[发明专利]一种Cr掺杂的MAX相涂层的其制备方法及双极板和燃料电池

权利要求书

1.一种Cr掺杂的MAX相涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

提供基材并对基材进行预处理；

在预处理后的基材表面沉积形成Cr掺杂的MAX相涂层得到Cr掺杂的MAX相涂层。

2.根据权利要求1所述的Cr掺杂的MAX相涂层的制备方法，其特征在于，在所述在预处理后的基材表面沉积形成Cr掺杂的MAX相涂层的步骤中，具体包括以下子步骤：

利用Cr掺杂的过渡金属元素M形成的M-Cr合金靶材和主族元素A形成的主族元素靶材在所述M金属合金层外溅射形成Cr掺杂的M-A过渡层；

利用C/N元素形成的X元素靶材在所述Cr掺杂的M-A过渡层外溅射形成Cr掺杂的M-A-X复合层。

3.根据权利要求2所述的Cr掺杂的MAX相涂层的制备方法，其特征在于，在所述利用Cr掺杂的过渡金属元素M形成的合金靶材和主族元素A形成的主族元素靶材在所述M金属合金层外溅射形成Cr掺杂的M-A过渡层的步骤中，采用直流磁控溅射工艺共溅射形成所述Cr掺杂的M-A过渡层，且在溅射时，所述M-Cr合金靶材的溅射功率P_M-Cr与主族元素靶材的溅射功率P_A的比例为：2:1＜P_M-Cr:P_A＜3:1，所述Cr掺杂的M-A过渡层的沉积时间为0.2～1h，所述Cr掺杂的M-A过渡层的沉积厚度为50～300nm。

4.根据权利要求2所述的Cr掺杂的MAX相涂层的制备方法，其特征在于，在所述利用C/N元素形成的X元素靶材在所述Cr掺杂的M-A过渡层外溅射形成Cr掺杂的M-A-X复合层的步骤中，所述Cr掺杂的M-A-X复合层的沉积时间为0.5～2h，所述Cr掺杂的M-A-X复合层的沉积厚度为50～300nm；形成所述Cr掺杂的M-A-X复合层的具体方法为：

采用中频磁控溅射工艺共溅射形成所述Cr掺杂的M-A-X复合层，且在溅射时，所述M-Cr合金靶材的溅射功率P_M-Cr与X元素靶材的溅射功率P_X的比例为0.5:1＜P_M-Cr:P_X＜2:1；

或

采用反应溅射工艺形成所述Cr掺杂的M-A-X复合层，且在反应时，向磁控溅射真空炉中通入X元素气体，通入所述X元素气体的流量为10～15cssm。

5.根据权利要求2所述的Cr掺杂的MAX相涂层的制备方法，其特征在于，在所述利用Cr掺杂的过渡金属元素M形成的M-Cr合金靶材和主族元素A形成的主族元素靶材在所述M金属合金层外溅射形成Cr掺杂的M-A过渡层的步骤之前，还包括以下步骤：

利用Cr掺杂的过渡金属元素M形成的M-Cr合金靶材，在所述基材的表面溅射形成Cr掺杂的M金属合金层。

6.根据权利要求5所述的Cr掺杂的MAX相涂层的制备方法，其特征在于，在所述利用Cr掺杂的过渡金属元素M形成的M-Cr合金靶材，在所述基材的表面溅射形成M金属合金层的步骤中，采用直流磁控溅射工艺溅射形成所述M金属合金层，且在溅射时，所述M-Cr合金靶材中过渡金属元素M和Cr的成分比例为6.5:3.5＜M:Cr＜9.5:0.5，所述M金属合金层的沉积时间为0.2～1h，所述M金属合金层的沉积厚度为50～300nm。

7.根据权利要求1所述的Cr掺杂的MAX相涂层的制备方法，其特征在于，在所述在预处理后的基材表面沉积形成Cr掺杂的MAX相涂层得到Cr掺杂的MAX相涂层的步骤中，所述Cr掺杂的MAX相涂层采用一改进的磁控溅射真空炉制备得到，所述改进的磁控溅射真空炉中设置有呈线列式分布的三段式腔体，所述三段式腔体包括呈线性布置在真空炉中的沉积腔、第一退火腔和第二退火腔。