氢燃料电池金属双极板用Ti/TiCN纳米涂层的制备方法及设备技术

本申请涉及涂层制备技术领域，提供了一种氢燃料电池金属双极板用Ti/TiCN纳米涂层的制备方法及设备，该方法包括：采用脉冲等离子体技术，在氩气流量为120sccm的预真空室里进行反应，产生的Ti等离子体轰击金属双极板的表面，在金属双极板的表面形成Ti注入层；将形成Ti注入层的金属双极板在预真空室进行反应，在金属双极板的注入层上形成Ti纳米层，形成金属双极板的过渡层；将形成过渡层的金属双极板在氩气流量为80～130sccm、氮气流量为20～50sccm和乙炔流量为10～30sccm的真空室中进行反应溅射镀膜，得到金属双极板用Ti/TiCN纳米涂层。本发明专利技术制备的Ti/TiCN纳米涂层具有高结合力、高导电性、优异耐腐蚀性和低接触电阻。

Preparation method and equipment of Ti / TiCN nano coating for metal bipolar plate of hydrogen fuel cell

【技术实现步骤摘要】
氢燃料电池金属双极板用Ti/TiCN纳米涂层的制备方法及设备
本专利技术涉及涂层制备
，尤其涉及一种氢燃料电池金属双极板用Ti/TiCN纳米涂层的制备方法及设备。
技术介绍
随着新能源技术的发展，人们提出用燃料电池作为电动车辆以及其它应用的电源，其中，氢燃料电池也应用的越来越广泛。氢燃料电池含有阴阳两个电极，分别充满电解液，而两个电极间则为具有渗透性的薄膜所构成。氢气由燃料电池的阳极进入，氧气(或空气)则由阴极进入燃料电池。经由催化剂的作用，使得阳极的氢分子分解成两个质子(proton)与两个电子(electron)，其中质子被氧‘吸引’到薄膜的另一边，电子则经由外电路形成电流后，到达阴极。在阴极催化剂之作用下，质子、氧及电子，发生反应形成水分子，因此水可说是燃料电池唯一的排放物。燃料电池是经由利用氢及氧的化学反应，产生电流及水，不但完全无污染，也避免了传统电池充电耗时的问题，是目前最具发展前景的新能源方式。而相关技术中，对于氢燃料电池的电极的涂层制备存在成本高，操作复杂。专利技术内容针对上本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氢燃料电池金属双极板用Ti/TiCN纳米涂层的制备方法，其特征在于，包括：/n采用脉冲等离子体技术，金属双极板在氩气流量为120sccm的预真空室进行反应，产生的Ti等离子体轰击金属双极板的表面，在金属双极板的表面形成Ti注入层；/n将形成Ti注入层的金属双极板在降低偏压至-60V的预真空室进行反应，产生的低离子能量的高密度Ti等离子体轰击金属双极板的注入层，在金属双极板的注入层上形成Ti纳米层，形成金属双极板的过渡层；/n将形成过渡层的金属双极板在氩气流量为80～130sccm、氮气流量为20～50sccm和乙炔流量为10～30sccm的真空室中进行反应溅射镀膜，得到金属双极板用Ti...

【技术特征摘要】
1.一种氢燃料电池金属双极板用Ti/TiCN纳米涂层的制备方法，其特征在于，包括：
采用脉冲等离子体技术，金属双极板在氩气流量为120sccm的预真空室进行反应，产生的Ti等离子体轰击金属双极板的表面，在金属双极板的表面形成Ti注入层；
将形成Ti注入层的金属双极板在降低偏压至-60V的预真空室进行反应，产生的低离子能量的高密度Ti等离子体轰击金属双极板的注入层，在金属双极板的注入层上形成Ti纳米层，形成金属双极板的过渡层；
将形成过渡层的金属双极板在氩气流量为80～130sccm、氮气流量为20～50sccm和乙炔流量为10～30sccm的真空室中进行反应溅射镀膜，得到金属双极板用Ti/TiCN纳米涂层。


2.根据权利要求1所述的氢燃料电池金属双极板用Ti/TiCN纳米涂层的制备方法，其特征在于，所述预真空室的真空度为10-4Pa，氩气气压为1～1.5Pa、峰值功率为4～8kW，微脉冲宽度为30～80微秒，基本负偏压为-100～-200V。


3.根据权利要求1所述的氢燃料电池金属双极板用Ti/TiCN纳米涂层的制备方法，其特征在于，所述Ti等离子体轰击极板表面的靶材离化率为95％～100％，密度为1019m～3，能量大于100eV。


4.根据权利要求1所述的氢燃料电池金属双极板用Ti/TiCN纳米涂层的制备方法，其特征在于，所述真空室的工作气压为1～3Pa、微脉冲宽度为30～50μs和峰值功率为5～7kW，基本负偏压为-50～-80V。


5.根据权利要求1所述的氢燃料电池金属双极板用Ti/TiCN纳米涂层的制备方法，其特征在于，所述金属双极板包括304、316L...

【专利技术属性】
技术研发人员：欧伊翔，刘超，唐爱权，王浩琦，
申请(专利权)人：欧伊翔，
类型：发明
国别省市：北京;11