[发明专利]金属双极板及其制备方法

权利要求书

1.一种金属双极板，其特征在于，包括钛基片及其表面改性层，所述表面改性层由紧邻所述钛基片的钛改性层和紧邻所述钛改性层的铬改性层组成。

2.根据权利要求1所述的金属双极板，其特征在于，所述钛改性层由钛氮化物、钛碳氮化物和钛碳化物中的一种或多种组成，所述铬改性层由铬氮化物、铬碳氮化物和铬氮碳化物中的一种或者多种组成。

3.根据权利要求2所述的金属双极板，其特征在于，所述钛改性层从钛基片到铬改性层依次设有钛氮化物、钛碳氮化物和钛碳化物中的一种或多种，所述铬改性层从紧邻铬改性层处开始依次设有铬氮化物、铬碳氮化物和铬氮碳化物中的一种或者多种。

4.根据权利要求3所述的金属双极板，其特征在于，在所述钛改性层中，碳的摩尔浓度为25～40％，氮的摩尔浓度为20～56％，在所述铬改性层中，碳的摩尔浓度为33～64％，氮的摩尔浓度为20～50％。

5.根据权利要求1所述的金属双极板，其特征在于，在所述钛改性层中，所述钛氮化物、钛碳氮化物和钛碳化物的摩尔浓度分别为10～90％、10～95％、5～50％；

在所述钛改性层中，所述铬氮化物、铬碳氮化物和铬氮碳化物的摩尔浓度分别为10～80％、5～70％、25～75％。

6.根据权利要求1所述的金属双极板，其特征在于，所述钛基片的厚度为0.08～3mm，所述钛改性层的厚度为0.1～2μm，所述铬改性层的厚度为0.2～3μm。

7.一种制备权利要求1～6中任意一项所述的金属双极板的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)沉积钛改性层：若沉积钛氮化物，则向真空腔体通入氮气和氩气，氩气携带体积分数为60％～85％的氮气，得到的钛氮化物厚度为0.2～2μm；若沉积钛碳氮化物时，则向真空腔体通入氮气、乙炔和氩气，氮气和乙炔的流量比为1:0.8～2，乙炔和氮气的体积之和占气体总体积的60～85％，得到的钛碳氮化物厚度为0.2～2μm；若沉积钛碳化物，则向真空腔体通入乙炔和氩气，氩气携带体积分数为65～90％的乙炔，得到的钛碳化物厚度为0.2～2μm；

2)沉积铬改性层：若沉积铬氮化物，则向真空腔体通入氮气和氩气，氩气携带体积分数为60％～85％的氮气，得到的铬氮化物厚度为0.8～2.5μm；若沉积铬碳氮化物，则向真空腔体通入氮气、乙炔和氩气，氮气和乙炔的流量比为1:0.2～2.5，乙炔和氮气的体积之和占气体总体积的60～85％，得到的铬碳氮化物厚度为0.8～2.5μm；若沉积铬碳化物，则向真空腔体通入乙炔和氩气，氩气携带体积分数为65～90％的C₂H₂，得到的铬碳化物厚度为0.8～2.5μm。

8.根据权利要求7所述的金属双极板的制备方法，其特征在于，所述氮气和乙炔的流量比为1:1～1.6，乙炔和氮气的体积之和占气体总体积的70～80％。

9.根据权利要求7所述的金属双极板的制备方法，其特征在于，所述氮气、乙炔和氩气，氮气和乙炔的流量比为1:0.8～1.8，乙炔和氮气的体积之和占气体总体积的70～80％。

10.根据权利要求7所述的金属双极板的制备方法，其特征在于，在沉积钛改性层前，将钛基底在氢氟酸和盐酸的混合液中进行表面除油和去钝化层处理，所述混合液中去离子水、浓盐酸和氢氟酸的体积比为7～13:2～5:1；然后对腔体进行抽真空，待真空度达到小于10^-4Pa后，通入0.5～3Pa的氩气，钛基片温度保持在250～450℃。