直流磁控溅射非晶碳膜的导电性和耐蚀性

材料研究学报, 2015, 29(10): 751-756.

直流磁控溅射非晶碳膜的导电性和耐蚀性

张海峰 ^1, , 张栋 ^2, , 李晓伟 ^3, , 鲁聪达 ^4, , 柯培玲 ^5, , 汪爱英 ^6,

1.浙江工业大学机械工程学院杭州310004;中国科学院海洋新材料与应用技术重点实验室浙江省海洋材料与防护技术重点实验室中国科学院宁波材料技术与工程研究所宁波315201

2.中国科学院海洋新材料与应用技术重点实验室浙江省海洋材料与防护技术重点实验室中国科学院宁波材料技术与工程研究所宁波315201

3.中国科学院海洋新材料与应用技术重点实验室浙江省海洋材料与防护技术重点实验室中国科学院宁波材料技术与工程研究所宁波315201

4.浙江工业大学机械工程学院杭州310004

5.中国科学院海洋新材料与应用技术重点实验室浙江省海洋材料与防护技术重点实验室中国科学院宁波材料技术与工程研究所宁波315201

6.中国科学院海洋新材料与应用技术重点实验室浙江省海洋材料与防护技术重点实验室中国科学院宁波材料技术与工程研究所宁波315201

基金项目: Supported by National Nature Science Foundation of China Nos.51175472 & 51522106, Ningbo Municipal Natural Science Foundation No.2015A610083, and Ningbo Municipal Key Technologies R&D Program No.2014B10032.国家自然科学基金51175472,国家自然科学优秀青年基金51522106,宁波市自然科学基金2015A610083和宁波市工业重点2014B10032资助项目.

关键词：无机非金属材料 , 质子交换膜燃料电池 , 非晶碳膜 , 磁控溅射 , 接触电阻 , 耐蚀性

Electric Conductivity and Corrosion Resistance of Amorphous Carbon Films Prepared by Direct Current Magnetron Sputtering on 304 Stainless Steel

Keywords： inorganic non-metallic materials , PEM fuel cells , amorphous carbon films , magnetron sputtering , contact resistance , corrosion resistance

用直流磁控溅射技术在304不锈钢基体上制备导电非晶碳膜,重点研究了基体偏压对非晶碳膜微结构、导电性和耐蚀性的影响.结果表明:与纯不锈钢双极板相比,经非晶碳膜表面改性的不锈钢表面的导电性和耐蚀性均大幅度提高.当基体偏压为-200 V时在质子交换膜燃料电池组装典型压力(1.5 MPa)下非晶碳膜的sp2含量最高,使改性不锈钢双极板具有最低的接触电阻(16.65 mΩ· cm2);在模拟质子交换膜燃料电池工作环境的腐蚀溶液中镀膜后不锈钢板的腐蚀电位显著提高,腐蚀电流明显下降.尤其在偏压-200V下薄膜具有最佳的致密性,腐蚀电位为0.25V腐蚀电流密度为1.22x 10-8 A/cm2,耐蚀性能最佳.

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