[发明专利]表面镀层的燃料电池金属双极板及其制备方法

权利要求书

1.一种表面镀层的燃料电池金属双极板，包括：金属双极板和沉积在其双表面上的C/MeN多层梯度镀层；所述C/MeN多层梯度镀层包括类石墨碳镀层、MeN镀层和Cr过渡层，在所述MeN镀层和所述金属双极板之间为Cr过渡层；在所述类石墨碳镀层和所述MeN镀层之间为Cr过渡层；所述Cr过渡层具有化学成分梯度，所述梯度范围0at.%~100at.%；所述类石墨镀层与所述C/MeN多层梯度镀层厚度的比值为0＜R(C:C/MeN)＜1，所述MeN镀层与所述C/MeN多层梯度镀层厚度的比值为0＜R(MeN:C/MeN)＜1，所述Cr过渡层与所述C/MeN多层梯度镀层厚度的比值为0≤R(Cr:C/MeN)＜1；所述Me为金属元素Cr、Ti、Al或/和Mo。

2.如权利要求1所述的燃料电池金属双极板，其中，所述C/MeN多层梯度镀层厚度为0.5~10μm。

3.如权利要求1所述的燃料电池金属双极板，其中所述C/MeN多层梯度镀层在所述金属双极板上的沉积顺序依次为所述Cr过渡层，所述MeN镀层，所述Cr过渡层，所述类石墨碳镀层。

4.如权利要求1所述的燃料电池金属双极板，其中所述金属基双极板为不锈钢、钛、钛合金、铝、铝合金、镁或镁合金。

5.如权利要求1所述的燃料电池金属双极板，其中所述C/MeN多层梯度镀层为致密、低孔隙率的薄膜，该薄膜的通孔率小于等于10个/μm²。

6.一种制备权利要求1-5任一所述表面镀层的燃料电池金属双极板的方法，包括以下步骤：

a、将清洗干净的所述金属双极板放入镀膜设备中，开始进行抽真空，使本底真空度维持在1×10^-6~5×10^-2Pa，开始通入氩气，使真空度维持在0.1~100Pa；

b、开启铬靶电流，控制在0.1~10A，对所述金属双极板施加-1000~0V的偏压清洗0~30分钟，以清除金属双极板表面可能残存的氧化膜、钝化膜等，获得完全洁净的表面，并获得一定的表面粗糙度；

c、控制偏压在-500~0V，铬靶电流0.1~10A，沉积Cr过渡层0~2小时；

d、控制偏压在-500~0V，通入氮气体，通气速率为1~100SCCM，控制Cr、Ti、Al或/和Mo金属靶电流为0.1A~40A，沉积MeN镀层时间大于0且小于或等于2小时；

e、停止通入氮气，控制偏压在-500~0V，铬靶电流0.1~10A，沉积Cr过渡层0~2小时；

f、控制偏压在-500~0V，碳靶电流为0.1~10A，沉积类石墨碳镀层时间大于0且小于或等于5小时。