弛.本论文针对硅橡胶试样在不同温度及不同模拟操作工况下的压缩应力松弛行为进行了研究.结果表明,在25％应变状态下,材料的应力松弛行为随着时间的延长而呈指数下降趋势,特别是当试样在温度较高或酸度较高的试验环境下老化之后.文中采用三参数Prony级数很好地模拟了硅橡胶材料的黏弹性行为,并且基于时温等效原理构建主曲线预测试样寿命.当加速试验时老化温度与酸浓度选择合适,相对于垫片材料在实际燃料电池环境中老化的力学损伤性能变化,可缩短50％甚至78％老化时间.