一种用于质子交换膜燃料电池双极板的高熵合金纳米晶涂层及制备方法技术

本发明专利技术涉及一种用于质子交换膜燃料电池双极板的高熵合金纳米晶涂层及制备方法。利用双阴极等离子溅射沉积技术，在纯钛表面形成具有纳米等轴晶结构的TiZrHfMoW高熵合金涂层。双阴极等离子溅射沉积的可调工艺参数为靶材电压，工件电压，工件与靶材的间距，氩气气压，沉积时间等。该涂层由单相BCC结构高熵合金固溶体相构成，具有纳米尺度等轴晶结构，与钛基体结合良好，提高了双极板的表面硬度，并在含氟离子酸性介质中具有较低的腐蚀速率和良好的抗点蚀能力，够满足燃料电池金属双极板高性能、长时间的使用要求。长时间的使用要求。长时间的使用要求。

【技术实现步骤摘要】
一种用于质子交换膜燃料电池双极板的高熵合金纳米晶涂层及制备方法


[0001]本专利技术涉及高熵合金涂层及制备方法，特别涉及一种用于质子交换膜燃料电池双极板的高熵合金纳米晶涂层及制备方法。

技术介绍

[0002]随着制氢技术和合金储氢技术的日趋成熟，清洁、高效且可再生的氢能将作为绿色能源大规模进入社会。燃料电池能直接将储存在氢气中的化学能转化为电能，其转化效率不受卡诺循环限制，是目前广泛使用的氢能转换装置。在众多种类的燃料电池中，质子交换膜燃料电池(PEMFC)具有较高的能量密度、较短的启动时间和较低的运行噪声，常作为汽车、无人机等移动设备上的稳定电能供应装置。PEMFC堆栈的基本结构可分为质子交换膜、催化剂层、扩散层以及双极板(集流层)。其中，双极板的主要功能为提供气体和冷却液流通渠道，分隔氢气和氧气，均匀分配反应介质，在串联的阴阳两极之间建立电流通路，导热散热和排除反应产物水等。目前，最广泛应用的双极板材料是金属材料。相比于石墨材料，金属材料具有良好的机械强度，导电导热性能，气密性和易于加工成薄板的优点。考虑到PEMFC中酸性和潮湿的工作环境本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于质子交换膜燃料电池双极板的高熵合金纳米晶涂层的制备方法，其特征在于：利用双阴极等离子溅射沉积技术，在纯钛(CP
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Ti)表面形成具有纳米等轴晶结构的TiZrHfMoW高熵合金涂层。2.根据权利要求1所述的用于质子交换膜燃料电池双极板的高熵合金纳米晶涂层的制备方法，其特征在于：所用靶材由纯度≥99.9％，粒径为300目的Ti，Zr，Hf，Mo，W高纯金属粉混合后经真空热压烧结制备而成，其成分配比为8.01wt.％Ti，15.27wt.％Zr，29.88wt.％Hf，16.06wt.％Mo，30.78％W。3.根据权利要求1所述的用于质子交换膜燃料电池双极板的高熵合金纳米晶涂层的制备方法，其特征在于：靶材电压900
‑
950V。4.根据权利要求1所述的用于质子交换膜燃料电池双极板的高熵合金纳米晶涂层的制备方...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐江，彭爽，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：