Üzemanyagcella-anyagok: A titán, nikkel és réz alapanyag meghatározása
Az üzemanyagcellás program ritkán hibásodik meg azért, mert rossz elemet választottak. Meghiúsul, mert a megfelelő elem rossz oxigéntartalommal, rossz szemcseméret-eloszlással vagy rossz felületi állapottal érkezett. Ez az üzemanyagcella-anyagok beszerzésének kínos része: a rajzon „titán” vagy „nikkel” szerepel, de a vonal, amely eldönti, hogy egy köteg 8000 vagy 3000 órát bír-e, két sorral lejjebb van a specifikációnál, a köztes határokon, a szemcseméreten és az olvadási útvonalon.
A gyakorlati szabály rövid: válassza ki az anyagot először a lebomlási mechanizmus szerint, majd a forma, majd a tisztasági fok szerint. Minden más, beleértve a márkát és az árat is, döntő.
A rövid válasz: Az üzemanyagcella-anyagokat a hibaüzemmód választja ki
A polimer elektrolit membránkötegek és a szilárd oxid üzemanyagcellák ellentétes okokból ugyanabból a fémkatalógusból származnak. A PEM-halmaz hűvös, jellemzően 60-90 Celsius fokos és nedves, így a veszély a lemezkorrózió, az oldott fémionok által okozott membránmérgezés és a növekvő érintkezési ellenállás a lemez-gáz-diffúziós réteg határfelületén. A SOFC 600-900 Celsius-fokon működik, ahol a fenyegetés az összekapcsolódás oxidációja, a króm elpárolgása, valamint a fém, az elektrolit és az elektródák közötti hőtágulási eltérés.
Ez az egyetlen különbség magyarázza az anyagok szűkített listájának nagy részét:
- PEMFC bipoláris lemezek: grafit kompozitok, bevonatos rozsdamentes acél vagy titán, ahol a kis tömeg és a korrózióállóság egyaránt számít.
- SOFC összeköttetések: ferrites rozsdamentes acél védőbevonattal, mögötte pedig nióbium és tantál a keményebb hő- és vegyi igénybevételt is kibíró hardverekhez.
- Elektródák és katalizátorrétegek: platinacsoportú fémek PEM-ben, nikkel SOFC nikkel-YSZ cermet anódokban.
- Az üzem jelenlegi gyűjtése és egyensúlya: oxigénmentes réz és nagy tisztaságú nikkel vasalat.
Ha magasabb minőségűt vásárol, „csak a biztonság kedvéért” általában nem vásárol semmit, csak hosszabb átfutási időt és nagyobb a szövetek közötti szennyeződés kockázatát, mivel a túlzottan meghatározott anyagokat gyakran kisebb, kevésbé szabályozott hőfokon állítják elő.
Ahol a nagy tisztaságú fémek ténylegesen belépnek a verembe
Az üzemanyagcellás rendszerben felhasznált fém túlnyomó többségét három terület teszi ki.
Bipoláris lemezek és összekötők
A PEM-veremben cellánként egy lemez szorozva több száz cellával a legnagyobb egyedi anyagsor. A bélyegzett titánlemezek gyakran 0,075-0,15 mm vastagok, ami miatt a szemcseméret és az oxigéntartalom minden, csak nem tudományos. A magasabb oxigén növeli az áramlási feszültséget, hajlamossá teszi a vékony nyomtávú sajtolást repedésekre, és felfelé tolhatja az érintkezési ellenállást. Az 1-es és 2-es fokozatú titán dominál itt, a Ti-6Al-4V ELI-vel, ahol nagyobb szilárdság szükséges. A simaság és a felületi minőség éppúgy számít, mint a kémia, mert egyetlen bevonat sem képes elrejteni az 50 mikronos élhullámot.
Nikkel anódokban és katalizátorrétegekben
A nikkel-YSZ cermet anódban a nikkel nem mellékszereplő. A részecskeméret-eloszlás szabályozza az elektronokat szállító és a tüzelőanyag oxidációját katalizáló perkolációs hálózatot, így a 3 mikron középpontú tétel nagyon eltérően viselkedik, mint a 10 mikronos központú. A kén- és széntartalom számít, mert mindkettő mérgezi az anód felületét működési hőmérsékleten, és a felületi oxid vastagsága megváltoztatja a por viselkedését szalagöntés vagy szitanyomás során.
Bevonatok, áramgyűjtők és az üzem egyensúlya
A réz és nikkel hardverek megjelennek az áramgyűjtőkben, gyűjtősínekben és a vizsgálóberendezésekben, ahol a vezetőképesség és a megmunkálhatóság határozza meg a döntést. A titánpor táplálja a bevonási útvonalakat és a porózus szállítószerkezeteket. A nióbium és a tantál magas hőmérsékleten és korróziókritikus helyzetben vannak, amit inkább az élettartam, mint a vezetőképesség indokol. Ennek az igénynek nagy része koncentrálódik új energetikai alkalmazások , ahol a verem tartóssági célkitűzései közvetlenül a tisztasági specifikációt jelentik.
