本申请涉及的发明专利技术是在物品表面上形成涂层，特别但不唯一地，为了实现物品的使用目的，是形成具有导电性的涂层。在一个实施方案中，向其施用涂层的物品基底是燃料电池或燃料电池板。所述涂层包括至少一层和施用于其上的外层，所述外层作为由离散部分形成的不连续层提供。本发明专利技术还涉及具有所需性能的涂层的施用方法。涂层可以包括耐腐蚀层，所述耐腐蚀层包含以下物质的氧化物或氮化物：Ti、Zr、Nb或碳或石墨，并且外层可以由贵金属(precious metal)、贵金属(noble metal)或石墨形成。metal)或石墨形成。metal)或石墨形成。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于物品表面的涂层，包括所述涂层的物品以及形成所述涂层的方法
[0001]本申请涉及的专利技术是在物品表面形成涂层，特别但不唯一地，为了实现物品的使用目的，在要求涂层导电的物品上形成涂层。在一个实施方案中，所述物品可以是燃料电池或燃料电池板。本专利技术还涉及具有所需性能的涂层的涂覆方法。
[0002]需要具有导电性的物品是众所周知的，其中一种物品形式是燃料电池、电极或双极板，其可作为发电系统的一部分与其他电极或双极板一起使用，例如在车辆中使用，从而能够和其他能源一起、或代替其他能源推进车辆。已发现，在实践中，由于物品在操作期间处于液体或气体中，通常由导电材料形成的物品的基底或核心会受到腐蚀，然后导致物品性能损失，甚至失效。由于腐蚀对物品性能具有不利影响，因此需要保护物品的核心或基底免受腐蚀介质的影响，以延长物品的使用寿命。
[0003]实现这一目的的一种已知方法是为物品提供涂层，该涂层在物品被使用时形成物品的外表面，并形成已知为耐腐蚀的材料涂层的外表面，同时，允许涂层复制需要存在于物品外表面的导电效应。
[0004]实现这一目的的一种方法是施用贵金属(如金)的连续涂层，但使用这种形式的材料非常昂贵，因此，提供足够深度的金的连续涂层以确保涂层具有所需的导电性是极其昂贵的，或者，如果以减少的深度施用涂层，尽管这样可以减少涂层的费用，但发现这样无法达到物品的操作所需的导电或耐腐蚀性能。此外，导电涂层与基材的结合可能不充分，这会导致所述涂层脱落，并且导致之后的腐蚀和导电性的损失。
[0005]因此，现有技术中为克服这些已知的问题已经进行了多种不同的尝试，但到目前为止，人们认为这些尝试并没有完全成功。
[0006]因此，本专利技术的目的是提供一种用于物品的涂层和具有施用于其上的涂层的物品，以及一种施用涂层的方法，所述涂层可达到所需的耐腐蚀性能，以确保物品的使用寿命同样具有经济吸引力，同时，确保物品在导电性、性能和效率方面有能力达到所需目标。
[0007]本专利技术的第一方面提供了一种物品，所述物品包括基底(base)，并且在至少一部分基底表面上施用有涂层，所述涂层包括耐腐蚀材料层，并且所述耐腐蚀材料层上施用有具有导电性的外层，并且其中所述外层形成为离散区域形式的非连续层。
[0008]在一个实施方案中，所述外层覆盖的面积小于其上施用有外层的涂层的所有表面。
[0009]在一个实施方案中，施用所述外层，使得其上施用所述外层的涂层的一些部分在涂层外表面处暴露。
[0010]在一个实施方案中，所述一些部分随机分布在涂层的外表面上。
[0011]在一个实施方案中，所述外层的施用方式使得形成涂层的相互交联的网状形式的外层。
[0012]在一个实施方案中，所述外层的深度在2
‑
30纳米的范围内。
[0013]在一个实施方案中，所述耐腐蚀层由多个亚层形成，并且至少一个亚层包含以下物质的氧化物或氮化物中的任一种或它们的组合：钛、锆、铌、碳和/或石墨烯。
[0014]在一个实施方案中，所述亚层位于所述外层之下。
[0015]在一个实施方案中，所述耐腐蚀层的深度在10
‑
70纳米的范围内。
[0016]在一个实施方案中，所述耐腐蚀层通过依次施用两层或更多层钛亚层、钛氧化物或钛氮化物亚层，以及施用于其上的钛亚层来制备。
[0017]在一个实施方案中，所述耐腐蚀层包含用作所述层的一部分的金属的氧化物或氮化物。
[0018]在一个实施方案中，所述外层的施用深度为2
‑
30纳米，并且由碳、金、另外的贵金属(precious metal)、或诸如铂或钌的贵金属(noble metal)、和/或石墨中的任一种形成。
[0019]在一个实施方案中，所述涂层包括施用到物品表面的另外的层，并且所述另外的层由钛、锆、铌或铪中的任一种或它们的组合形成。
[0020]在一个实施方案中，所述物品由钛、不锈钢、铝合金或铝中的任一种形成。
[0021]在一个实施方案中，所述涂层包括从所述外层(如果存在的话)到耐腐蚀层进而到物品的导电路径。在没有施用外层的那些部分，则可能不存在到物品的导电路径，因此，外层涂覆到耐腐蚀层上的程度要足够大，以覆盖耐腐蚀层，从而一旦向物品施用了涂层就为物品的操作提供所需的导电性。
