不銹鋼雙極板表面電弧離子鍍Cr_CrN_Cr薄膜研究

采用直管磁過濾弧離子鍍在304不銹鋼表面沉積crn單一涂層和cr/crn復(fù)合涂層,分別運用x射線衍射儀、光學顯微鏡、顯微硬度計、摩擦磨損儀測試分析了其組成結(jié)構(gòu)及復(fù)合涂層的表面機械性能。結(jié)果表明:直管磁過濾弧離子鍍cr/crn復(fù)合涂層呈現(xiàn)出致密、均勻的表面形貌,且具有高硬度、低摩擦系數(shù)等優(yōu)異的表面機械性能,顯著提高了304不銹鋼表面的耐摩擦磨損特性。

雙極板是質(zhì)子交換膜燃料電池的重要的多功能組件。不銹鋼材料由于具有良好的耐腐蝕性能成為金屬雙極板理想的選擇,但其表面高電阻的鈍化膜會降低電池性能。測定了經(jīng)過鍍鉻后再離子氮化的304不銹鋼在模擬pemfc環(huán)境下的電化學性能,測量了氮化層與碳紙之間的接觸電阻。結(jié)果表明,該表面改性方法使304不銹鋼在模擬pemfc陰極和陽極情況下的鈍化電流密度降低,均低于雙極板設(shè)計標準16!a/cm2;改性后的304不銹鋼的接觸電阻值降低,電性能得到了提高。

同基合金離子鍍是近年來開發(fā)的一項離子熱處理新技術(shù),綜合了在銅合金/純銅同基合金離子鍍所作的研究,分別對鍍層組織、鍍層成分、顯微硬度和沉積速率進行了討論。結(jié)果表明,青銅/純銅離子沉積層組織由片層狀薄片構(gòu)成;過渡層的存在使鍍層與基材具有令人滿意的結(jié)合強度。

質(zhì)子交換膜燃料電池不銹鋼雙極板表面改性研究

利用脈沖真空電弧離子鍍技術(shù)在3cr13不銹鋼基底上制備類金剛石(dlc)薄膜,采用x射線光電子能譜技術(shù)分析dlc薄膜中sp3鍵及sp2鍵含量和組分.采用顯微硬度計測試了薄膜的顯微硬度,利用掃描電鏡測試了膜的表面形貌.劃痕儀測試了薄膜與不銹鋼基底的結(jié)合強度.結(jié)果表明:所鍍制的類金剛石薄膜品質(zhì)優(yōu)良,類金剛石中sp3鍵含量較高,sp3/sp2=1.63,具有良好的表面形貌,在不銹鋼上沉積dlc膜后明顯提高了不銹鋼的硬度,ti過渡層的引入明顯的改善了膜與不銹鋼之間的結(jié)合強度.

利用脈沖真空電弧離子鍍技術(shù)在3cr13不銹鋼基底上制備類金剛石（dlc）薄膜，采用x射線光電子能譜技術(shù)分析dlc薄膜中sp^3鍵及sp^2鍵含量和組分．采用顯微硬度計測試了薄膜的顯微硬度，利用掃描電鏡測試了膜的表面形貌．劃痕儀測試了薄膜與不銹鋼基底的結(jié)合強度．結(jié)果表明：所鍍制的類金剛石薄膜品質(zhì)優(yōu)良，類金剛石中sp^3鍵含量較高，sp^3／sp^2-1．63，具有良好的表面形貌，在不銹鋼上沉積dlc膜后明顯提高了不銹鋼的硬度，ti過渡層的引入明顯的改善了膜與不銹鋼之間的結(jié)合強度．

雙極板是聚合物電解質(zhì)膜燃料電池的關(guān)鍵零部件之一。不銹鋼材料具有機械強度高、體相電導和熱導優(yōu)良,容易制成薄板并沖壓加工成型的特點,滿足燃料電池對高體積比功率雙極板的諸多要求,但是其大規(guī)模應(yīng)用還需要材料表面能在燃料電池操作條件下具有高耐腐蝕能力和低界面接觸電阻。對材料進行表面改性是解決該問題的途徑之一?？偨Y(jié)了近年來不銹鋼表面改性處理的研究進展,分析了氧化物基、金屬基、碳/氮化物基、碳基和導電高分子基等涂層的改性效果,并對相應(yīng)改性不銹鋼雙極板在燃料電池中的應(yīng)用進行介紹。

