[发明专利]具有氮化铬涂层的金属带或薄片、双极板以及相关的制造方法

权利要求书

1.一种金属的带(1；1’)或薄片，所述金属的带或薄片包括由覆盖有至少一层基于氮化铬的涂覆层(5；5’)的不锈钢制成的基体(3；3’)，其特征在于，所述基于氮化铬的涂覆层(5；5’)是有纹理的。

2.根据权利要求1所述的带(1；1’)或薄片，其中，所述涂覆层(5；5’)与所述基体(3；3’)具有外延附生关系。

3.根据权利要求1或2所述的带(1；1’)或薄片，其中，使用物理气相沉积方法，尤其是通过阴极喷镀来得到所述基于氮化铬的涂覆层(5；5’)。

4.根据前述权利要求中任一项所述的带(1；1’)或薄片，其中，所述基于氮化铬的涂覆层(5；5’)直接形成于所述不锈钢基体(3；3’)上，而没有钝化层(10)的介入。

5.根据前述权利要求中任一项所述的带(1；1’)或薄片，其中，所述基体(3；3’)具有介于75微米到200微米之间的厚度，并且尤其具有小于或等于100微米的厚度。

6.根据前述权利要求中任一项所述的带(1；1’)或薄片，其中，所述基体(3；3’)的晶粒具有严格小于50微米的尺寸，并且尤其具有介于10微米到30微米之间的尺寸。

7.根据前述权利要求中任一项所述的带(1；1’)或薄片，其中，所述涂覆层(5；5’)具有柱状结构，优选地，柱的宽度介于所述涂覆层(5；5’)的厚度的10％到20％之间。

8.根据前述权利要求中任一项所述的带(1；1’)或薄片，其中，所述涂覆层(5’)可选地包括氧，所述涂覆层(5’)通过物理气相沉积(PVD)而得到，其特征在于，所述涂覆层(5’)在其表面上具有表面区域(8)，所述表面区域包含的原子氧含量严格小于其原子氮含量。

9.根据权利要求8所述的金属的带(1；1’)或薄片，其中，所述表面区域(8)具有的高度小于或等于所述涂覆层(5’)的总厚度的15％。

10.根据权利要求8或9所述的金属的带(1’)或薄片，其中，所述涂覆层(5’)在与所述基体(3’)的交界面处包括界面区域(6)，所述界面区域包括的原子氧含量严格小于其原子氮含量。

11.根据权利要求10所述的金属的带(1’)或薄片，其中，所述界面区域(6)具有的高度小于或等于所述涂覆层(5；5’)的总厚度的15％。

12.根据权利要求8至11中的任一项与权利要求10相结合所述的金属的带(1’)或薄片，从所述基体(3’)开始并趋向所述涂覆层(5’)的表面，所述金属的带或薄片由界面区域(6)、核芯区域(7)以及表面区域(8)组成，所述界面区域、核芯区域以及表面区域(6，7，8)沿与所述基体(3’)的中间平面垂直的方向叠覆。

13.一种板(13)，所述板是通过使根据前述权利要求中任一项所述的带(1；1’)或薄片发生变形而得到的。

14.一种用于燃料电池的双极板(11)，所述双极板包括至少一个根据权利要求13所述的板(13)。

15.一种用于制造金属的带(1；1’)或薄片的方法，所述方法包括以下步骤：

-提供不锈钢基体(3；3’)，所述不锈钢基体在其表面上包括由于所述基体(3；3’)的不锈钢的自然氧化而形成的钝化层(10)；

-在所述基体(3；3’)的至少某些区域中完全地剥离所述钝化层(10)；

-将氮化铬沉积在所述基体(3；3’)的在其中所述钝化层(10)已被剥离的区域上，以在所述不锈钢基体(3；3’)上直接形成基于氮化铬的涂覆层(5；5’)，而没有钝化层(10)的介入，由此形成的所述涂覆层(5；5’)是有纹理的。

16.根据权利要求15所述的方法，其中，由此形成的所述涂覆层(5；5’)与所述基体(3；3’)具有外延附生关系。

17.根据权利要求15或16所述的方法，其中，所述剥离是一种物理剥离。

18.根据权利要求15至17中的一项所述的方法，其中，使用物理气相沉积方法，尤其是通过阴极喷镀来沉积所述基于氮化铬的涂覆层(5；5’)。

19.根据权利要求18所述的方法，其中，所述氮化铬在沉积设备中被沉积在所述基体(3’)上，所述沉积设备包括沉积室(20)以及被布置在所述沉积室(20)中的铬靶材(22)，所述基体(3’)沿纵向方向行进穿过所述沉积室(20)，

所述沉积室(20)包括：沉积区域(30；30’)，沿所述纵向方向考虑，所述沉积区域的长度严格小于所述沉积室(20)的长度；以及至少包括第一禁止区域(32)，所述第一禁止区域沿所述纵向方向与所述沉积区域(30；30’)相邻，以及

在沉积期间，氮化铬仅在所述沉积区域(30；30’)中被沉积在基体(3’)上，并且在所述第一禁止区域(32)中没有氮化铬被沉积在所述基体(3’)上。