质子交换膜燃料电池不锈钢双极板离子镀膜改性方法技术

质子交换膜燃料电池不锈钢双极板离子镀膜改性方法属于金属材料表面改性技术领域，与新能源技术领域的质子交换膜燃料电池双极板的制备技术相关。镀膜改性的工艺为：将不锈钢薄板双极板经过清洗干燥等前处理后放入电弧离子镀设备的真空室中，依次进行抽真空、离子溅射清洗、薄膜沉积和后处理等过程，其中薄膜沉积过程也就是镀膜过程，它又包括启动阴极电弧、调整弧电流、加偏压、通入反应气体等过程，在双极板表面沉积制备改性薄膜。本发明专利技术对不锈钢双极板进行镀膜改性，使双极板同时具有耐蚀、导电、强化和不亲水等复合性能，可以满足在质子交换膜燃料电池中的长时运行要求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于金属材料表面改性
，与新能源
的质子交换膜燃料电池双极板的制备技术相关。
技术介绍
双极板在质子交换膜燃料电池(PEMFC)中起着支撑、集流以及分隔氧化剂与还原剂的作用，并且引导氧化剂和还原剂在电池内电极表面流动，是决定燃料电池性价比的最关键部件之一。理想的双极板应当具有很高的导电性、耐腐蚀性、高机械强度、高阻气能力、低成本易加工等特点。金属是双极板材料的首选。不锈钢由于导电导热性能好，机械加工性能好和强度高，具有成为理想双极板材料的潜力。然而不锈钢在燃料电池环境中耐腐蚀性能比较差，腐蚀产物会毒化质子交换膜；此外不锈钢本身电阻较高加之腐蚀产物产生的附加电阻使其导电性降低，直接影响着电池的输出功率和使用寿命。使用金、银等贵金属可以提高导电性和耐蚀性，但会使制造成本大提高而不利于商业化生产。对不锈钢进行表面改性处理是解决问题的理想手段。离子镀技术用于材料表面的薄膜沉积已经有几十年的历史。电弧离子镀，由于一般采用多个阴极弧源同时联立工作，因而又称多弧离子镀，是离化率最高的离子镀形式，因而具有沉积速度快，膜基结合力强，薄膜致密度高，化合反应充分等优点，主要应用在工本文档来自技高网...

【技术保护点】
质子交换膜燃料电池不锈钢双极板离子镀膜改性方法，其特征在于：镀膜改性的工艺为：将不锈钢薄板双极板经过清洗干燥等前处理后放入电弧离子镀设备的真空室中，依次进行抽真空、离子溅射清洗、薄膜沉积和后处理等过程，其中薄膜沉积过程包括启动阴极电弧、调整弧电流、加偏压、通入反应气体，在双极板表面沉积制备改性薄膜；所述调整弧电流的调整范围为３５Ａ－１５０Ａ；所述加偏压为直流偏压叠加脉冲偏压，其中直流偏压为０Ｖ－５００Ｖ，脉冲偏压各参数中幅值为５０Ｖ－１０００Ｖ，频率为０ｋＨｚ－６０ｋＨｚ，占空比为５％－８０％；所述通入反应气体为氮气，通入量为０ｓｃｃｍ－５００ｓｃｃｍ，氮气分压为０．１Ｐａ－０．９Ｐａ。

【技术特征摘要】
1.质子交换膜燃料电池不锈钢双极板离子镀膜改性方法，其特征在于：镀膜改性的工艺为：将不锈钢薄板双极板经过清洗干燥等前处理后放入电弧离子镀设备的真空室中，依次进行抽真空、离子溅射清洗、薄膜沉积和后处理等过程，其中薄膜沉积过程包括启动阴极电弧、调整弧电流、加偏压、通入反应气体，在双极板表面沉积制备改性薄膜；所述调整弧电流的调整范围为35A-150A；所述加偏压为直流偏压叠加脉冲偏压，其中直流偏压为0V-500V，脉冲偏压各参数中幅值为50V-1000V，频率为0kHz-60kHz，占空比为5％-80％；所述通入反应气体为氮气，通入量为0sccm-500scc...

【专利技术属性】
技术研发人员：林国强，吴博，郭媛媛，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：91[中国|大连]