一种金属双极板高导电耐蚀防护涂层及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种金属双极板高导电耐蚀防护涂层及其制备方法与应用。所述金属双极板高导电耐蚀防护涂层的制备方法包括：以铬靶为靶材，采用高功率脉冲磁控溅射技术在所述金属双极板表面沉积铬过渡层；以及，以石墨靶为靶材，采用直流磁控溅射技术在所述铬过渡层表面沉积非晶碳层，获得金属双极板高导电耐蚀防护涂层；其中，所述直流磁控溅射技术采用的工艺条件包括：溅射源中心磁场强度为40～60mT，边缘磁场强度为10～20mT，电源功率为0.8～1.0kW。本发明专利技术提供的铬过渡层表面光滑内部结构致密，可以有效提高膜基结合强度；同时通过优化非晶碳层的制备工艺，使得非晶碳层兼具良好的导电性以及优异的耐蚀性，能够实现对金属双极板的长效防护。

A high conductivity and corrosion-resistant protective coating for metal bipolar plate and its preparation and Application

【技术实现步骤摘要】
一种金属双极板高导电耐蚀防护涂层及其制备方法与应用
本专利技术属于表面工程防护
，具体涉及一种金属双极板高导电耐蚀防护涂层及其制备方法与应用。
技术介绍
质子交换膜燃料电池(PEMFCs)是一种新型能源，它可以将氢能直接转化为电能。由于其具有启动快、工作温度相对较低、对各种环境反应迅速、无污染、能效高等优点，在新能源汽车、固定以及便携式电源方面有着很好的应用前景。质子交换膜燃料电池的一个电池单元通常由双极板(BPP)、膜电极(MEA)、密封垫和端板组成。在众多组件中，双极板占据着燃料电池80％的总质量，几乎全部的体积，以及约18％-28％的制造成本。双极板是质子交换膜燃料电池堆中的关键功能部件，他的主要功能有传导电子、分配化学燃料、分离单个电池、支撑膜电极以及促进电池内的水管理等。因此它必须满足易加工成型、耐电化学腐蚀、低界面电阻和低成本等要求。目前传统燃料电池广泛使用的是石墨双极板，但是其体积大、强度低，从而制约了大规模使用。具有高电导率、高热导率、高机械强度、低冲压成本和低气体渗透性等优异性能的金属板有望取代石墨成为双极板的主要材料。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种金属双极板高导电耐蚀防护涂层的制备方法，其特征在于包括：/n提供金属双极板；/n以铬靶为靶材，采用高功率脉冲磁控溅射技术在所述金属双极板表面沉积铬过渡层；/n以及，以石墨靶为靶材，采用直流磁控溅射技术在所述铬过渡层表面沉积非晶碳层，获得金属双极板高导电耐蚀防护涂层；/n其中，所述直流磁控溅射技术采用的工艺条件包括：溅射源中心磁场强度为40～60mT，边缘磁场强度为10～20mT，电源功率为0.8～1.0kW。/n

【技术特征摘要】
1.一种金属双极板高导电耐蚀防护涂层的制备方法，其特征在于包括：
提供金属双极板；
以铬靶为靶材，采用高功率脉冲磁控溅射技术在所述金属双极板表面沉积铬过渡层；
以及，以石墨靶为靶材，采用直流磁控溅射技术在所述铬过渡层表面沉积非晶碳层，获得金属双极板高导电耐蚀防护涂层；
其中，所述直流磁控溅射技术采用的工艺条件包括：溅射源中心磁场强度为40～60mT，边缘磁场强度为10～20mT，电源功率为0.8～1.0kW。


2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述直流磁控溅射技术采用的工艺条件还包括：腔室气压为1.7～2.2mTorr，偏压为-50V～-250V。


3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述高功率脉冲磁控溅射技术采用的工艺条件包括：溅射电源频率为400～600Hz，脉宽为100～200μs，脉冲电压为800～1000V，功率为2.5～4KW。


4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述高功率脉冲磁控溅射技术采用的工艺条件还包括：腔室气压为1.7～2.2mTorr，偏压为-50V～-100V。


5.根据权利要求1所述的制备方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：李昊，汪爱英，张栋，柯培玲，刘林林，
申请(专利权)人：中国科学院宁波材料技术与工程研究所，
类型：发明
国别省市：浙江;33