压缩试验仪

油价破九的那一刻，您是否也动过油车换电车的念头？新能源电动汽车的兴起正在改变交通出行方式和产业结构，续航里程、安全性、电池循环寿命则成为人们关注的新焦点。 三元正极材料（NCM）因能量密度高且循环性能好，得到了越来越广泛的应用。然而NCM在充放电过程中其颗粒内部易产生微裂纹和相变，从而导致正极材料的机械降解，增加电池电阻并导致容量和循环性能下降。根据韩国中央大学Janghyuk Moon[1]等对NCM机械降解机理的研究，NCM结构稳定性与电循环性能直接相关，尤其颗粒硬度将影响长期循环稳定性。对μm级NCM颗粒力学性能的测试，是评价其机械性能的重要方式。岛津微小压缩试验机（MCT）精确把握微小力的测量，为材料机械性能的研究提供稳定可靠的基础数据。 正极材料力学性能测试难点在Janghyuk Moon等的研究中所测试的NCM材料为直径8μm的粉体，单颗粒硬度143MPa，折合受力仅约10mN，破裂时样品的压缩形变仅1μm，对这样微小力与微小形变的精确观测十分困难。岛津MCT系列微小压缩试验机因其可加载9.8-4903 mN（载荷准确度：试验力±1%）,测量范围0-100μm（最小增量：0.0001μm）解决了NCM材料颗粒试验的观测难题。 MCT系列微小压缩试验机 岛津MCT在NCM硬度测试中的应用MCT通过电磁机构将恒定增速的试验力施加至NCM颗粒上，并将其固定在上压杆（标配的50 μm平压头）和下压板之间，然后自动测量试样的变形量，工作原理如下图。在Janghyuk Moon等的研究中，NCM颗粒的硬度测试根据其压缩断裂强度来确定，该强度在断裂点使用施加的压缩力和颗粒直径进行计算：H = 2.8P/(πr2)其中H是压缩断裂强度，P是施加的压缩力，r是颗粒的直径。 工作原理图 l 位移急剧增加表明试样已发生破裂。l 试样的机械强度（抗压强度）由引起破裂力确定。 岛津MCT在NCM压缩试验中的应用除硬度测试外，MCT还能够以加卸载、循环模式对试样进行力学性能试验。MCT压缩试验过程图像 对于微米级别的NCM颗粒，可以通过MCT系列试验机进行颗粒压缩试验，不仅可以获取其压缩断裂强度，更可以获取其试验力、位移与强度等数据关系曲线，而且可以观察其弹性阶段的线性变化。更进一步，MCT系列试验机可以通过加/卸载试验模式测试颗粒的压缩率与回复率，通过循环试验测试其反复施力后材料性能等等。 下图是对三种不同的NCM颗粒进行压缩试验，评价其压缩试验与回复率。得到数据的同时，可以将每张压缩前后照片进行记录。后期还能够结合图像分析粉末材料的失效机制。 NCM颗粒压缩试验结果 MCT的丰富配件除此基本配置以外，岛津MCT可以加装丰富配件：l 搭载侧面观察配件可以从侧面观察样品的放大图像，可以在PC屏幕上显示图像，并且可在任何运行过程中保存；l 配置环境温度箱使用，对不同温度下的微小样品压缩性能进行测试；l 配置惰性环境箱，对于容易受潮的微粒子且在大气中不能进行压缩试验的测试颗粒，起到良好的测试效果；l 搭配电阻测量配件可以可获取导电微小颗粒的连接阻力和压缩率之间的相关性。 MCT附带侧面观察装置MCT附带环境温度装置环境测试装置（N2惰性气体） 结 语岛津公司生产的MCT系列微小试验机适用于NCM正极材料这类微小粉末颗粒的力学性能评价，不仅可以绘制相应载荷-位移曲线，还可以通过计算获取压缩强度，压缩回复率等参数。此外，通过加装纵向与侧向观察装置，可以对颗粒的压缩过程进行观察。随着锂电池正极材料的深入研究，在不同环境下测试其力学性能也将成为关注点，岛津MCT可提供丰富的解决方案。 [1]参考文献：Janghyuk Moona, Jae Yup Jungb, Trung Dinh Hoanga, Dong Young Rheeb, Hyo Bin Leeb, Min-Sik Parkb,*, Ji-Sang Yuc,** The correlation between particle hardness and cycle performance of layered cathode materials for lithium-ion batteries，Journal of Power Sources 486(2021)229359 撰稿人：杨汉章 *本文内容非商业广告，仅供专业人士参考。

