空間燃料電池金屬鈦表面復(fù)合涂層制備與性能研究

編號：NMJS09228

篇名：空間燃料電池金屬鈦表面復(fù)合涂層制備與性能研究

作者：馬文彬 張輝 姚偉 蔣釗

關(guān)鍵詞： 多弧離子鍍 Ti/TiN復(fù)合涂層 耐腐蝕性能

機(jī)構(gòu)： 中國空間技術(shù)研究院錢學(xué)森空間技術(shù)實(shí)驗(yàn)室 蘭州空間技術(shù)物理研究所

摘要： 金屬Ti因其密度小(僅為不銹鋼的0.6倍)和比強(qiáng)度高等特點(diǎn),是輕量化空間燃料電池金屬板材料的首要選擇,但其在弱酸性環(huán)境中長時間工作容易被腐蝕。為了改善金屬Ti雙極板耐蝕性,采用多弧離子鍍技術(shù)在金屬Ti表面制備了由Ti過渡層及TiN表層構(gòu)成的Ti/TiN復(fù)合涂層,研究制備工藝參數(shù)對Ti/TiN復(fù)合涂層微觀結(jié)構(gòu)及力學(xué)、電化學(xué)性能的影響規(guī)律。利用場發(fā)射掃描電子顯微鏡(SEM)分析涂層的微觀形貌,利用X射線衍射儀分析涂層的相組成,利用納米壓痕儀評價涂層的力學(xué)性能,利用電化學(xué)工作站評價涂層在模擬質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)陰極工作環(huán)境下的耐蝕性。結(jié)果表明:制備工藝參數(shù)優(yōu)化后的Ti/TiN復(fù)合涂層具有優(yōu)異的表面質(zhì)量和良好的耐蝕性,腐蝕電流密度為6.383μA/cm2,是金屬Ti腐蝕電流密度的0.6倍,Ti/TiN復(fù)合涂層顯著提高了金屬Ti的耐蝕性,可為空間燃料電池金屬雙極板表面改性提供技術(shù)支持。