Mit kell feltenni a megrendelésre
Az alábbi táblázat azt a verziót tartalmazza, amelyre több rajzot szeretnénk tartalmazni. Az ötvözet neve a legkevésbé informatív vonal rajta.
| Anyag | Tipikus szerepe az üzemanyagcellában | Az élettartamot meghatározó specifikáció | Szokásos forma |
|---|---|---|---|
| Titán 1. fokozat / 2. fokozat | PEM bipoláris lemezek, véglapok, áramgyűjtők | Oxigén- és hidrogéntartalom, szemcseméret, síkság és felületi minőség | Tányér, tubus, por |
| Ti-6Al-4V ELI | Nagy szilárdságú szerkezeti vasalat, nyomólemezek | Oxigén- és vastartalom, alfa-béta mikroszerkezet | Rúd, kovácsolóanyag |
| Nikkel 200/201, 99,9% és magasabb | SOFC nikkel-YSZ anódok, katalizátorrétegek, áramgyűjtők | Tisztaság, szemcseméret-eloszlás, kén- és széntartalom | Részecske, por, rúd |
| Oxigénmentes réz | Áramgyűjtők, gyűjtősínek, keményforrasztó vasalat | Vezetőképesség, oxigéntartalom, szemcseszerkezet | Rúd, darabok, tányér, cél |
| Nióbium | Magas hőmérsékletű összekapcsolási és bevonási munkák | Tantál és wolfram tartalom, szemcseméret | Rúd, olvasztott ingot |
| Tantál | Korrózióálló, magas hőmérsékletű hardver | Tisztaság, oxigéntartalom, sűrűség | Rúd, olvasztott ingot |
Az alaktényező általában a szállítóról dönt, nem a fémről
A „99,95% titán”-ra vonatkozó két idézet háromszor is eltérhet, mivel a forma végzi az igazi munkát. Az elektrolitikus kristály, szivacs, por és részecskék olvasztási vagy bevonási úton táplálják be. A rúd és az olvasztott ingot olvasztási kimenet. A lemez, a cső, a rúd, a darabok és a céltárgy kész vagy félkész formák, amelyeket cikkszám ellenében vásárolnak. Az a kötegfejlesztő, akinek 0,1 mm-es bélyegzett lemezre van szüksége, nincs ugyanabban az ellátási láncban, mint az, akinek 45 mikronos titánporra van szüksége, annak ellenére, hogy mindkét tanúsítványon „Ti” szerepel.
A bipoláris lemezek esetében a szállítandó lapos, alacsony oxigéntartalmú titánlemez vékony vastagságban, a szemcseméret és a felületkezelés szabályozott, így a bélyegzés vagy a maratás nem repeszti meg, és bevonat tud rátapadni. A kémiai bizonyítvány mellé kérje a síkosság és a maradék feszültség adatait.
Nagy tisztaságú titán lemez bipoláris lemezekhez és kritikus alkalmazásokhoz Nagy tisztaságú hengerelt titán lemez testreszabható méretekkel és alacsony szennyezőanyag-tartalommal, alkalmas repüléshez, orvosi implantátumokhoz, vegyi berendezésekhez és bipoláris lemezekhez. Termék megtekintése → A bevonási útvonalak, porózus szállítórétegek és egyes porkohászati megközelítések esetében a titánpor a bemenet, és a részecskeméret-eloszlás és az intersticiális tartalom határozza meg, hogyan viselkedik a leválasztási vagy szinterezési lépésben.
Nagy tisztaságú titán por additív gyártáshoz és porlasztásos célokhoz Gázporlasztott titánpor testreszabható részecskeméretű és nagy tisztaságú, additív gyártáshoz, MIM-hez, porkohászathoz és porlasztásos célgyártáshoz. Termék megtekintése → A nikkel-YSZ anódok és a katalizátorréteg-munkák esetében a szabályozott méreteloszlású és alacsony kéntartalmú nikkelrészecskék tartják a cermet anódot elektromosan átszivárogtatni több ezer órás hőciklus után.
Nagy tisztaságú nikkelrészecske félvezetőkhöz és repülőgép-alkatrészekhez Nagy tisztaságú mikron- vagy nanoméretű nikkelrészecskék testreszabható méretekkel és alacsony szennyeződési szinttel félvezető-, vezetőpaszta- és repülőgépipari alkalmazásokhoz. Termék megtekintése → A leggyakoribb keverési hiba, amit látunk, az, hogy szivacsot vagy kristályt cserélünk por helyett, vagy tuskót lemezre, hogy egy hét átfutási időt takarítsunk meg. Az olvasztási útvonal, az intersticiális felszedés és a szemcsefinomítás mind különbözik, és a downstream folyamat általában nem tudja kompenzálni a különbséget.
