金属及合金有良好的力学性能和导电性能,且价格便宜;在服役环境中金属表面容易形成钝化膜,虽然这些钝化膜减缓了腐蚀速率,但这些钝化膜的电导率低,从而导致燃料电池的输出功率和使用寿命降低。金属材料在服役条件下的导电性和耐蚀性具有矛盾性,如何解决这对矛盾,实现材料的导电性和耐蚀性的合理匹配,是金属双极板技术提升的一大瓶颈。目前,解决导电性与耐蚀性问题的非常有效方法是金属表面进行涂层改性,涂层后的金属双极板能在保证良好导电性的同时提高双极板的耐蚀性,保障整个体系的服役寿命提升。但是不同金属材料表面涂层改性后表现出的性能各有差异,因此,选择合适的基材与涂层材料是金属双极板实现在双极板上普遍运用的关键。金属双极板基体材料主要包括不锈钢、铝、钛合金。这类材料强度高、韧性好,且具有良好的导电性和加工性能。例如,金属双极板的导电性可达石墨的10~100倍,并且由于具有优异的力学性能,金属双极板的厚度可以小于1mm,从而可大幅度降低电池组的体积。但是金属材料在电池环境中(pH=2~3,T=80℃)容易发生腐蚀,造成电池性能下降。研究发现溶解后的金属离子会扩散到电池膜中,从而引起电池膜的传导率下降。常州卡奇液压机械有限公司是一家专业提供 涂层服务的公司,有需求可以来电咨询!江西氧化铬涂层费用多少
通过在C膜中掺杂Cr元素,形成的涂层材料镀在SS316不锈钢基体上表现出十分优异的耐蚀性和电导率(表面镀覆含Cr元素的碳层后,其腐蚀电流密度为μA/cm2、接触电阻为Ω·cm2),完全可以满足双极板性能指标。这种通过在C膜中掺入其他合金元素形成的涂层可以作为不锈钢双极板的备用材料之一。此外,性能较好的涂层材料还有Ti-(Ti,Cr)N-CrN、Zr-C/a-C(不定形碳)、Cr-N-C、Cr-C等,这些涂层也均有良好的耐蚀性和电导率,都可以作为SS316不锈钢双极板的备用涂层材料。然而,TaNx(腐蚀电流密度为1~10μA/cm2,接触电阻为42~82mΩ·cm2)[37]、PbO2(腐蚀电流密度为μA/cm2)[40]以及CrN(接触电阻为23mΩ·cm2)等涂层材料不满足双极板性能要求,可能是由于涂层材料与基体的结合性差,从而引起腐蚀电流密度和接触电阻的升高。上海氧化物陶瓷涂层技术常州卡奇液压机械有限公司为您提供涂层服务,欢迎您的来电哦!
钛合金基体与涂层:钛合金材料具有密度小、比强度高、耐腐蚀、易加工等优点,但钛合金在高温或酸性条件下表面也会形成钝化膜,导致膜电极扩散层和双极板间的接触电阻增大,降低燃料电池的输出功率。由于钛合金表面容易形成电导率低的钝化膜,因此,钛合金不能直接作为双极板投入使用。与不锈钢和铝合金类似,钛合金可以通过在表面镀涂层的方法提高其耐蚀性和电导率,以满足双极板的性能要求。如表4所示,没有涂层的Ti-6Al-4V在模拟电池环境下的腐蚀电流密度为μA/cm2,接触电阻为87mΩ·cm2,通过在其表面镀覆一层ZrC或ZrCN,其腐蚀电流密度分别为μA/cm2和μA/cm2,接触电阻分别降至Ω·cm2和Ω·cm2;纯Ti在模拟电池环境下的腐蚀电流密度和接触电阻分别为μA/cm2和37mΩ·cm2,在其表面镀TiN后的腐蚀电流密度和接触电阻分别为μA/cm2和Ω·cm2。由此可见,镀层后的Ti合金基本可以满足性能要求。相比上述涂层材料而言,在Ti-6Al-4V表面镀Zr则表现出较低的接触电阻(40mΩ·cm2),不能满足双极板的性能要求。不同金属材料在电池环境中的性能是不相同的,如何选择合适的双极板基材也是燃料电池广泛应用的关键。不锈钢和钛合金在模拟电池环境下的腐蚀电流密度接近。
镀涂层后的AA1060金属的电流密度低于μA/cm2,接触电阻低于Ω·cm2)、Ni-Mo-P(镀涂层后的AA5052金属的电流密度为0~μA/cm2,接触电阻为Ω·cm2)、Au/Ni-P(镀涂层后的AA5052金属的腐蚀电流密度为0~μA/cm2,接触电阻为Ω·cm2)、C-CrN(镀涂层后的AA5052金属的电流密度为μA/cm2,接触电阻为Ω·cm2)等。同种涂层镀在不同基体上,其耐蚀性和导电性会有明显的差异。例如,将Ni-Co-P涂层分别镀在纯Al、AA1050合金、AA6061合金、AA3004合金表面,常温下,其腐蚀电流密度分别为μA/cm2、μA/cm2、μA/cm2和μA/cm2,接触电阻分别为Ω·cm2、Ω·cm2、Ω·cm2和Ω·cm2。因此,涂层材料必须与基体有良好的结合性和匹配性才能表现出良好的综合性能,满足双极板的服役条件。镀涂层后的Al合金材料在不同温度下的模拟电池环境中的性能差异较大。例如,在纯铝表面镀覆一层Ni-Co-P后,将其分别置于25℃和70℃的模拟电池环境中,其腐蚀电流密度分别为μA/cm2、μA/cm2;在AA1050表面涂覆一层Ni-Co-P后,置于25℃的电池环境中,其腐蚀电流密度分别为μA/cm2,置于70℃的电池环境中,其腐蚀电流密度为μA/cm2。常州卡奇液压机械有限公司致力于提供涂层服务,欢迎您的来电!
依据美国F.N.LONGO对热喷涂涂层的分类方法,涂层按功能可分为:1、耐磨损涂层包括抗粘着磨损、表面疲劳磨损涂层和耐冲蚀涂层。其中有些情况还有抗低温(<538℃)磨损和抗高温(538~843℃)磨损涂层之分。2、耐热抗氧化涂层该种涂层包括高温过程(其中有氧化气氛、腐蚀性气体、高于843℃的冲蚀及热障)和熔融金属过程(其中有熔融锌、熔融铝、熔融铁和钢、熔融铜)所应用的涂层。3、抗大气和浸渍腐蚀涂层大气腐蚀包括工业气氛、盐性气氛、田野气氛等造成的腐蚀;浸渍腐蚀包括饮用淡水、非饮用淡水、热淡水、盐水、化学和食品加工等造成的腐蚀。常州卡奇液压机械有限公司是一家专业提供涂层服务的公司,欢迎您的来电哦!防腐涂层
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高性能陶瓷是指以精制的高纯、超细人工合成的无机化合物为原料,采用精密控制的制备工艺烧结,具有远胜过以往传统陶瓷性能的新一代陶瓷又称为先进陶瓷、精细陶瓷、新型陶瓷或高技术陶瓷。PVD技术出现于二十世纪七十年代末,由于其工艺处理温度可控制在500℃以下,因此可作为**终处理工艺用于高速钢类刀具的涂层。由于采用PVD工艺可大幅度提高高速钢刀具的切削性能,所以该技术自八十年代以来得到了迅速推广,至八十年代末,工业发达国家高速钢复杂刀具的PVD涂层比例已超过60%。江西氧化铬涂层费用多少