用于双极板表面碳材料复合沉积的连续型设备及应用方法技术

本发明专利技术的用于双极板表面碳材料扩散及复合沉积的连续型设备及应用方法，从左至右依次包括：清洗室、等离子渗碳室、离子轰击室、涂层沉积室和出片过渡室；等离子渗碳室的进口阀门和出口阀门对角设置，内设两条平行的进口传动装置和出口传动装置；3条同步横向传动装置分别与进口传动装置和出口传动装置互相垂直，且将它们分隔成四段；在清洗室、离子轰击室、涂层沉积室以及出片过渡室设有进口阀门、出口阀门和一条极板传动装置；各腔室依次水平对接，将两个相邻腔室互相连接起来；样品架在极板传动装置上，从左至右依次穿过各个腔室，完成涂层的制备。本发明专利技术可以在双极板表面连续化沉积碳涂层，提高了涂层和基底之间的结合性能和致密性。

【技术实现步骤摘要】
用于双极板表面碳材料复合沉积的连续型设备及应用方法
本专利技术属于燃料电池
，涉及一种用于双极板表面碳材料复合沉积的连续型设备及应用方法。
技术介绍
质子交换膜燃料电池（ProtonExchangeMembraneFuelCell，简称PEMFC）采用氢气为燃料进行发电，并且产物为水无污染，对环境十分友好，目前已取得广泛的应用并得到重点关注，其应用范围已经包括汽车，无人机、固定电站等。双极板是PEMFC系统中的重要组件之一，占据了电堆重量的80%以及电堆成本的45%，并且承担着以下功能：（1）分隔氧化剂和还原剂；（2）收集电流并且承担电池系统的散热；（3）为反应气体的流入和水的流出提供通道；（4）支撑膜电极。金属极板具有优异的导电导热性以及良好的机械性能已作为燃料电池极板材料的首选。在燃料电池典型的工作环境中，温度60～90℃，溶液为弱酸性pH=2～3，并且存在0.6～0.95V大小的电位作用在极板上，尤其是在燃料电池的启停工况条件下由于燃料供给不足会产生瞬时的高电位，未经改性的金属极板会发生严重的腐蚀和溶解，析出的金属离子会造成催化剂中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于双极板表面碳材料扩散及复合沉积的连续型设备，其特征在于，包括5个真空腔室，从左至右依次为：清洗室（1）、等离子渗碳室（2）、离子轰击室（3）、涂层沉积室（4）以及出片过渡室（5）；/n所述等离子渗碳室（2）的渗碳进口阀门（21）设于该腔室外的一角，而渗碳出口阀门（22）设于与所述渗碳进口阀门（21）呈对角线的另一角处；在所述等离子渗碳室（2）内，从所述渗碳进口阀门（21）开始向内设一条与其垂直的进口传动装置（23），从所述渗碳出口阀门（22）开始向内设一条与所述进口传动装置（23）互相平行的出口传动装置（24）；3条同步横向传动装置（25）分别与所述进口传动装置（23）和所述出口传动装...

【技术特征摘要】
1.用于双极板表面碳材料扩散及复合沉积的连续型设备，其特征在于，包括5个真空腔室，从左至右依次为：清洗室（1）、等离子渗碳室（2）、离子轰击室（3）、涂层沉积室（4）以及出片过渡室（5）；
所述等离子渗碳室（2）的渗碳进口阀门（21）设于该腔室外的一角，而渗碳出口阀门（22）设于与所述渗碳进口阀门（21）呈对角线的另一角处；在所述等离子渗碳室（2）内，从所述渗碳进口阀门（21）开始向内设一条与其垂直的进口传动装置（23），从所述渗碳出口阀门（22）开始向内设一条与所述进口传动装置（23）互相平行的出口传动装置（24）；3条同步横向传动装置（25）分别与所述进口传动装置（23）和所述出口传动装置（24）互相垂直，且将所述进口传动装置（23）和所述出口传动装置（24）分别分隔成相对应的四段；
在所述清洗室（1）、所述离子轰击室（3）、所述涂层沉积室（4）以及所述出片过渡室（5）各自的进口处设有进口阀门（8），出口处设有出口阀门（9），腔室内设有一条从其进口阀门（8）延伸至其出口阀门（9）的极板传动装置（7）；
所述等离子渗碳室（2）的所述渗碳进口阀门（21）与所述清洗室（1）的出口阀门水平对接，所述渗碳出口阀门（22）与所述离子轰击室（3）的进口阀门水平对接；所述离子轰击室（3）、所述涂层沉积室（4）和所述出片过渡室（5）依次按前一个腔室的出口阀门与后一个腔室的进口阀门水平对接，将两个相邻腔室互相连接起来；
带着双极板试件的样品架（6）被输送到所述清洗室（1）的所述极板传动装置（7）上，从左至右依次穿过各个所述清洗室（1）、所述等离子渗碳室（2）、所述离子轰击室（3）、所述涂层沉积室（4）以及所述出片过渡室（5），完成涂层的制备。


2.根据权利要求1所述的用于双极板表面碳材料扩散及复合沉积的连续型设备，其特征在于，在所述清洗室（1）的进口阀门之外设有进样传动装置（10），在所述出片过渡室（5）的出口阀门之外设有出样传动装置（50）。


3.根据权利要求1所述的用于双极板表面碳材料扩散及复合沉积的连续型设备，其特征在于，所述等离子渗碳室（2）中，在与所述进口传动装置（23）互相平行的两侧壁面上分别设有金属平板电极（28），在与所述同步横向传动装置（25）互相平行的两侧壁面上设有间隔排布的碳源气管（26）和渗碳加热装置（27）；所述金属平板电极（9）与外部的射频电源或者脉冲电源相连。


4.根据权利要求3所述的用于双极板表面碳材料扩散及复合沉积的连续型设备，其特征在于，所述碳源气管（26）与外部碳源气体相连，并且在所述碳源气管（26）上开有大小不一的气孔，距离抽气口越远的气孔尺寸越大。


5.根据权利要求1所述的用于双极板表面碳材料扩散及复合沉积的连续型设备，其特征在于，所述等离子渗碳室（2）中，在2条相邻的所述同步横向传动装置（25）之间，设有至少一个均匀排列的光电传感器（20）。


6.根据权利要求1所述的用于双极板表面碳材料扩散及复合沉积的连续型设备，其特征在于，所述清洗室1中，与所述极板传动装置7平行的两侧壁面中央分别设有对称的清洗装置（11），在所述清洗装置（11）的两侧分别设有清洗加热器（12）；在所述清洗加热器（12）与所述清洗装置（11）之间，还分别设有清洗气管（13），所述清洗气管（13）与外部的清洗气体储罐相连接。


7.根据权利要求1所述的用于双极板表面碳材料扩散及复合沉积的连续型设备，其特征在于，所述离子轰击室（3）中，与所述极板传动装置7平行的两侧壁面上分别设...

【专利技术属性】
技术研发人员：黎焕明，毕飞飞，姜天豪，胡鹏，蓝树槐，
申请(专利权)人：上海治臻新能源装备有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31