[发明专利]用于燃料电池的分离器的制造方法

说明书

一种用于燃料电池的分离器的制造方法，该制造方法是一种用于通过CVD在钛基材(41)上形成碳涂覆膜(50)的方法，钛基材(41)在钛基材(41)的表面上具有氧化钛层(41a)。该方法包括：形成其中将在其表面上具有氧化钛层(41a)的钛基材(41)置于真空氛围中的状态的步骤；在形成碳涂覆膜(50)之前或者在碳涂覆膜(50)正在形成时利用具有等于或者短于390nm的波长的光照射钛基材(41)的氧化钛层(41a)的表面的照射步骤；和在于照射步骤中利用光照射的氧化钛层(41a)的表面上形成碳涂覆膜的步骤。

技术领域

本发明涉及一种用于燃料电池的分离器的制造方法。更加具体地，本发明涉及改进通过CVD(化学气相沉积)在钛基材上形成碳涂覆膜的技术，该钛基材在其表面上具有氧化钛层。

背景技术

作为在制造用于燃料电池的分离器时执行的表面处理技术，已经开发了一项利用碳基传导薄膜涂覆基材的技术，该技术取代了是使用Au等的相关领域的技术的贵金属电镀技术。

作为分离器的基材，使用了SUS、钛等。特别地，根据具有高度耐腐蚀性的观点，使用了钛基材。因此，正在越来越多地使用利用碳薄膜涂覆由钛制成的分离器基材的技术。

在其中借助于等离子体CVD(使用等离子体的化学气相沉积)通过使用碳氢化合物基气体的原材料在由钛制成的分离器基材上形成碳薄膜的情形中，确保在基材和碳薄膜之间的附着是特别重要的。然而，在很多情形中确保这种附着在技术上是非常困难的。即，虽然在大气中氧化钛层自然地形成在钛基材的最上层上，但是已知氧化钛层是呈现低活性的、极度坚固并且致密的膜。因此，认为加速在氧化钛层和碳薄膜层之间的结合是困难的。

因此，为了解决在氧化钛层和碳薄膜层之间的附着的问题，使用了一种在氧化钛层和碳薄膜层之间形成中间层的方法。这种方法的具体实例包括在氧化钛层(作为基材的氧化物膜)上形成由选自金属诸如Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo和W或者选自半金属元素诸如Si和B的一种或者多种元素构成的中间层，并且在该中间层上形成碳薄膜层的方法(例如，见日本专利申请公报No.2004-185998(JP 2004-185998 A))。

进而，作为用于解决在氧化钛层和碳薄膜层之间的附着的问题的另一种方法，存在一种从钛基材的表面移除氧化钛层并且在钛基材的该表面上形成碳薄膜层的方法。

然而，如果形成中间层以确保在作为基材的氧化物膜和碳膜之间的附着，则用于制造分离器的步骤的数目增加，并且因此制造成本增加。另外，在从钛基材的表面移除氧化钛层的情形中，步骤的数目也增加，并且因此制造成本增加。

发明内容

本发明的一个实施例提供一种用于燃料电池的分离器的制造方法，该制造方法使得通过在通过CVD(化学气相沉积)于钛基材上形成碳涂覆膜时减少制造步骤的数目而减少制造成本成为可能，该钛基材在其表面上具有氧化钛层。

本发明的实施例是一种用于燃料电池的分离器的制造方法，该制造方法是一种用于利用CVD在钛基材上形成碳涂覆膜的方法，该钛基材在其表面上具有氧化钛层。该制造方法包括：形成其中将在其表面上具有氧化钛层的钛基材置于真空氛围中的状态、在形成碳涂覆膜之前或者在碳涂覆膜正在形成时利用具有等于或者短于390nm的波长的光照射钛基材的氧化钛层的表面，和在利用具有等于或者短于390nm的波长的光照射钛基材的氧化钛层的表面时在利用光照射的氧化钛层的表面上形成碳涂覆膜。

当利用具有前述波长的光照射钛基材的表面上的氧化钛(TiO₂)层(氧化物涂覆膜)时，由于光催化效应，氧化钛层被激活，并且氧化钛层的表面自由能被提高。结果，在氧化钛层和碳涂覆膜之间的附着得以改进，并且相应地，即便不如在相关技术中那样在氧化钛层和碳涂层之间置放中间层或者即便不移除氧化钛层，使得碳涂覆膜与氧化钛层形成紧密接触仍然是可能的。因此，形成中间层以确保在钛基材和碳涂覆膜之间的附着的步骤或者移除氧化钛层的步骤是不必要的，并且因此制造成本能够减少。