目的根據(jù)質(zhì)子交換膜燃料電池（Proton Exchange Membrane Fuel Cell,PEMFC）不銹鋼雙極板的表面鍍膜改性要求,探索改性薄膜成分對(duì)性能的影響規(guī)律,并提供一種行之有效的薄膜成分設(shè)計(jì)方法。方法首先應(yīng)用團(tuán)簇加連接原子結(jié)構(gòu)模型,結(jié)合電子軌道飽和原則,理論上設(shè)計(jì)出Cr-C二元材料體系的最佳團(tuán)簇式和最佳成分,再利用電弧離子鍍技術(shù)在316L不銹鋼雙極板上制備出一系列不同成分的Cr_xC_1-x薄膜,對(duì)薄膜的成分、結(jié)構(gòu)及性能進(jìn)行表征和分析。結(jié)果設(shè)計(jì)所得Cr-C材料體系的最佳團(tuán)簇式為[Cr-C₄]CrC₃,對(duì)應(yīng)的最佳原子比成分為Cr_0.22C_0.78。所制備的Cr_xC_1-x薄膜的成分系數(shù)x在0.05～0.23之間變化,薄膜的導(dǎo)電性和耐蝕性能隨著成分x的增加,呈明顯增加趨勢。其中Cr_0.23C_0.77薄膜的綜合性能最好:在1.2MPa壓緊力下,接觸電阻為2.8 m... 

【文章來源】：表面技術(shù). 2020年05期 北大核心

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

脈沖偏壓電弧離子鍍?cè)O(shè)備結(jié)構(gòu)圖

在腐蝕測試中，將80℃的含0.5 mol/L H2SO4+0.0005%F?的溶液作為電池模擬腐蝕溶液。將雙極板樣品進(jìn)行切割、邊緣涂覆、清洗，只露出10 mm×10 mm的區(qū)域作為工作電極。測試采用傳統(tǒng)三電極方法，用Parstat2273A型電化學(xué)工作站測量模擬PEFMC腐蝕環(huán)境中的動(dòng)電位極化曲線。2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

圖4為6組實(shí)驗(yàn)制備CrxC1?x薄膜的XPS圖譜，峰位及峰強(qiáng)不同表明薄膜的化學(xué)成分互不相同，具體的成分如表2所示。由表可見，隨著弧流比IC/ICr的變化，6組CrxC1?x薄膜的成分也隨之變化，而且x在0.05～0.23之間，變化范圍較大。其中，在考慮測量誤差等因素后，6#薄膜的成分（Cr0.23C0.77）與設(shè)計(jì)推導(dǎo)所得的理想團(tuán)簇式[Cr-C4]CrC3的成分（Cr0.22C0.78）可以認(rèn)為基本一致。而由于設(shè)備極限等問題，最終未能得到Cr0.40C0.60成分的薄膜。圖4 CrxC1?x薄膜XPS圖譜

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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