316L不锈钢双极板磁控溅射镀层的耐蚀性与导电性能

宓保森¹，秦子威¹，陈卓¹，汪宏斌¹

1. 上海大学材料科学与工程学院省部共建高品质特殊钢冶金与制备国家重点实验室上海市钢铁冶金新技术开发应用重点实验室

摘 要：为了提高不锈钢双极板的耐蚀性与导电性能,使用非平衡磁控溅射工艺,在316L不锈钢表面制备TiN、CrN、TiCrN镀层。使用X射线衍射仪(XRD)表征镀层的结构,使用扫描电镜(SEM)表征镀层的表面形貌,在模拟质子交换膜燃料电池(Proton Exchange Membrane Fuel Cell,PEMFC)的环境下,使用电化学测试方法分析3种镀层耐蚀性,使用接触电阻试验测试3种镀层与碳纸的接触电阻。结果表明:TiN镀层为TiN相,CrN镀层为CrN相,TiCrN镀层包含CrN相和TiN相;3种镀层表面致密,没有明显孔洞;3种镀层耐蚀性能相比于316L不锈钢提升了1～2个数量级,其中TiCrN镀层的耐蚀性优于TiN和CrN镀层;TiN、CrN、TiCrN镀层都显著降低了316L不锈钢的接触电阻,TiN镀层接触电阻最小。

关键词：质子交换膜燃料电池;磁控溅射;不锈钢双极板;镀层;耐蚀性;导电性能;