[发明专利]一种金属双极板上的Ti3

说明书

本发明公开了一种金属双极板上的Ti₃SiC₂陶瓷涂层的制备方法和金属双极板，所述制备方法包括以下步骤：清洗金属双极板；配置Ti₃SiC₂粉料悬浮液；所述Ti₃SiC₂粉料悬浮液通过电泳沉积在所述金属双极板阴极表面。本发明通过电泳在金属双极板阴极表面沉积Ti₃SiC₂陶瓷涂层，避免了杂质相的引入和高温对于基底的损害，还大大降低了制备Ti₃SiC₂陶瓷涂层的时间周期与成本。

技术领域

本发明涉及燃料电池材料技术领域，具体涉及一种金属双极板上的Ti₃SiC₂陶瓷涂层的制备方法和金属双极板。

背景技术

双极板是质子交换膜燃料电池的重要组成部分，在整个质子交换膜燃料电池的成本中占据30％以上，双极板主要有三种类型：石墨双极板、复合双极板和金属双极板，其中，金属双极板具有强度高、成本低、易于机械加工、导电和导热性能好等优点，受到了广泛关注。但是，金属双极板会接触到水蒸气，加之交换膜燃料电池内部为酸性环境且温度较高，导致金属双极板容易发生腐蚀，析出金属离子，“毒害”膜电极。Ti₃SiC₂既具有陶瓷高强度、高模量的优点，也具有金属优异的导电、导热和耐腐蚀性能，同时由于其独特的六角层状结构具有自润滑性，可考虑在金属双极板制备Ti₃SiC₂涂层从而提高其耐蚀性和使用寿命。

目前对于Ti₃SiC₂涂层的沉积使用较多的是化学气相沉积(CVD)方法，该方法是让反应气体在高温热场的作用下发生裂解，在基底表面发生复杂化学反应沉积涂层，现有的Ti₃SiC₂涂层CVD合成体系主要有两条合成路线，一条是TiCl₄+SiCl₄+CH₄+H₂,一种是CH₃SiCl₃+TiCl₄+H₂+Ar，这两条路线最终生成的Ti₃SiC₂涂层不可避免地含有较高的TiC杂质相，且需要较高的反应温度和较长的反应时间。专利(CN11091705A)通过反应性化学气相沉积(RCVD)一定程度上避免了杂质相的引入，但需要两次沉积，较为繁琐，且基底需要在1000℃以上的环境中进行涂层的沉积，对于基底的耐高温性能具有较高的要求。

发明内容

本发明提供一种金属双极板上的Ti₃SiC₂陶瓷涂层的制备方法和金属双极板，能够解的问题Ti₃SiC₂涂层杂质多及反应条件苛刻的问题，实现提高金属双极板的耐蚀性和使用寿命。为解决上述技术问题，本发明提供一种金属双极板上的Ti₃SiC₂陶瓷涂层的制备方法，包括以下步骤：

清洗金属双极板；

配置Ti₃SiC₂粉料悬浮液；

将所述Ti₃SiC₂粉料悬浮液通过电泳沉积在所述金属双极板阴极表面。

较佳的，将所述Ti₃SiC₂粉料悬浮液通过电泳沉积在所述金属双极板阴极表面后还包括以下步骤：取出沉积Ti₃SiC₂陶瓷涂层的阴极电极板，在70～100℃条件下烘干。

较佳的，清洗金属双极板的具体步骤为：

将金属双极板依次放入乙醇、丙酮中中进行超声清洗；