【技术实现步骤摘要】
一种质子交换膜燃料电池不锈钢双极板表面复合改性层原位制备方法
本专利技术涉及金属材料表面改性处理
，尤其涉及一种质子交换膜燃料电池不锈钢双极板表面复合改性层原位制备方法。
技术介绍
不锈钢是一类重要的金属结构材料，它的主要特点是具有良好的耐蚀性，被广泛的应用在船舶、管道、化工设备及航空航天等领域。特别是对于质子交换膜燃料电池领域，不锈钢因其具有强度高、可加工强、气体不透过性等优点，已成为商业化最具潜力的双极板材料。然而，不锈钢在含有侵蚀性阴离子(如Cl-)的环境中易发生点蚀，从而严重影响了不锈钢双极板材料的使用寿命。非平衡磁控溅射沉积技术具有沉积温度低、沉积率高、制备膜层表面质量好等优点，广泛应用于各种无机薄膜和涂层的制备中。在非平衡磁控溅射系统中增加能够发射热电子的钨丝，能显著提高等离子体的电离度，因而可实现镀膜加渗氮一体化连续复合处理。对不锈钢表面进行镀铬加渗氮原位复合处理，可在表面形成由Cr与Cr2N(或CrN)相构成的涂层，同时氮原子进一步扩散渗入基体形成过饱和固溶体相的渗氮层。其优点在...
【技术保护点】
1.一种质子交换膜燃料电池不锈钢双极板表面复合改性层原位制备方法，其特征在于，包括前期预处理、抽真空及预热、等离子体清洗、非平衡磁控溅射制备纯金属Cr层、等离子体原位渗氮处理、冷却后取出；所制备的不锈钢双极板表面复合改性层为渗氮/CrN
【技术特征摘要】
1.一种质子交换膜燃料电池不锈钢双极板表面复合改性层原位制备方法，其特征在于，包括前期预处理、抽真空及预热、等离子体清洗、非平衡磁控溅射制备纯金属Cr层、等离子体原位渗氮处理、冷却后取出；所制备的不锈钢双极板表面复合改性层为渗氮/CrNx复合改性层，内层为渗氮层，表层为CrNx层。
2.如权利要求1所述一种质子交换膜燃料电池不锈钢双极板表面复合改性层原位制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
1)工件前期预处理：
将不锈钢双极板浸入丙酮中用超声波清洗20～45min，用压缩空气吹干表面置于干燥箱中，干燥箱设定温度100～200℃烘干10～20min，然后将不锈钢双极板悬挂于等离子体增强磁控溅射系统的工件架上；
2)抽真空和预热：
开启真空抽气系统，当真空室的压强低于3×10-3Pa时，启动加热系统，渐次升温，梯度加热到300～400℃，同时设定工件架旋转速度为30～100r/min，去除真空壁上吸附的残余气体，直至真空度再次降至3×10-3Pa以下；
3)除气及灯丝预热：
关闭加热系统，通入Ar和N2按体积比(12～16):1混合的混合气体，除气5～10min；关闭对应截止阀，Ar气流量设为100～200scc...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭媛媛，张泽，陈军，刘磊，李露，周艳文，梁英爽，李书鑫，于来洋，
申请(专利权)人：辽宁科技大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21
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