[發明專利]一種金屬雙極板涂層及其制備方法

在審

• 申請號: 202110890172.0
• 申請日: 2021-08-02
• 公開（公告）號: CN113584441A
• 公開（公告）日: 2021-11-02
• 發明（設計）人: 劉長影;李想
• 申請（專利權）人: 杭州興態環保科技有限公司
• 主分類號: C23C14/32
• 分類號: C23C14/32;C23C14/08;C23C14/16
• 代理公司: 杭州浙科專利事務所(普通合伙) 33213
• 代理人: 周紅芳

1.一種金屬雙極板涂層，其特征在于，包括依次沉積在基材上的打底層、抗氧化層、貴金屬摻雜層，所述打底層沉積在基材上，抗氧化層沉積在打底層上，貴金屬摻雜層沉積在抗氧化層上，所述的基材為不銹鋼、鈦及其合金、銅箔、鋁及其合金中的一種；所述的打底層和抗氧化層成分為導電、耐電化學腐蝕的金屬氧化物，所述打底層的金屬成分包括鈦及其鉻、鎳、鋁、鎢、鈮中的一種或多種；所述的抗氧化層的金屬成分包括鈰、鑭、錫、銻、銦、鉭、鈮、錳、鈷、鎳中的至少一種成分或者多種；所述貴金屬摻雜層的成分為鈦、石墨及其摻雜的貴金屬釕、銥、鉑、金、銀中的一種或多種。

2.根據權利要求1所述的一種金屬雙極板涂層，其特征在于，所述的打底層的厚度為100nm-10μm，優選的，打底層的厚度為300nm-1000nm。

3.根據權利要求1所述的一種金屬雙極板涂層，其特征在于，所述的抗氧化層的厚度為100nm-1000nm，優選的，抗氧化層的厚度為300nm-500nm。

4.根據權利要求1所述的一種金屬雙極板涂層，其特征在于，所述貴金屬摻雜層中貴金屬的摻雜量為雙極板涂層總重量的3wt%-10wt%。

5.根據權利要求4所述的一種金屬雙極板涂層，其特征在于，貴金屬摻雜層的厚度為50nm-300nm。

6.一種根據權利要求1-5任意一項所述的金屬雙極板涂層的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

（1）基材預處理：對基材進行除油清洗和磁控濺射設備中進行輝光清洗；

（2）打底層的沉積：將預處理后的基材裝入鍍膜室后，抽真空至預設真空度，通入氬氣或氮氣、設定偏壓電源電壓、占空比、設定鈦合金多弧靶電流，沉積打底層；

（3）抗氧化層的沉積：通入氬氣或氮氣、設定偏壓電源電壓，占空比、設定金屬合金多弧靶電流，沉積抗氧化層；

（4）貴金屬摻雜層的沉積：通入氬氣或氮氣、設定偏壓電源電壓、占空比、設定貴金屬摻雜合金多弧靶電流，沉積貴金屬涂層。

7.根據權利要求6所述的一種金屬雙極板涂層的制備方法，其特征在于，具體的包括如下步驟：

（1）基材預處理

第一：將基材放入碳氫清洗劑中進行除油清洗，除油完成后將基材進行超聲清洗；

第二：將基材放入酸性清洗液中進行超聲清洗，清洗完成后，將基材放入純水中進行超聲清洗并烘干；

第三：將基材裝入多弧離子鍍膜爐中進行輝光清洗，抽真空至3.0*10^-3pa以下，加熱到150℃-300℃，通入氬氣，設定真空度為0.8pa-1.2pa，開啟磁控濺射靶，設定靶電流為1A-5A，設定偏壓電源電壓為800V-1500V,占空比30%-80%，對基材進行輝光清洗，清洗時間為10min-60min；

（2）打底層的沉積：將預處理后的基材裝入鍍膜室后，抽真空至預設真空度，通入氬氣或氮氣，設定真空度為1.0*10^-1pa-3.0*10^-1pa,開啟鈦合金多弧靶，設定靶電流為40A-100A，設定偏壓電源電壓為100V-300V,占空比30%-80%，設定沉積時間為3min-30min；

（3）抗氧化層的沉積：通入氬氣，設定真空度為1.0*10^-1pa-3.0*10^-1pa,開啟金屬合金多弧靶，設定靶電流為40A-100A，設定偏壓電源電壓為100V-300V,占空比30%-80%，設定沉積時間為3min-30min；

（4）貴金屬摻雜層的沉積：通入氬氣，設定真空度為1.0*10^-1pa-3.0*10^-1pa,開啟貴金屬摻雜合金多弧靶，設定靶電流為30A-60A，設定偏壓電源電壓為100V-300V,占空比30%-80%，設定沉積時間為3min-30min。

8.根據權利要求7所述的一種金屬雙極板涂層的制備方法，其特征在于，所述金屬雙極板涂層的制備采用磁過濾多弧離子鍍鍍膜法。