1. Metallipõhised pinnakatted
Üldiselt on siirdemetallide karbiididel, nitriididel ja boriididel ka suurepärane korrosioonikindlus ja elektrijuhtivus ning need on madalad.
TiN on hea elektrijuhtivuse ja korrosioonikindlusega keraamiline materjal, millel on kõrge kollektiivne titaani sidumistugevus. Peamised katmisprotsessid hõlmavad magnetroni pihustamist ja mitme kaarega ioonide katmist.
Plasmakümblustehnoloogia kasutamisel on võimalik kõrvaldada katte pinnal olevad augud ja suured osakeste defektid. Kõrgemal temperatuuril ladestamisel suureneb hapniku difusioonikiirus kattekihis ja liigub kiiresti tera piiripositsiooni, mis soodustab korrosioonikindluse ja elektrijuhtivuse paranemist. .
Näiteks kahe katoodiga plasma pihustussadestamise tehnoloogia abil valmistatakse TC4 titaanisulami pind nanokristallilise ZrC kattega, mille paksus on 10 um ja keskmine terasuurus 12 nm. Nanokristallilise ZrC katte korrosioonipotentsiaal on oluliselt suurem kui TC4 titaanisulamil ja korrosioonivoolu tihedus on väiksem. TC 4 titaanisulam väheneb umbes 4 suurusjärku.
Oksiidi moodustumise protsess Ti pinnal
2. Süsinikupõhine kate
Süsinikupõhistel kattekihtidel, nagu grafiit, amorfne süsinik ja grafeen, on PEMFC bipolaarses keskkonnas suurepärane korrosioonikindlus ja elektrijuhtivus ning aluspinnaga liidesele moodustub TiC kiht, mis ei saa mitte ainult suurendada titaani sidumistugevust. ja süsinikupõhised katted, vaid ka See võib parandada katte korrosioonikindlust ja juhtivust. Süsinikupõhised katted on odavamad.
Muude süsinikkile valmistamise protsessi elementide, nagu Ti-titaani, Zr-tsirkooniumi, W-volframi ja Ag-hõbeda dopimine amorfsesse süsinikkilesse, võib moodustada juhtivaid metallkarbiide, mis võivad tõhusalt täita süsinikkile tühimiku ja parandada kilekihti. . Tihedus.
Amorfset süsinikku hübridiseerivad SP2 (grafiiditaoline) süsinik ja SP3 (teemantitaoline) süsinik, milles SP2 süsinik on hea elektrijuhtivusega, kuid selle struktuur on lahtine, samas kui SP3 süsinikul on tihe struktuur ja suurepärane korrosioonikindlus, nii et A SP2/SP3 mõistlik suhe on katte kompaktsuse, juhtivuse ja korrosioonikindluse seisukohalt ülioluline. Amorfse süsinikkile struktuur ja pinnamorfoloogia määratakse peamiselt valmistamismeetodi ja protsessi parameetritega.
amorfne süsinik
Kui kasutate lähivälja tasakaalustamata magnetroni pihustustehnoloogiat, kandke roostevaba terase pinnale esmalt puhas titaan ja seejärel amorfne süsinik. On täheldatud, et süsinikkile morfoloogial on suur seos pihustuspingega. Kui pihustuspinge on madal, on süsinikkile suhteliselt lahtine, osakestega ja külgmorfoloogia on kolonnkristallide kasvurežiim. Kui pihustuspinge tõuseb 90-120V-ni, muutub süsinikkile tihedaks ning pind on sile ja terviklik; kui pihustuspinge tõuseb 300 V-ni, muutub süsinikkile uuesti lahti, defekte on rohkem. Leitakse, et pinge tõuseb, grafitiseerumisaste suureneb ja kontakttakistus väheneb.
Toyota tehnoloogia sadestab amorfse süsiniku titaanplaadile keemilise aurustamise teel ja π-konjugeeritud amorfse süsiniku (PAC) struktuuri kontrollitakse nanoskaalas, et tagada hea elektrijuhtivus. Süsinikku on suhteliselt raske otse titaanile kinnitada. Toyota on täiustanud protsessi ja välja töötanud sellega seotud tootmiskvaliteedi kontrollimise meetodid. Tehniline meetod on suhteliselt lihtne ja raskus seisneb protsessis.
Titaani ja süsiniku vahel on üleminekukiht, mis võib adhesiooni suurendada; võrreldes puhta titaaniga on kokkupuutetakistus pärast süsinikuga katmist väga väike; sadestamise tehnoloogia on väga hea, pärast süsinikkile sadestamist ja seejärel tembeldamist pole süsinikkilel selliseid defekte nagu mahakukkumine.
