[发明专利]一种燃料电池双极板碳涂层连续沉积系统及其应用

权利要求书

1.一种燃料电池双极板碳涂层连续沉积系统，其特征在于，主要包括：进片室、进片过渡室、涂层工艺室、出片过渡室和出片室；所述进片室外一侧设有出口阀门，所述进片过渡室、涂层工艺室和出片过渡室的室外两侧分别设有进口阀门和出口阀门，所述出片室外一侧设有进口阀门；在每两个室之间设有传输室，通过阀门和传输室将各室按照顺序串联连接；样品传送装置穿过所述沉积系统的各室内部，形成一条闭合回路，样品架设在所述的样品传送装置上；所述的进片过渡室、涂层工艺室和出片过渡室内分别设有真空抽气装置；在所述的涂层工艺室内的底部铺设有加热装置；

涂层工艺室依次包括：第一缓冲室、清理室、一个或多个PVD过渡沉积室、一个或多个PECVD沉积室以及第二缓冲室，各室的室外两侧分别设有进口阀门和出口阀门，在所述的每两个室之间设有传输室，通过阀门和传输室将各室按照顺序串联连接；在所述涂层工艺室的各室的两侧壁面上设有若干个多孔气管，所述的PVD过渡沉积室和PECVD沉积室的两侧壁面设有若干个电极，所述电极为平板式电极；在所述电极上分布着与外部碳源相连的碳源气孔，所述碳源气孔的大小不同，从电极中央向四周逐渐增大；所述的清理室的两侧壁面设置有离子源。

2.一种如权利要求1所述的燃料电池双极板碳涂层连续沉积系统的应用方法，其特征在于，通过在双极板碳涂层连续沉积系统的内部引入碳源，在双极板基片上，先采用物理气相沉积法沉积过渡层，再采用等离子体增强化学气相沉积法沉积表面碳涂层；所述过渡层的总厚度为0.01～5μm；所述表面碳涂层的总厚度为0.01～5μm。

3.根据权利要求2所述的所述的应用方法，其特征在于，所述碳源为气体碳源和/或液体碳源，其中气体碳源为甲烷或乙炔，液体碳源为苯或吡啶。

4.根据权利要求3所述的所述的应用方法，其特征在于，所述的液体碳源通过加热气化或者通过惰性气体携带方式引入所述的涂层工艺室，所述的惰性气体为氮气或氩气。

5.根据权利要求2所述的所述的应用方法，其特征在于，所述的过渡层包括金属打底层和金属碳化物过渡层。

6.根据权利要求5所述的所述的应用方法，其特征在于，所述的金属打底层为过渡金属，所述的金属碳化物过渡层为在金属底层上形成的碳化物层。

7.根据权利要求5所述的所述的应用方法，其特征在于，所述的金属打底层的沉积方法包括平面磁控磁控溅射或多弧离子镀；所述的金属碳化物过渡层的沉积方法包含反应磁控溅射、靶材直接溅射或多弧反应沉积。

8.根据权利要求2所述的所述的应用方法，其特征在于，所述的电极为铝合金板，其高度大于所述双极板基片的高度，与所述双极板基片之间的距离为2～10cm。

9.根据权利要求2所述的所述的应用方法，其特征在于，所述的样品运输装置由传送带和传送轮组成，在各室间循环运行，所述的样品架数量为1～15个。

10.根据权利要求2所述的所述的应用方法，其特征在于，在所述的样品架进出所述的涂层工艺室时，应保证至少该室的进口阀门和出口阀门中有一个阀门为关闭状态，同时加快样品架在进出各个阀门时的传送速度。