[发明专利]一种含涂层的金属双极板及其制备方法

权利要求书

1.一种含涂层的金属双极板，其特征在于，其为经热处理的金属双极板前体，所述的金属双极板前体由金属基体和涂层组成，所述的涂层附着于所述的金属基体，由内而外依次为涂层A、涂层B和涂层C；

所述的涂层A为Ti；

所述的涂层B由组分B-1和组分B-2组成；所述的组分B-1为TiC；所述的组分B-2为Cr；

所述的涂层C由组分C-1和组分C-2组成；所述的组分C-1为导电碳材料；所述的组分C-2为Cr。

2.如权利要求1所述的含涂层的金属双极板，其特征在于，其满足下列条件中的一个或多个：

a)所述的热处理在Ar、He、N₂和H₂中的一种或多种的气氛中进行；

b)所述的热处理的温度为200℃～700℃；

c)所述的热处理的气压为0.01Pa～100Pa；

d)所述的热处理的时间为1min～100min；

e)所述的金属基体为经过清洗的基体；

f)所述的涂层A的厚度为50nm；

g)所述的涂层A的作用为改善腐蚀性能和成形性能；

h)所述的涂层A通过气相沉积获得；

i)所述的涂层B中，所述的组分B-1与所述的组分B-2呈混合状；

j)所述的涂层B中，所述的组分B-1与所述的组分B-2的比例为5：1；

k)所述的涂层B的厚度为100nm；

l)所述的涂层B的作用为耐蚀过渡；

m)所述的涂层B的作用为提升涂层A和涂层C之间的结合力；

n)所述的涂层B通过气相沉积获得；

o)所述的涂层C中，所述的组分C-1为非晶态碳层；

p)所述的涂层C中，所述的组分C-2掺杂于所述的组分C-1中；

q)所述的涂层C中，所述的组分C-1与所述的组分C-2的比例为10：1；

r)所述的涂层C的厚度为100nm；

s)所述的涂层C的作用为导电；

t)所述的涂层C通过气相沉积获得。

3.如权利要求2所述的含涂层的金属双极板，其特征在于，其满足下列条件中的一个或多个：

u)所述的热处理在98％N₂和2％H₂的气氛中进行；

v)所述的热处理的温度为400℃；

w)所述的热处理的气压为0.01Pa～10Pa；

x)所述的热处理的时间为5min～50min；

y)所述的清洗用于除去所述的金属基体表面的杂质和氧化膜；

z)所述的清洗在真空环境中进行；

aa)所述的清洗为离子源清洗、射频清洗或自偏压清洗；

bb)所述的清洗的温度为50℃～500℃；

cc)所述的清洗的时间为10min～60min；

dd)所述的涂层A中，所述的气相沉积为物理气相沉积或化学气相沉积；

ee)所述的涂层A中，所述的气相沉积的沉积电流为0.5A～15A；

ff)所述的涂层A中，所述的气相沉积的沉积偏压为-15V～-1000V；

gg)所述的涂层A中，所述的气相沉积的沉积温度为50℃～600℃；

hh)所述的涂层A中，所述的气相沉积的沉积气压为0.01Pa～10Pa；

ii)所述的涂层A中，所述的气相沉积的沉积时间为1min～300min；

jj)所述的涂层B中，所述的涂层B由TiC和Cr组成，呈混合状，TiC和Cr的比例为5：1；

kk)所述的涂层B中，所述的气相沉积为物理气相沉积或化学气相沉积；

ll)所述的涂层B中，所述的气相沉积的沉积电流为0.5A～15A；

mm)所述的涂层B中，所述的气相沉积的沉积偏压为-15V～-1000V；

nn)所述的涂层B中，所述的气相沉积的沉积温度为50℃～600℃；

oo)所述的涂层B中，所述的气相沉积的沉积气压为0.01Pa～10Pa；

pp)所述的涂层B中，所述的气相沉积的沉积时间为1min～300min；

qq)所述的涂层C中，所述的组分C-1为类石墨碳、类金刚石碳和氢化碳中的一种或多种；

rr)所述的涂层C中，所述的气相沉积为物理气相沉积或化学气相沉积；

ss)所述的涂层C中，所述的气相沉积的沉积电流为0.5A～15A；

tt)所述的涂层C中，所述的气相沉积的沉积偏压为-15V～-1000V；

uu)所述的涂层C中，所述的气相沉积的沉积偏压采用高低交替变换方式；

vv)所述的涂层C中，所述的气相沉积的沉积温度为50℃～600℃；

ww)所述的涂层C中，所述的气相沉积的沉积气压为0.01Pa～10Pa；

xx)所述的涂层C中，所述的气相沉积的沉积时间为1min～300min。