Beszerzési kockázatok, amelyek csak 1000 óra elteltével jelentkeznek
Szinte minden anyagi panasz ebben a kategóriában az öt probléma egyike, és ezek közül négy nem látható egy szabványos elemzési tanúsítványon.
- Intersticiális szennyeződés: az olvasztás vagy lágyítás során felvett oxigén, nitrogén, hidrogén és szén. Növeli az ellenállást, rideggé teszi a vékony lemezt, és megváltoztatja a magas hőmérsékletű kúszási viselkedést.
- Felületi állapot eltolódása: az oxidvastagság és a megmunkálási maradék megváltoztatja az érintkezési ellenállást és a bevonat tapadását, így két azonos kémiai összetételű tétel eltérően viselkedhet a kötegben.
- Részecskeméret-eloszlási végpontok: a 3 mikron medián keveset jelent, ha a tétel 15 százaléka 15 mikron felett van. D10-et, D50-et és D90-et kérjen, ne egy számot.
- Nyomon követhetőségi hiányosságok: az olvadási tételszám, amely nem vezethető vissza egy hőszámra, lehetetlenné teszi az okok elemzését a verem meghibásodása után.
- Dokumentálatlan folyamatmódosítás: az ISO 9001 és IATF 16949 minőségbiztosítási rendszereket futtató beszállító minden gyártási lépést dokumentál, és értesíti Önt a változtatás előtt, ami előre egy hétbe kerül, később pedig negyedet takarít meg.
A javítás nem elbűvölő. Határozza meg a specifikációt funkció szerint, írja elő a méreteloszlást és a közbeiktatott korlátokat a tanúsítványon, és őrizzen meg minden tételből egy lezárt mintát a program élettartama alatt.
Gyakran Ismételt Kérdések
A titán vagy a bevonatos rozsdamentes acél jobb a PEM bipoláris lemezhez?
Mindkettő működik. A rozsdamentes acél olcsóbb és könnyebben alakítható; A titán nyer ott, ahol a tömeg számít, ahol agresszív a környezet, vagy ahol hosszabb szervizintervallumra van szükség. A döntő szám általában a tényleges működési körülmények között mért korróziós áramsűrűség, nem pedig az ötvözet adatlapja.
Milyen tisztaságú nikkelre van szüksége egy SOFC anódnak?
Kezdje az anódfolyamat által elviselhető kén és szén határértékekkel, majd onnan állítsa be a tisztaságot. A legtöbb cermet anód esetében a szűk részecskeméret-eloszlású nikkel 99,9%-a felülmúlja a névlegesen nagyobb tisztaságú, széles eloszlású tételt.
A titán szivaccsal helyettesíthető a por?
Általában nem. A szivacs szabálytalan morfológiájú olvadó alapanyag; a port folyási, csomagolási és lerakódási viselkedésre tervezték. A helyettesítés megváltoztatja a folyamatot, nem csak a bemeneti anyagot.
Mennyi ideig kell tartania a szállító minősítésének?
Tervezzen legalább két gyártási tételt egy új beszállító számára, és négy-nyolc hétig a teljes dokumentációhoz, beleértve a tisztasági vizsgálatot és a tételek nyomon követhetőségét. A második tétel kihagyása a legdrágább parancsikon ebben a kategóriában.
Ha üzemanyagcellás anyagokat ad meg, küldje el a rajzot a leromlási móddal együtt, amellyel szemben tervez. Megmondjuk, hogy valójában melyik osztályzat, mely közbeiktatott korlátok és melyik forma oldja meg a problémát, és hol teljesítene ugyanolyan jól egy alacsonyabb osztályzat kevesebb pénzért és rövidebb átfutási időért. Megteheti vegye fel a kapcsolatot anyagcsapatunkkal az első beszerzési rendelés kiadása előtt a specifikáció áttekintésére.
KI VAGYUNK
A Ningbo Chuangrun New Materials Co., Ltd. (CRNMC) 2012 júniusában alakult, és öt gyártóbázissal rendelkezik Kínában. Elkötelezettek vagyunk a nagy tisztaságú titán, nikkel, réz, nióbium, kobalt stb. tisztításával, olvasztásával, öntésével és feldolgozásával, és az elektronikus minőségű fémek teljes skáláját kínáljuk, mint például a nagy tisztaságú elektrolitikus kristályok, tuskók, kovácsolt bugák, porok és lemezek.
Csapatunk iparági szakértőkből és 40 fős, kohászattal rendelkező szakemberből álló vállalkozói stábból áll, akik mindannyian a csúcsminőségű anyagok iparosítása iránt elkötelezettek.
Jelenleg a vállalat befejezte ultratiszta anyagipari láncának felépítését, hogy biztosítsa a minőséget, a pontos szállítást és a jobb ügyfélszolgálatot.
A személyzet minden tagja elkötelezett és motivált, és alig várja, hogy megfeleljen az ügyfelek igényeinek.
IGAZOLÁSOK
SAJTÓ ÉS MÉDIA
