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论文类型： 期刊论文

发表时间： 2018-11-15

发表刊物： 真空科学与技术学报

卷号： 38

期号： 11

页面范围： 972-979

ISSN号： 1672-7126

关键字： 膜燃料电池金属双极板;脉冲偏压电弧离子镀;钛合金过渡层;耐蚀性能;导电性能;疏水性能

摘要： 针对在燃料电池不锈钢双极板电堆上应用的Cr0.23C0.77非晶改性薄膜使用寿命低的问题,仍然采用脉冲偏压电弧离子镀技术,在Cr0.23C0.77薄膜与316L不锈钢基体之间增加制备一层耐点蚀钛合金过渡层,考察过渡层对改性薄膜表面综合性能的影响.首先在316L不锈钢基体上选择TA1、TA9、TA10和Ti35四种工业钛合金分别进行预选过渡层材料的沉积制备,对所得样品进行耐蚀性能的对比检测,结果显示,在模拟电池阴极环境下,四种样品中Ti35材料的耐蚀性能最优,可确定为过渡层的首选材料;之后再在不锈钢双极板样品上制备有Ti35过渡层的316L/Ti35/Cr0.23C0.77复合薄膜,与只有Cr0.23C0.77单层薄膜的样品一起进行表面综合性能的对比测试,结果表明,添加Ti35钛合金过渡层后,双极板在保持原有导电性能的接触电阻为3.0 mΩ·cm2(0.6 MPa下)左右和水接触角大于100°的疏水性能的基础上,耐蚀性能得到了明显的改善,在模拟阴极环境的动电位腐蚀测量条件下,腐蚀曲线中出现了一个明显的平台钝化区,从-0.3 ～0.9 V较宽的电位范围内腐蚀电流一直保持低于10-6A·cm-2水平,并且破钝电位高达1.0V以上.这将有利于提高双极板的表面防护性能和使用寿命.