通過atr衰減全反射的紅外光譜分析和對蒸餾水接觸角的測定表明,經(jīng)脈沖輝光放電等離子體的作用,ptfe薄膜表面的組分結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化。主要表現(xiàn)為薄膜表面氧基團的含量由無到有,并形成了c=c不飽和基團。表面由完全非極性變成表現(xiàn)出部分極性,親水性大為增強,可粘性也得到很大改善。

在錫青銅(qsn6.50.1)基體上用離子鍍技術(shù)沉積agcu復(fù)合薄膜,用球盤摩擦試驗機評價了干摩擦和復(fù)合薄膜條件下錫青銅與9cr18鋼在真空下對摩的摩擦學性能。結(jié)果表明,沉積agcu復(fù)合薄膜后,qsn6.50.1合金的真空摩擦學性能得到了明顯改善,平均摩擦系數(shù)從0.86降低到0.23,同時降低了摩擦噪聲。這主要是由于qsn6.50.1合金中的錫元素與對偶鋼件的粘著促進了軟金屬薄膜向?qū)ε技霓D(zhuǎn)移,形成良好的轉(zhuǎn)移膜,從而改善了真空摩擦學性能。

不銹鋼電鍍 為什么要進行電鍍？ 電鍍不銹鋼是在不銹鋼的表面再電鍍一 層不生銹的其它金屬（如鉻，鎳，銅， 金等），不僅有防銹性能，還能改善其釬 焊性，減少高溫氧化，提高導熱性和導 電性，在制造彈簧或拉絲時改善潤滑性， 提高光潔度，具裝飾性等。 如何進行電鍍？ 不銹鋼加工行業(yè)中最常的三大電鍍工 藝：真空鍍、水鍍、電泳。 真空蒸鍍：在高真空下，通過金屬細絲 的蒸發(fā)和凝結(jié)，使金屬薄層附著在塑膠 表面。真空蒸鍍過程中金屬的熔融，蒸 發(fā)僅需幾秒鐘，整個周期一般不超過 15s，鍍層厚度為0.8-1.2um。 水鍍就是利用電解的方式使金屬或合金 沉積在工件表面，以形成均勻、致密、 結(jié)合力良好的金屬層的過程，就叫水鍍。 簡單的理解，是物理和化學的變化或結(jié) 合。 電泳分陰極電泳和陽極電泳兩種。不同 的電泳所需的電泳液也不一樣，主要是 帶電性相反。兩者的區(qū)別就是中間對象 不同，一種是金屬離子，一種是膠體

利用真空蒸發(fā)鍍膜技術(shù)在鎂合金表面沉積不銹鋼薄膜是提高鎂合金防腐性能的新嘗試。本研究利用該技術(shù)在az31上成功制備了不銹鋼薄膜。通過在5%nacl溶液中的浸入實驗和極化實驗考察了腐蝕性能,發(fā)現(xiàn)鍍膜后耐蝕性顯著降低。另外,鍍膜后的顯微硬度也未有明顯提高。利用afm,sem,edx等分析手段對薄膜進行了觀察和檢測,發(fā)現(xiàn)耐蝕性變差的原因主要是薄膜表面存在貫穿性的微米級孔洞和cr元素分布不均勻造成的。

0cr15ni5cu2ti不銹鋼基材表面多弧離子鍍方法制備tin硬質(zhì)涂層。工件表面鍍膜處理技術(shù)的關(guān)鍵是膜/基結(jié)合強度。分析預(yù)熱溫度和工作偏壓對膜層的膜/基結(jié)合強度、膜層結(jié)構(gòu)及表面硬度的影響,優(yōu)化制備工藝,滿足使用要求。結(jié)果顯示預(yù)熱溫度和工作偏壓對膜/基結(jié)合效果影響顯著。鍍膜處理后,工件表面硬度大于1200hv0.05,膜/基結(jié)合力最小臨界載荷高于60n。

對201不銹鋼進行離子滲氮+離子鍍tin復(fù)合強化處理。并對復(fù)合強化層進行物相分析、截面形貌觀察、硬度檢測以及電化學腐蝕性能測試。結(jié)果表明:復(fù)合強化層的外層為厚度1.2μm的致密tin層,中間為厚度約20μm的滲氮層,向內(nèi)為基體。復(fù)合涂層物相主要為:tin、ti、crn、ni3n、fe3n、fe7c3。tin復(fù)合涂層在3.5%的nacl溶液中耐蝕性與201不銹鋼基體相當,在1mol/l的naoh溶液中的耐蝕性比201基體提高了7倍,在1mol/l的h2so4溶液中的耐蝕性比201基體提高了14倍。

