一种金属双极板耐蚀涂层及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种金属双极板耐蚀涂层及其制备方法

【技术实现步骤摘要】
一种金属双极板耐蚀涂层及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种金属双极板耐蚀涂层及其制备方法
。

技术介绍

[0002]质子交换膜燃料电池
(PEMFC)
是燃料电池的一种类型，其结构主要包括膜电极组件
(MEA)、
双极板
(BPP)、
集流体
、
端板等
。
双极板在
PEMFC
中主要起支撑
MEA、
导热
、
分隔氧化剂和燃料以及传输反应物等作用
。
在燃料电池的工作环境中，双极板需耐受
pH
＝2～3的磺酸
、
约
0.1ppm
浓度的氢氟酸以及约
80℃
的环境条件，因此双极板对使用材料的耐蚀性要求较高
。
[0003]目前双极板使用的主要材料为石墨
、
金属和复合材料
。
与其他双极板相比，金属双极板具有加工工艺性好
、
体积薄r/>、
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种金属双极板耐蚀涂层的制备方法，其特征在于，其包括下述步骤：
S1
在基底的两侧进行多弧离子镀成膜，形成打底层；
S2
在所述打底层进行多弧离子镀和磁控溅射交叠成膜，形成耐蚀层；总交替次数
≥5
；所述耐蚀层的材质为所述打底层材质的氮化物或碳化物膜；
S3
在所述耐蚀层上进行磁控溅射成膜，形成导电层
。2.
如权利要求1所述的金属双极板耐蚀涂层的制备方法，其特征在于，所述金属双极板耐蚀涂层的制备方法满足下述条件
①‑③
中的一种或多种：
①
S1
中，所述打底层的厚度为
0.01
μ
m
‑
0.3
μ
m
，例如
0.1
μ
m
；
②
S2
中，所述耐蚀层的厚度为
0.05
μ
m
‑
0.3
μ
m
，例如
0.15
μ
m
；和，
③
S3
中，所述导电层的厚度为
0.01
μ
m
～
0.3
μ
m
，例如
0.05
μ
m。3.
如权利要求1所述的金属双极板耐蚀涂层的制备方法，其特征在于，所述耐蚀层的制备过程中满足下述条件
①‑⑧
中的一种或多种：
①
S2
中，所述交叠成膜之前，先控制体系真空度不超过
0.1Pa
，然后通入混合气体，控制真空度为
0.4
‑
0.6Pa
；
②
S2
中，所述交叠成膜的过程中，总交替次数为5次
、6
次
、7
次或8次；
③
S2
中，所述交叠成膜的过程中，沉积温度为
100℃
‑
500℃
；
④
S2
中，所述交叠成膜的过程中，使用偏压为
100V
‑
1000V
；
⑤
S2
中，所述多弧离子镀成膜中，沉积电流为
50A
‑
150A
；
⑥
S2
中，所述多弧离子镀成膜中，沉积时间为
10s
‑
60s
；
⑦
S2
中，所述磁控溅射成膜中，沉积电流为5‑
20A
；和，
⑧
S2
中，所述磁控溅射成膜中，沉积时间为
60s
‑
300s。4.
如权利要求3所述的金属双极板耐蚀涂层的制备方法，其特征在于，所述耐蚀层的制备过程中满足下述条件
①‑⑦
中的一种或多种：
①
S2
中，控制真空度为
0.5Pa
；
②
S2
中，所述交叠成膜的过程中，沉积温度为
300℃
；
③
S2
中，所述交叠成膜的过程中，使用偏压为
300V
；
④
S2
中，所述多弧离子镀成膜中，沉积电流为
90A
；
⑤
S2
中，所述多弧离子镀成膜中，沉积时间为
60s
；
⑥
S2
中，所述磁控溅射成膜中，沉积电流为
20A
；和，
⑦
S2
中，所述磁控溅射成膜中，沉积时间为
300s。5.
如权利要求3所述的金属双极板耐蚀涂层的制备方法，其特征在于，所述混合气体为氩气和“C2H2或
N
2”的混合气体；所述混合气体中，氩气和“C2H2或
N
2”的体积比优选为
10:(3
‑
5)
，例如
10:4
；所述混合气体中，“C2H2或
N
2”的用量优选为
20
‑
40sccm
，例如
30sccm。6.
如权利要求1所述的金属双极板耐蚀涂层的制备方法，其特征在于，所述打底层的制备过...

【专利技术属性】
技术研发人员：汤全丰，杨敏，唐道远，陈福平，万玲玉，
申请(专利权)人：上海电气集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：