[发明专利]一种燃料电池双极板用金属铬粉的制备方法

说明书

本发明涉及粉末冶金技术领域，具体公开了一种燃料电池双极板用金属铬粉的制备方法，包括对原料金属铬块破碎再进行低温研磨，得到金属铬粉末；将得到的金属铬粉末进行筛分，得到原始粉末A、原始粉末B；将所述原始粉末A进行热处理，再次筛分得到去应力粉C1、去应力粉C2；将所述原始粉末B进行筛分得到基础粉末D1、基础粉末D2、基础粉末D3；本方法能够解决在压制烧结制备双极板时，由于双极板致密度不高，容易出现裂纹、变形和气孔等缺陷且双极板高温耐腐蚀性较弱的问题。

技术领域

本发明涉及粉末冶金技术领域，具体是涉及一种燃料电池双极板用金属铬粉的制备方法。

背景技术

固体氧化物燃料电池，简称SOFC，是一种在高温下直接将储存在燃料和氧化剂中的化学能高效、友好地转化为电能的全固态化学发电装置，双极板材料的特性对SOFC的性能和使用寿命至关重要。一般制备SOFC双极板的材料包括陶瓷材料，高分子复合材料和使用粉末冶金方法制备的金属材料；在工业生产中需要SOFC有较高的致密度，较高的平面度，较高的耐高温氧化性能，较好的导电性，耐高温稳定性和较低的费用。

工业生产的金属铬一般具有较高的硬度，较好的耐高温性能，很高的耐腐蚀性，在空气中，即使在炽热状态下氧化也很慢，不溶于水，镀在金属表面可起到保护作用，因此被广泛应用于冶金、化工、铸铁、耐火及高精端科技等领域。一般工业上可用于SOFC双极板的材料有：陶瓷材料Cr₂O₃、高分子复合材料；前者特点是加工不易，成本较高；后者特点是成本较低，容易加工，但是其耐高温性能一般，工作寿命不长。

现有技术中也采用金属粉末烧结、压制等技术成型制成双极板，但是现有技术中采用的金属粉末由于在双极板成型过程中存在应力问题，导致在制备过程中难以压制成型，生坯强度不高，并且容易出现裂纹、变形和气孔等缺陷；因此成型的双极板强度不足，致密度不高；并且现有技术通过粉末材料制备的SOFC双极板材料高温耐腐蚀性能较弱，大大缩减了燃料电池的使用寿命。

发明内容

本发明解决的技术问题是：用于解决现有技术在压制烧结制备双极板时，由于双极板致密度不高，容易出现裂纹、变形和气孔等缺陷且双极板高温耐腐蚀性较弱的问题。

本发明的技术方案是：

一种燃料电池双极板用金属铬粉的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：破碎

对原料金属铬块进行破碎，得到破碎后的铬块颗粒；其中，破碎后的铬块颗粒粒度为10mm以下；

步骤二：制粉

将破碎后的铬块颗粒在液氮介质中进行低温研磨，得到金属铬粉末；其中，研磨过程温度控制在-80~10℃；然后再利用加热装置在60~100℃温度下将金属铬粉烘干，得到金属铬粉末；

步骤三：筛分

将得到的金属铬粉末进行筛分，得到粒径为25~180μm的原始粉末A和粒径为25~200μm的原始粉末B；

将所述原始粉末A进行热处理得到去应力粉末，再将得到的去应力粉末筛分得到粒径为105~180μm的去应力粉C1和粒径为25~48μm的去应力粉C2；

将所述原始粉末B进行筛分得到粒径为105~200μm的基础粉末D1、粒径为45~105μm的基础粉末D2和粒径为25~45μm的基础粉末D3；

步骤四：混合

将步骤三得到的去应力粉C1、去应力粉C2混合得到去应力混合粉末C；其中，去应力粉C1占去应力混合粉末C重量的60~80%；

将步骤三得到的基础粉末D1、基础粉末D2、基础粉末D3混合得到混合粉末D；混合粉末D中基础粉末D1占重量的50~70%，基础粉末D2占重量的20~40%，余下为基础粉末D3；