采用電化學方法對低溫離子滲碳后的奧氏體不銹鋼表面進行了亮化處理。由于不銹鋼離子滲碳后的硬化層厚度僅為50μm左右,所以在亮化處理過程中應(yīng)盡可能減少硬化層的減薄量。實驗采用正交試驗法對亮化處理的工藝參數(shù)進行了優(yōu)化,并對優(yōu)化后的工藝參數(shù)進行了驗證。結(jié)果表明,采用優(yōu)化后的工藝參數(shù)對滲碳不銹鋼進行亮化處理,不但可以恢復(fù)不銹鋼原有的顏色,改善其表面質(zhì)量,而且硬化層的損失很小,不銹鋼表面仍具有很高的硬度。

304不銹鋼雙極板性能研究

以304不銹鋼做為研究對象,測定了其在模擬pemfc環(huán)境下的極化曲線,極化時間分別為4h和10h的交流阻抗譜,用伏安法測量了304不銹鋼表面氧化膜/鈍化膜與碳紙之間的接觸電阻。實驗結(jié)果表明,304不銹鋼能夠鈍化且鈍化電流密度低于16μa·cm~(-2);隨著極化時間增加,不銹鋼表面生成的鈍化膜的界面極化電阻增加,表面鈍化膜有增厚的趨勢;經(jīng)過恒電位極化后,304不銹鋼的鈍化膜與碳紙的接觸電阻顯著增加,模擬陰極環(huán)境的接觸電阻大于模擬陽極環(huán)境的接觸電阻。

預(yù)處理對不銹鋼表面沉積類金剛石薄膜的影響

不銹鋼表面電鍍的各種工藝大揭秘 編輯：榮高宣傳部 1、水鍍（主要為黑色、注意304鍍水鍍顏色不穩(wěn)定，稍微帶藍色，鏡面尤其明 顯，處理方法為做高溫無指紋處理，但表面會帶棕色） 2、電鍍——pvd真空等離子電鍍（可鍍寶石藍、黑色、咖啡色，七彩色，鋯金 色，青銅色，古銅色、玫瑰色，香檳金色、淺綠色） 3、蝕刻系列，可蝕刻圖形可見圖片。蝕刻后可渡顏色或度色后進行蝕刻）彩色 不銹鋼蝕刻板是在物件表面通過化學的方法，腐蝕出各種花紋圖案。以8k鏡面 板或者拉絲板為底板，進行蝕刻處理后，對物體表面再進行深加工，可進行局部 的和紋，拉絲，嵌金，局部鈦金等各式復(fù)雜工藝處理，實現(xiàn)圖案明暗相間，色彩 絢麗的效果。蝕刻不銹鋼包括彩色不銹鋼蝕刻，圖案多種，可供廣大選用的顏色 有：鈦黑（黑鈦）、天藍、鈦金、寶石藍、咖啡色、茶色、紫色、古銅、青古銅， 香檳金，玫瑰金、紫紅、鈦白、翠綠、綠色等，適用于：星級酒

不銹鋼表面等級

采用粉末包埋法對cr18ni9奧氏體不銹鋼表面進行滲硅處理后,除獲得致密的滲硅層外,還觀察到脆性很大的高硅相。應(yīng)用sem電鏡分析、能譜分析和場發(fā)射高分辨率掃描電鏡等方法分析了滲硅層的成分、組織和形貌,以及滲層表面脆性相的形成及其原因。分析表明,cr18ni9鋼滲硅層中脆性相出現(xiàn)在含硅量20%(原子分數(shù))以上,其脆性源于冷卻過程中高硅相周邊調(diào)幅分解產(chǎn)物的強力約束和do3有序相晶格常數(shù)的持續(xù)減小。

不銹鋼板表面保護膜之應(yīng)用

用溶膠凝膠法在經(jīng)過表面氧化處理的不銹鋼基板上制備了含銀的銳鈦礦型二氧化鈦復(fù)合薄膜,對薄膜進行了xrd、sem、光學顯微鏡等分析,并對不銹鋼的抗菌性和其他性能進行了測定,討論了樣品中結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系