[0022]本专利技术的另外的方面提供了一种用于物品的涂层，所述涂层包括由钛、锆、铌和/或铪中的任一种或它们的任意组合形成的层，包含以下物质的氧化物或氮化物的耐腐蚀层：钛、锆、铌、碳、石墨烯或它们的任意组合，以及由金、另外的贵金属(precious metal)、或贵金属(noble metal)或石墨形成的外层，其中所述外层是由所述耐腐蚀层上的离散部分形成的非连续层。
[0023]本专利技术的另外的方面提供了一种在物品表面上形成涂层的方法，所述方法包括溅射沉积耐腐蚀层的步骤，所述耐腐蚀层包含选自钛、锆、铌、铪或碳材料的金属或合金，和/或选自钛、锆、铌、铪或碳材料的金属或合金的氧化物或氮化物，使用选定的所述材料的适当靶，将其从磁控管溅射沉积到所述物品位于其中并在其中以线性或可旋转方式移动的腔室中，并且其中将导电外层施用到所述耐腐蚀层上，以及其中施用所述外层以便形成非连续层，从而使得所述耐腐蚀层的一些部分在所述物品的涂层的外表面处暴露。
[0024]通常，将所述外层以足够的程度施用到所述耐腐蚀层上，以允许在外层和物品之间形成导电路径，从而能够提供物品所需的导电特性。
[0025]在一个实施方案中，所述方法包括对待施用涂层的物品表面进行离子清洗的初始步骤。
[0026]在一个实施方案中，一旦将涂层施用到物品上，就对涂层进行加热步骤。所述加热步骤有助于形成防腐蚀金属氧化物和提供导电路径的贵金属和/或碳的网络。
[0027]在一个实施方案中，所述加热步骤在将物品从涂覆装置卸载之前进行。
[0028]在一个实施方案中，所述外层包含金、另外的贵金属(precious metal)、贵金属(noble metal)和/或石墨。
[0029]在一个实施方案中，通过从磁控管将来自合适材料靶的材料溅射沉积到所述物品位于其中并在其中以线性或可旋转方式移动的腔室中，来施用所述外层。
[0030]在一个实施方案中，所述方法包括施用另外的层的步骤，所述另外的层施用到物品表面上，并且所述另外的层由钛、锆、铌或铪中的任一种或它们的任意组合形成，然后将
所述耐腐蚀层施用到所述另外的层上。
[0031]下面参照附图描述本专利技术的具体实施方案；其中
[0032]图1a
‑
e示出了根据本专利技术的涂层的实施方案；和
[0033]图2示出了一个装置的实施方案，该装置可用于实施根据一个实施方案的施用涂层的方法步骤。
[0034]首先参照图1a
‑
c，其示出了根据本专利技术形成的涂层的三个实施方案的立面图，并且在图1d中形成了涂层的一个实施方案的平面图。在每本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.物品，所述物品包括基底，并且在至少一部分基底表面上施用有涂层，所述涂层包括耐腐蚀层，并且所述耐腐蚀层上施用有具有导电性的外层，并且其中所述外层形成为离散区域形式的非连续层。2.根据权利要求1所述的物品，其中所述外层的施用使得所述耐腐蚀层的一些部分在所述涂层的外表面处暴露。3.根据权利要求2所述的物品，其中所述一些部分随机地位于所述涂层的外表面上。4.根据权利要求1所述的物品，其中所述外层形成相互交联的网状层。5.根据前述权利要求中任一项所述的物品，其中所述耐腐蚀层的深度在10
‑
70纳米的范围内。6.根据前述权利要求中任一项所述的物品，其中所述耐腐蚀层由多个亚层形成，并且至少一个亚层包含以下物质的氧化物中的任一种或它们的任意组合：钛、锆、铌、碳或石墨烯。7.根据权利要求6所述的物品，其中所述耐腐蚀层包含作为所述层的一部分而提供的材料的氧化物或氮化物。8.根据权利要求6和7中任一项所述的物品，其中按照从所述物品开始的顺序，所述耐腐蚀层包括施用在所述物品表面上的钛亚层、钛氧化物或钛氮化物亚层、以及另外的钛亚层。9.根据前述权利要求中任一项所述的物品，其中所述外层的深度为2
‑
30纳米。10.根据前述权利要求中任一项所述的物品，其中所述外层包含金、另外的贵金属、贵金属和/或石墨。11.根据权利要求10所述的物品，其中所述贵金属为铂或钌。12.根据前述权利要求中任一项所述的物品，其中所述涂层包括由钛、锆、铌或铪中的任一种或它们的任意组合形成的另外的层。13.根据权利要求12所述的物品，其中按照从所述物品表面开始的顺序，所述涂层包括所述另外的层、所述耐腐蚀层和所述外层。14.根据前述权利要求中任一项所述的物品，其中所述物品基底由钛、不锈钢、铝合金或铝中的任一种形成。15.根据前述权利要求中任一项所述的物品，其中导电路径形成于所述外层到所述耐腐蚀层以及所述物品基底之间。16.根据前述权利要求中任一项所述的物品，其中所述基底是用作燃料电池的一部分的双极板。17.根据前述权利要求中任一项所述的物品，其中所述涂层的界面接触电阻(ICR)小于15mΩcm2，优选小于5mΩcm2。18.用于物品的涂层，所述涂层包括由...
【专利技术属性】
技术研发人员：H，
申请(专利权)人：梯尔镀层有限公司，
类型：发明
国别省市：
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