[发明专利]高导电耐蚀类石墨碳防护多层复合涂层及其制法与应用

权利要求书

1.一种高导电耐蚀类石墨碳防护多层复合涂层，其特征在于，包括依次形成于基体表面的铬-铱过渡层和类石墨非晶碳层；其中，所述铬-铱过渡层中铱元素的含量为2~10wt%；并且，所述高导电耐蚀类石墨碳防护多层复合涂层在0.6V的标准工作电压下腐蚀电流密度小于5×10^-8A/cm²，沉积态接触电阻小于7mΩ•cm²，腐蚀24h后接触电阻小于10mΩ•cm²，腐蚀48h后接触电阻增大量在5%以内。

2.根据权利要求1所述的高导电耐蚀类石墨碳防护多层复合涂层，其特征在于：所述铬-铱过渡层的厚度为100~200nm；

所述类石墨非晶碳层的厚度为500~800nm。

3.根据权利要求1所述的高导电耐蚀类石墨碳防护多层复合涂层，其特征在于：所述基体包括金属双极板。

4.权利要求1-3中任一项所述的高导电耐蚀类石墨碳防护多层复合涂层的制法，其特征在于，包括：

提供作为基体的金属双极板；

采用高功率脉冲磁控溅射技术，以铬-铱复合靶为靶材，在所述基体的表面沉积形成铬-铱过渡层，其中所述铬-铱复合靶中铱元素的含量为2~10wt%；

以及，采用直流磁控溅射技术，以石墨靶为靶材，在所述铬-铱过渡层表面沉积形成类石墨非晶碳层，从而获得高导电耐蚀类石墨碳防护多层复合涂层。

5.根据权利要求4所述的高导电耐蚀类石墨碳防护多层复合涂层的制法，其特征在于包括：采用高功率脉冲磁控溅射技术，将所述基体置于反应腔体中，以铬-铱复合靶为靶材，以惰性气体为工作气体，在所述基体表面沉积形成铬-铱过渡层，其中所述高功率脉冲磁控溅射技术采用的脉冲频率为400~800Hz，脉宽为50~200μs，脉冲电压为800~1000V，功率为2.0~3.5KW，反应腔体的气压为1.4~2.1mTorr，基体偏压为-50V~-150V，惰性气体的通入量为30~70sccm，沉积温度为40~80℃，沉积时间为5~15min。

6.根据权利要求4所述的高导电耐蚀类石墨碳防护多层复合涂层的制法，其特征在于包括：采用直流磁控溅射技术，以石墨靶为靶材，以惰性气体为工作气体，在所述铬-铱过渡层表面沉积形成类石墨非晶碳层，其中采用的溅射源电源功率为0.9~1.2kW，反应腔体气压为1.4~2.1mTorr，基体偏压为-50V~-250V，惰性气体的通入量为30~70sccm，沉积温度为40~80℃，沉积时间为30~90min。

7.根据权利要求4所述的高导电耐蚀类石墨碳防护多层复合涂层的制法，其特征在于还包括：在形成所述铬-铱过渡层前，先对基体表面进行刻蚀处理。

8.根据权利要求7所述的高导电耐蚀类石墨碳防护多层复合涂层的制法，其特征在于，所述刻蚀处理包括：采用Ar离子刻蚀法于室温下对所述基体进行刻蚀处理30~60min；所述刻蚀处理采用的工艺条件包括：反应腔体气压在2.0×10^-5Torr以下，氩气流量为40~100sccm，偏压为-150~-450V，所述Ar离子刻蚀法包括辉光刻蚀和/或离子束刻蚀。

9.根据权利要求4所述的高导电耐蚀类石墨碳防护多层复合涂层的制法，其特征在于：所述金属双极板包括不锈钢双极板或钛合金双极板。

10.一种质子交换膜燃料电池用双极板，包括金属双极板，其特征在于，所述金属双极板覆设有权利要求1-3中任一项所述的高导电耐蚀类石墨碳防护多层复合涂层。