[发明专利]一种金属双极板涂层及其制备方法

权利要求书

1.一种金属双极板涂层，其特征在于，包括依次沉积在基材上的打底层、抗氧化层、贵金属掺杂层，所述打底层沉积在基材上，抗氧化层沉积在打底层上，贵金属掺杂层沉积在抗氧化层上，所述的基材为不锈钢、钛及其合金、铜箔、铝及其合金中的一种；所述的打底层和抗氧化层成分为导电、耐电化学腐蚀的金属氧化物，所述打底层的金属成分包括钛及其铬、镍、铝、钨、铌中的一种或多种；所述的抗氧化层的金属成分包括铈、镧、锡、锑、铟、钽、铌、锰、钴、镍中的至少一种成分或者多种；所述贵金属掺杂层的成分为钛、石墨及其掺杂的贵金属钌、铱、铂、金、银中的一种或多种。

2.根据权利要求1所述的一种金属双极板涂层，其特征在于，所述的打底层的厚度为100nm-10μm，优选的，打底层的厚度为300nm-1000nm。

3.根据权利要求1所述的一种金属双极板涂层，其特征在于，所述的抗氧化层的厚度为100nm-1000nm，优选的，抗氧化层的厚度为300nm-500nm。

4.根据权利要求1所述的一种金属双极板涂层，其特征在于，所述贵金属掺杂层中贵金属的掺杂量为双极板涂层总重量的3wt%-10wt%。

5.根据权利要求4所述的一种金属双极板涂层，其特征在于，贵金属掺杂层的厚度为50nm-300nm。

6.一种根据权利要求1-5任意一项所述的金属双极板涂层的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）基材预处理：对基材进行除油清洗和磁控溅射设备中进行辉光清洗；

（2）打底层的沉积：将预处理后的基材装入镀膜室后，抽真空至预设真空度，通入氩气或氮气、设定偏压电源电压、占空比、设定钛合金多弧靶电流，沉积打底层；

（3）抗氧化层的沉积：通入氩气或氮气、设定偏压电源电压，占空比、设定金属合金多弧靶电流，沉积抗氧化层；

（4）贵金属掺杂层的沉积：通入氩气或氮气、设定偏压电源电压、占空比、设定贵金属掺杂合金多弧靶电流，沉积贵金属涂层。

7.根据权利要求6所述的一种金属双极板涂层的制备方法，其特征在于，具体的包括如下步骤：

（1）基材预处理

第一：将基材放入碳氢清洗剂中进行除油清洗，除油完成后将基材进行超声清洗；

第二：将基材放入酸性清洗液中进行超声清洗，清洗完成后，将基材放入纯水中进行超声清洗并烘干；

第三：将基材装入多弧离子镀膜炉中进行辉光清洗，抽真空至3.0*10^-3pa以下，加热到150℃-300℃，通入氩气，设定真空度为0.8pa-1.2pa，开启磁控溅射靶，设定靶电流为1A-5A，设定偏压电源电压为800V-1500V,占空比30%-80%，对基材进行辉光清洗，清洗时间为10min-60min；

（2）打底层的沉积：将预处理后的基材装入镀膜室后，抽真空至预设真空度，通入氩气或氮气，设定真空度为1.0*10^-1pa-3.0*10^-1pa,开启钛合金多弧靶，设定靶电流为40A-100A，设定偏压电源电压为100V-300V,占空比30%-80%，设定沉积时间为3min-30min；

（3）抗氧化层的沉积：通入氩气，设定真空度为1.0*10^-1pa-3.0*10^-1pa,开启金属合金多弧靶，设定靶电流为40A-100A，设定偏压电源电压为100V-300V,占空比30%-80%，设定沉积时间为3min-30min；

（4）贵金属掺杂层的沉积：通入氩气，设定真空度为1.0*10^-1pa-3.0*10^-1pa,开启贵金属掺杂合金多弧靶，设定靶电流为30A-60A，设定偏压电源电压为100V-300V,占空比30%-80%，设定沉积时间为3min-30min。

8.根据权利要求7所述的一种金属双极板涂层的制备方法，其特征在于，所述金属双极板涂层的制备采用磁过滤多弧离子镀镀膜法。