[发明专利]一种金属双极板涂层结合力的简便测试方法

说明书

本发明公开了一种金属双极板涂层结合力的简便测试方法，将金属双极板置于烘箱中，采用加热烘烤的方式，测试金属双极板涂层的结合力。具体原理为，将金属双极板加热烘烤时，金属双极板表面的涂层和金属双极板本身基体金属不同的热膨胀系数会使涂层和基体之间产生变形差异，从而产生应力使涂层剥落。本发明能够快速的测试涂层的结合力，无需精密设备，测试方法普遍可用，且测试结果可对比且参考性极好。

技术领域

本发明具体涉及一种金属双极板涂层结合力的简便测试方法，属于金属涂层领域。

背景技术

金属双极板是燃料电池的核心部件，它占燃料电池重量的70％，成本的30％左右。常用的双极板材料为石墨金属双极板和金属双极板。石墨金属双极板由于加工成本高，脆性大，正逐步被淘汰。金属双极板具有传热效率高、延展性好，成本低、导电性好等特定。由于金属双极板可以做到很薄，相比石墨双极板可以大幅提供燃料电池的体积功率密度。但是，由于燃料电池苛刻的工作环境，常见的金属材料如不锈钢、钛板等都会发生腐蚀。为了提高材料的耐腐蚀性和导电性，通常会对双极板基材进行表面涂层处理。涂层与基体的结合力就成为金属双极板表面改性的核心指标之一。

现有技术中的结合力测定一般采用百格法测试，使用刀具或者划痕仪在涂层表面均匀划格，使用胶带牢固粘贴划格涂层后快速移除，目视涂层表面脱落表现进行评级。该方法对油漆等软质涂层测试效果较好，能够反映涂层结合力情况，但对对于燃料电池常用的金属双极板来说，由于基材厚度只有0.1mm，在测试过程中基材会被击穿，无法准确测定涂层的结合力。同时，对于结合力较大的硬质涂层不足以产生使涂层剥落的拉力，该测试方法对硬质涂层无法有效地进行附着力检测。现有技术中的结合力测定还可以采用锤击或者落球试验，但是该方法需要专用的设备和夹具，并且试验的时间较长，测试结果的偏差较大。

因此，如何提供一种能够准确测定厚度小的基材的表面涂层结合力的方法成为本领域技术人员急需解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术存在的不足而提供一种金属双极板涂层结合力的简便测试方法，能够快速的测试涂层的结合力，无需精密设备，测试方法普遍可用，且测试结果可对比且参考性极好。

本发明为解决上述提出的问题所采用的技术方案为：

一种金属双极板涂层结合力的简便测试方法，将金属双极板置于烘箱中，采用加热烘烤的方式，测试金属双极板涂层的结合力。具体原理为，将金属双极板加热烘烤时，金属双极板表面的涂层和金属双极板本身基体金属不同的热膨胀系数来使涂层和基体之间产生变形差异，从而产生应力使涂层剥落。

由于带涂层的金属双极板的种类繁多，每种涂层的耐受温度和结合力不同，所以每种涂层的结合力测试需要用到的参数和方法不完全相同。在结合力测试之前，需要明确涂层的种类，确定是否需要保护气氛(对于不易烧蚀和氧化的涂层，不需要惰性气体保护；对于易烧蚀和氧化的涂层，在惰性气体保护气氛下加热保温)，然后再通过试验确定测试加热温度、保温时间等参数。对于某一材质的涂层，根据实验首先确定出标准加热温度、标准保温时长等标准测试参数，以该标准测试参数进行试验时大多数该材质的涂层不会损坏。所以，对待测双极板以该标准测试参数进行试验，若涂层出现损坏判定位该涂层不合格，若涂层保持完整则判定为该涂层合格。

本发明提供一种具体地金属双极板涂层结合力的简便测试方法，包括如下步骤：

(1)选取同一材质的一个或者多个符合标准要求的金属双极板标准样品；

(2)将金属双极板标准样品平行置于烘箱中进行加热并保温，然后进行冷却，观察是否出现起皮、起泡、裂纹、剥落、露底等现象；将金属双极板标准样品出现起皮、起泡、裂纹、剥落、露底等现象的临界加热温度和临界保温时间确定为标准加热温度、标准保温时间等标准测试参数；