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1、山東大學(xué)碩士學(xué)位論文鋁合金雙極板制備及性能研究姓名：孫從征申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：碩士專業(yè)：化學(xué)工藝指導(dǎo)教師：管從勝20070510山東大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要綜述了質(zhì)子交換膜燃料電池的研究和應(yīng)用開發(fā)現(xiàn)狀，分析了制約質(zhì)子交換膜燃料電池應(yīng)用的主要因素。首次以鋁合金為基體材料，采用電腦雕刻技術(shù)加工流場(chǎng)和化學(xué)鍍鎳磷合金對(duì)其進(jìn)行表面改性處理，得到了性能優(yōu)異的鋁合金雙極板材料。1、以鋁合金為基體材料，按照最簡(jiǎn)單的蛇形結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)流場(chǎng)，采用電腦雕刻技術(shù)加工流場(chǎng)，流道寬度和深度均為1mm，電腦雕刻流場(chǎng)精度高和容易控制。2、浸鋅是鋁合金化學(xué)鍍鎳磷合金工藝中的關(guān)鍵步驟之一，通過(guò)全因子
2、試驗(yàn)得到了鋁合金浸鋅的溶液配方和工藝參數(shù)：ZnS04·7H2030,--50g／L，NaOH80,--100g／L，NaF80---120g，L，F(xiàn)eCl30．5—1g，L，絡(luò)合劑8---20g／L；溫度20～40℃，一次浸鋅時(shí)間l～3min，二次浸鋅時(shí)間30～40s。在此條件下可以獲得厚度約50姍的均勻和致密的浸鋅層。3、采用堿性一酸性雙溶液體系化學(xué)鍍鎳磷合金工藝，堿性預(yù)鍍可以避免浸鋅層過(guò)度溶解、溶解的鋅離子和鋁離子污染酸性鍍?nèi)芤?。以酸性溶液的鍍速和鍍層的耐蝕性能為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)單因子試驗(yàn)得到了化學(xué)鍍鎳磷合金的溶液配方和工藝參數(shù)。1)堿性預(yù)鍍鎳磷
3、合金：NiS04'6I-t2020---30班，NaH2P02·H2015～25g／L，復(fù)合絡(luò)合劑35-50g／L，pH值9．0---10．0，溫度60～70℃，時(shí)間5min左右，鍍層厚度約為O．5Inn：2)酸性鍍鎳磷合金：NiS04·61-12022-38g／L，NaH2P02·H2028～36g／L，HAcl8～35ml／L，復(fù)合絡(luò)合劑25～35g／L，促進(jìn)劑1～5g／L，稀土鹽0．5～2g／L，pH值4．4～5．0，溫度85～92℃，鍍層厚度為30,--50Inn，化學(xué)鍍時(shí)間根據(jù)具體厚度而定。4、采用電子探針法測(cè)定了鍍層的鎳磷含量，x．射線
4、衍射法研究了熱處理對(duì)鍍層結(jié)構(gòu)的影響，伏安法研究了熱處理對(duì)鍍層耐蝕性的影響，同時(shí)測(cè)試了鍍層的結(jié)合強(qiáng)度、顯微硬度和表面形貌以及雙極板的電性能。1)鍍態(tài)下鍍層為典型非晶態(tài)結(jié)構(gòu)，具有較高的耐蝕性，結(jié)合強(qiáng)度為115MPa左右，顯微硬度520HV左右；2)鍍層熱處理溫度達(dá)到200。C時(shí)有輕微晶化現(xiàn)象，600℃時(shí)呈現(xiàn)明顯晶態(tài)結(jié)構(gòu)，晶化產(chǎn)物為Ni和NiaP。在200-250℃熱處理4～6h，鍍層晶化不明顯，但是耐蝕性和結(jié)合強(qiáng)度明顯提高，顯微硬度高達(dá)1000HV；3)雙極板的導(dǎo)電性能優(yōu)異，電導(dǎo)率高達(dá)1．65～1．79x107S．m～，比不銹鋼(1．25～1．428x
5、106S．m．1)、純碳板(6．67曲．09×105S-m。1)和石墨復(fù)合材料(9．1x104S．m1)雙極板的電導(dǎo)率高。采用該方法制備的鎳磷合金表面改性鋁合金雙極板具有質(zhì)量輕、導(dǎo)電性能好、耐腐山東大學(xué)碩士學(xué)位論文蝕和容易加工等特點(diǎn)，完全可以滿足質(zhì)子交換膜燃料電池的技術(shù)要求。通過(guò)進(jìn)一步完善加工方法和工藝參數(shù)，可以為質(zhì)子交換膜燃料電池提供價(jià)格低廉和性能優(yōu)異的雙極板材料。關(guān)鍵詞：鋁合金；鎳磷合金：質(zhì)子交換膜燃料電池；雙極板；化學(xué)鍍；性能II山東大學(xué)碩士學(xué)位論文ABSTRACTTheresearchandapplicationofprotonexchan
6、gem鋤branefuelcell(PEMFC)wassummarizedindetail．私wellasthechiefrestrictionofthePEMFC’Sapplication．A1alloyWasfirstadoptedasbasicmaterialofbipolarplate，ofwhichtheflowfieldWaspreparedbycomputercarvingtechnicsandsurface-modifiedbyelectrolessNi-Pplating，andAialloybipolarplatewithgood
7、performancehasbeenobtained．1．FlowfieldbasedonAIalloyWasdesignedaccordingtothesimplestsnuctllreofsnakeshape，whichispreparedbycomputercarvingtechnicsandboththewidthanddepthare1Inln．Thecomputercarvingflowfieldcouldeasilybecontrolledandtheprecisionishi曲．2．Immersingzincisoneoftheke
8、yprocessesofelectrolessNi—Palloyplating．Thebestsolutionprescr
