【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及表征装置，具体涉及一种燃料电池x射线三维显微镜表征装置和应用样品台装置及表征方法。
技术介绍
1、电能作为现代社会发展不可或缺的能源之一，其清洁高效的生产在近年来备受关注。燃料电池可以将燃料中的化学能直接转换为电能，具有能量转换效率高，产物清洁无污染等优势。燃料电池的性能受燃料电池内物质传输过程和物质分布状况影响，研究清楚燃料电池内物质分布是提升燃料电池的性能和寿命的关键，因此针对燃料电池物质分布的表征装置和检测方法的研究备受关注。
2、目前常用的材料结构的表征手段，如扫描电子显微镜，虽然具有超高分辨率，但在超真空的操作条件下液态物质难以保存，因此难以测试含水含油物质。环境扫描电子显微镜突破了这一限制，其可在低真空条件下的工作模式使得液相组分得以保存，因此可用于固液界面表征，但三维信息获取仍需与其他技术相结合。
3、燃料电池内物质分布主要指反应物(气体)、产物(水)、液态电解质(磷酸)等的分布。三者在电池内的分布直接影响三相反应界面的构建，因此可以表征用于燃料电池内固、液、气三相界面的方法是至关重要的。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种用于表征燃料电池内固、液、气三相界面的x射线三维显微镜样品台装置。
2、本专利技术一方面提供一种燃料电池膜电极x射线三维显微镜样品台装置，所述装置包括样品台、样品台底座、膜电极腔体和限位杆；所述膜电极腔体内壁设置有内螺纹；所述限位杆外壁设置有与内螺纹相对应的外螺纹，所述限位杆与膜电极腔体螺
3、上述技术方案中，进一步地，所述样品台与限位杆同轴。
4、上述技术方案中，进一步地，所述样品台底座下方设置有支架。
5、上述技术方案中，进一步地，所述样品台装置的材质选自高分子材料聚醚醚酮、聚四氟乙烯、尼龙、有机玻璃中的至少一种。
6、本专利技术另一方面提供一种燃料电池x射线三维表征方法，所述方法利用上述样品台装置，所述方法包括以下步骤：
7、(1)将膜电极样品放置在样品台上，通过调节限位杆的高度调节膜电极样品的压缩率；
8、(2)将蠕动泵或微量注射泵通过软管与管路连接件相连，注入磷酸；
9、(3)将样品台装置放置在x射线光源和ccd相机中间，x射线光源垂直于样品台装置轴线方向；
10、(4)设置x射线光源电压和功率；
11、(5)设置ccd相机像素尺寸和曝光时间；
12、(6)ccd相机成像系统通过-180°到180°拍摄2维投影，二维投影参数遵循：
13、pφ(xr)＝∫l u(x，y)dl＝ln(i0(xr)/i(xr))
14、(7)将所获得的二维投影导入三维成像软件重构生成膜电极三维图像。
15、上述技术方案中，进一步地，所述x射线光源电压为40-80kv，功率为2-10w。
16、上述技术方案中，进一步地，所述ccd相机像素尺寸为0.5-55μm，曝光时间为0.5-4s。
17、上述技术方案中，进一步地，所述膜电极样品是由阳极气体扩散层电极、掺杂电解质的质子交换膜、阴极气体扩散层电极构成的三明治结构。
18、本专利技术的有益效果为：
19、本专利技术装卸结构便于拆卸，操作简单，样品测试角度固定，有助于后续数据处理。
20、使用本专利技术装置一次可测试一个或多个样品，大大缩短了测试时间。
21、本专利技术装置适用于电极材料等含有液相具有多层重叠结构材料的测试。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种燃料电池膜电极X射线三维显微镜样品台装置，其特征在于：所述装置包括样品台、样品台底座、膜电极腔体和限位杆；
2.根据权利要求1所述的样品台装置，其特征在于：所述样品台与限位杆同轴。
3.根据权利要求1所述的样品台装置，其特征在于：所述样品台底座下方设置有支架。
4.根据权利要求1所述的样品台装置，其特征在于：所述样品台装置的材质选自高分子材料聚醚醚酮、聚四氟乙烯、尼龙、有机玻璃中的至少一种。
5.一种燃料电池X射线三维表征方法，其特征在于：所述方法利用权利要求1-4任一项所述样品台装置，所述方法包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述X射线光源电压为40-80kV，功率为2-10W。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述CCD相机像素尺寸为0.5-55μm，曝光时间为0.5-4s。
8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述膜电极样品是由阳极气体扩散层电极、掺杂电解质的质子交换膜、阴极气体扩散层电极构成的三明治结构。
【技术特征摘要】
1.一种燃料电池膜电极x射线三维显微镜样品台装置，其特征在于：所述装置包括样品台、样品台底座、膜电极腔体和限位杆；
2.根据权利要求1所述的样品台装置，其特征在于：所述样品台与限位杆同轴。
3.根据权利要求1所述的样品台装置，其特征在于：所述样品台底座下方设置有支架。
4.根据权利要求1所述的样品台装置，其特征在于：所述样品台装置的材质选自高分子材料聚醚醚酮、聚四氟乙烯、尼龙、有机玻璃中的至少一种。
5.一种燃料电池x射线三维...
【专利技术属性】
技术研发人员：王素力，张子楠，孙公权，
申请(专利权)人：中国科学院大连化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：
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