基于COMSOL的微型HT-PEMFC阴极流场结构分析

采用COMSOL软件对微型高温质子交换膜燃料电池蛇形流场结构进行模型的建立和性能仿真,仿真耦合了质量守恒方程、动量守恒方程、电化学反应方程等。对模型进行求解,通过输出电压、电流密度、功率密度等参数,计算分析了阴极流场板内微通道结构参数对电池性能的影响。结果表明,在8 mm×8 mm的有效反应面积内,当流道宽度为600μm,流道深度为400μm,流道间距为400μm时,燃料分配更均匀,可以获得更高的峰值功率密度。

硬脆材料皮秒激光微加工试验研究

硬脆材料微加工中常存在材料易崩裂、刀具磨损严重、加工效率低等不足,引入超短脉冲激光微加工技术,通过光-热-力效应引发材料去除,可有效克服上述加工难题。以羟基磷灰石生物陶瓷、氧化铝工程陶瓷、单晶硅三种典型硬脆材料为加工对象,探索基于皮秒激光的微加工工艺方法,尝试利用激光干切、液体辅助、化学辅助等不同手段,完成微槽、微孔等结构的高质量加工,并分析微加工表面特征形貌,评估工艺方法可行性。

激光辅助电化学放电加工微通道的特性

玻璃材料近年来被广泛应用于微电子机械系统(MEMS),对于玻璃材料的加工,电化学放电加工(ECDM)是一种被广泛运用的手段。针对目前的电化学放电加工存在热影响区和过切现象的问题,提出了一种激光辅助电化学放电加工玻璃的加工方法,阐述了其作用机理,设计了实验装置,并与传统电化学放电加工进行了微通道加工的对比实验。通过与传统电化学放电加工对比,发现激光辅助电化学放电的加工方式能明显减少放电加工过程中的热影响区和过切现象,故激光辅助有效改善了电化学放电在玻璃材料上加工微通道的质量和精度,在MEMS领域具有良好的应用前景。