GB/T 20042.3-2022 质子交换膜拉伸强度测试仪的试验方法

质子交换膜（PEM）是燃料电池的核心组成部分，它在燃料电池中起到质子传导的作用，使得质子从阳极通过膜到达阴极，与外电路的电子转移共同形成电流，从而驱动外部负载。因此，质子交换膜的性能直接影响燃料电池的效率和稳定性，特别是拉伸性能，它决定了膜在使用过程中是否会因拉伸过度或机械应力而破裂。

为了确保质子交换膜在燃料电池中能长期稳定运行，必须对其拉伸性能进行严格的测试。济南三泉中石以下将依据GB/T 20042.3-2022《质子交换膜燃料电池 第3部分：质子交换膜测试方法》，详细介绍质子交换膜的拉伸性能测试方法。

一、拉伸性能的定义

拉伸强度：拉伸强度指在给定的温度、湿度和拉伸速度下，标准膜试样上施加拉伸力，试样断裂前所承受的最大拉伸力与试样横截面积的比值。它是衡量质子交换膜抗拉伸能力的关键指标。

断裂拉伸应变：断裂拉伸应变是试样发生断裂时，原始标距单位长度的增量。这个指标可以用来衡量膜在拉伸过程中是否会发生脆性断裂。

180°剥离强度：180°剥离强度是在剥离角度为180°的条件下，测试样条以一定速度连续剥离时所需要的载荷。该指标用于评估质子交换膜在与其他材料（如电池组件）粘结时的粘附强度。

二、测试仪器

可使用测试仪器：三泉中石的DLS-07质子交换膜拉伸强度测试仪。

卡尺：用于测试膜的长度和宽度，精度要求不低于0.02mm，确保准确测量膜的各项尺寸。

样品制备：样品应根据GB/T 1040.3-2006规定的标准裁切方法裁成一定尺寸的哑铃形或长条形状。样品边缘应平滑、无缺口，必要时可使用低倍放大镜检查，剔除边缘有缺陷的样品；每个试验方向应为一组样品，确保每组样品的数目能满足至少3次有效试验的要求。

样品调节：

样品应在温度为23℃±2℃，相对湿度为50%±5%的恒温恒湿条件下放置至少4小时，以保证样品的状态调节达到测试要求。

四、测试方法

1.样品厚度和宽度测量：测量样品的厚度和宽度时，需确保每个样品在标距内测量3个点，取其平均值。厚度测量的精度为±0.2%，宽度测量的精度为±0.5%。

2.样品安装：将样品固定在质子交换膜拉伸强度测试仪的试验夹具中，确保样品纵轴与夹具中心线对齐，并夹紧试样。

3.拉伸试验：质子交换膜拉伸强度测试仪测定拉伸强度和断裂伸长率时，拉伸速度可以在50mm/min至200mm/min范围内选择，根据不同的拉伸速度，采用单独的试样进行测试；若要测定弹性模量，试验速度应选择使应变速率接近每分钟1%标距。

4.断裂判断：样品断裂后，应读取相应的负荷值。如果样品断裂发生在标线以外的区域，则该次试验无效，需要重新进行。

五、三泉中石的全套解决方案

为确保质子交换膜在燃料电池中的优异性能，三泉中石提供了专业的测试设备和全套解决方案，包括精密的质子交换膜拉伸强度测试仪（如DLS-07），帮助企业严格控制膜的拉伸性能，确保膜的质量符合行业标准。