压缩机是 高低温试验箱的核心部件，在高低温试验中起到直接影响作用。因此，平时对于压缩机的保养就显得至关重要。根据小编多年在环试行业的经验，总结出以下保养维护建议： 1、在试验过程中不要频繁启动压缩机，且压缩机启动的间隔时间要在15分钟以上； 2、工作场所的电压一定要稳，如果电压不稳，会导致电流过大或过小，长时间在这种环境下运行会造成对压缩机的极大损坏，建议使用稳压器连接高低温试验箱； 3、保证工作环境通风良好且没有灰尘，保持压缩机表面干净，如果长期不使用高低温试验箱，应将设备放置在尽量无尘的空间； 4、高低温试验箱应放置在符合规定的环境：温度：5℃～30℃、湿度：≤ 85%RH、气压：86～106kpa； 5、设备周围留有适当的维护空间、附近没有强电磁辐射源、地面平整，通风良好，不含易燃、易爆和腐蚀性气体。 若做到以上几点，基本就掌握了压缩机的维护保养。就能保证高低温试验箱正常的设备运行，有效的延长设备的使用年限。

恒温恒湿试验箱广泛应用于航天航空、电子、汽车、电池等行业，用来测试电工电子产品、材料、设备等的加湿热试验，交变温热试验和恒定温热试验等，也可做高低温例行试验、低温试验等，以对试验后产品的行为性能作出评价。　　压缩机是恒温恒湿试验箱内进行制冷的核心部件，压缩机承担着提升压力的作用，将吸气压力状态提到排气压力状态。排气量不足是压缩机比较容易发生的故障之一，那恒温恒湿试验箱发生这样的问题是什么原因导致的？有哪些处理方法呢？　　压缩机排气量不足原因及解决方法　　一、进气滤清器的故障：　　积垢堵塞，使排气量减少，吸气管太长，管径太小，致使吸气阻力增大影响了气量。　　处理方法：定期清洗滤清器。　　二、压缩机转速降低：　　空气压缩机使用不当，因空气压缩机的排气量是按一定的海拔高度、吸气温度和湿度设计的，当把它使用在超过上述标准的高原上时，吸气压力降低等，排气量必然降低。　　处理方法：注意环境对压缩机的影响，适时调整。　　三、气缸、活塞等配件磨损严重：　　汽缸、活塞杆、发动机活塞损坏比较严重，出现偏差；使相关空隙扩大，泄漏量扩大，危及到排气量。　　处理方法：定期检查配件的磨损情况，及时更换老化的配件。　　四、填料函不严，产生漏气使气量降低：　　其原因首先是填料函本身制造时不合要求；其次可能是由于在安装时，活塞杆与填料函中心对中不好，产生磨损、拉伤等造成漏气；　　处理方法：在填料函处加注润滑油，它能起到润滑、密封、冷却的作用。　　五、气阀阀座与阀片间有杂物或阀片老化：　　解决方法：如果有杂物，则清理杂物，阀片老化所致的漏气，则需要更换阀片。　　六、气阀弹簧力与气体力匹配的不好：　　弹力过强则使阀片开启迟缓，弹力太弱则阀片封闭不及时，这些不仅影响了气量，而且会影响到功率的增加，和使用寿命。　　解决方法：更换合适的气阀弹簧。　　七、压紧气阀的压紧力不当：　　压紧力小，则漏气，压紧力太大，会使阀罩变形、损坏。解决方法：调整压紧气阀的压力。