[发明专利]一种铝基燃料电池双极板表面复合涂层及其制备方法

权利要求书

1.一种铝基燃料电池双极板表面复合涂层的制备方法，包括以下步骤：

(1)将经前处理的基体置于装有Ti靶和Ag靶的真空腔内，在真空条件下进行等离子体清洗；

(2)以Ti靶为蒸发源，以氩气为工作气体，在真空条件下采用离子镀工艺在经步骤(1)处理后的基体上沉积一层纯Ti涂层；

(3)以Ti靶为蒸发源，以氩气和氮气为工作气体，在真空条件下采用离子镀工艺在步骤(2)所得的纯Ti涂层上沉积一层TiN过渡层；

(4)以Ti靶和Ag靶为蒸发源，以氩气和氮气为工作气体，在真空条件下采用离子镀工艺在步骤(3)所得的TiN过渡层上沉积一层银掺杂TiN涂层；

(5)保持真空条件不变，对经步骤(4)处理后的基体进行热处理，使银掺杂TiN涂层中的银在TiN涂层的界面处形成短小银线，并发生团聚。

2.根据权利要求1所述的铝基燃料电池双极板表面复合涂层的制备方法，其特征在于，所述热处理的具体过程为：以10～20℃/min的升温速率升至200℃～500℃，保温1h～12h后冷却至室温。

3.根据权利要求1或2所述的铝基燃料电池双极板表面复合涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，等离子清洗的工作条件为：抽真空≤5.0×10-3Pa，Ti靶电流为0.1～0.5A，样品偏压为-400～-200V，清洗时间为15～30min。

4.根据权利要求3所述的铝基燃料电池双极板表面复合涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，真空腔内气压为0.5～0.6Pa，工件架转速为5～10r/min，Ti靶电流0.2A～5A、样品偏压为-100～-90V，沉积时间为5～10min。

5.根据权利要求4所述的铝基燃料电池双极板表面复合涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，真空腔内气压为0.5～0.6Pa，氮气流量在15min内从0增加至15sccm，后续一直保持15sccm，工件架转速为5～10r/min，Ti靶电流为2～5A、样品偏压为-90～-60V，沉积时间为10～20min。

6.根据权利要求5所述的铝基燃料电池双极板表面复合涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中，真空腔内气压为0.5～0.6Pa，氮气流量维持在15sccm，工件架转速为5～10r/min，Ti靶电流为2～5A，Ag靶电流0.01～2A，基体偏压为-90V～-60V，沉积时间为60～120min。

7.根据权利要求4～6任一项所述的铝基燃料电池双极板表面复合涂层的制备方法，其特征在于，所述铝基燃料电池双极板材质为铝合金或不锈钢。

8.根据权利要求7所述的铝基燃料电池双极板表面复合涂层的制备方法，其特征在于，所述前处理包括：将基体放入含有除油剂的溶液中，超声波除油处理5～10min；再将除油后的基体在去离子水中超声波清洗1～2次，清洗时间3～5min，再在无水乙醇中超声波清洗3～5次，每次清洗3～5min。

9.根据权利要求8所述的铝基燃料电池双极板表面复合涂层的制备方法，其特征在于，基体与各靶材之间的距离均为60～120mm。

10.一种铝基燃料电池双极板表面复合涂层，其特征在于，所述铝基燃料电池双极板表面复合涂层由权利要求1～9任一项所述的制备方法制得。