[发明专利]一种高耐蚀的燃料电池双极板的多层复合碳涂层

权利要求书

1.一种高耐蚀的燃料电池双极板的多层复合碳涂层，其特征在于，包括：覆盖在双极板金属基材表面上的扩散渗透层；覆盖在所述扩散渗透层上表面的致密耐蚀层；以及覆盖在所述致密耐蚀层上表面的性能调控层；

所述扩散渗透层的材料为C、N、Si、SiC、SiO₂和Si₃N₄中的一种或两种以上的成分组成；所述致密耐蚀层的材料由质量分数≥80%的非晶态碳、≤20%的氢元素和≤5%的氧元素构成；所述性能调控层的材料包括质量分数为80%～99%的C元素，掺杂0～10%的Si元素、0～10%的F元素、0～5%的O元素、0～10%的N元素或1%～20%的H元素中的一种或几种；所述致密耐蚀层的内部或表面嵌有随机分布的金刚石颗粒或类金刚石碳颗粒。

2.根据权利要求1所述的多层复合碳涂层，其特征在于，所述扩散渗透层的厚度为50～300nm，所述扩散渗透层材料为C，其部分渗透进入所述双极板金属基材内部。

3.根据权利要求1所述的多层复合碳涂层，其特征在于，所述扩散渗透层的制备方法包括等离子体扩散和/或等离子体注入，扩散温度为400～800℃。

4.根据权利要求1所述的多层复合碳涂层，其特征在于，所述金刚石或类金刚石碳颗粒具有≥1.0V的自腐蚀电位，在所述致密耐蚀层表面的覆盖率为5%～50%。

5.根据权利要求1所述的多层复合碳涂层，其特征在于，所述致密耐蚀层的厚度为10～300nm，颗粒尺寸≤20nm。

6.根据权利要求1所述的多层复合碳涂层，其特征在于，所述性能调控层的厚度为5～50nm。

7.根据权利要求1所述的多层复合碳涂层，其特征在于，所述致密耐蚀层与所述性能调控层交替多层沉积，层数为2～10，且最外一层为所述性能调控层。

8.根据权利要求1所述的多层复合碳涂层，其特征在于，所述致密耐蚀层和所述性能调控层中随机分布着质量分数为1%～10%的片状石墨。

9.根据权利要求1所述的多层复合碳涂层，其特征在于，所述致密耐蚀层中的金刚石或类金刚石碳颗粒有部分穿过所述性能调控层裸露于其表面，所述金刚石或类金刚石碳颗粒在所述性能调控层表面的覆盖率为3%～30%。

10.根据权利要求1所述的多层复合碳涂层，其特征在于，所述致密耐蚀层和所述性能调控层采用等离子辅助化学气相沉积方法进行沉积。