不銹鋼表面滲鎢改性研究.pdf

1、質(zhì)子交換膜燃料電池（Proton Exchange Membrane Fuel Cell，PEMFC）是一種綠色環(huán)保的、直接將燃料（氫氣）和氧化劑（氧氣或空氣）的化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能的電化學(xué)能源轉(zhuǎn)換裝置。其具有工作溫度低，能量密度高，噪音小，能源利用率高，響應(yīng)速度快，環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)。雙極板是PEMFC中的重要的多功能組件，對(duì)電池堆的體積、重量以及成本有很大的影響。不銹鋼憑借其低廉的價(jià)格、較高的化學(xué)穩(wěn)定性以及易加工性等特點(diǎn)被認(rèn)為是雙極板的理想

2、材料，但是其耐蝕性能差和表面高的接觸電阻成為了其作為PEMFC雙極板的兩個(gè)障礙。本文針對(duì)上述問(wèn)題，對(duì)奧氏體304不銹鋼經(jīng)過(guò)表面滲鎢改性處理，研究和評(píng)價(jià)其作為雙極板材料的可行性。
　　 采用雙層輝光等離子合金化方法，在304不銹鋼表面制備了滲鎢改性層，研究了滲鎢304不銹鋼在模擬PEMFC環(huán)境中的耐蝕性及表面接觸電阻。結(jié)果表明，304不銹鋼滲鎢層的表面形貌受實(shí)驗(yàn)溫度以及源極與工件之間距離的影響。在選用的實(shí)驗(yàn)參數(shù)下均制備得到了與不銹

3、鋼基體結(jié)合良好的滲鎢層。滲鎢層的厚度隨溫度的升高而增加。與304不銹鋼相比，滲鎢不銹鋼的表面硬度顯著提高，表面接觸電阻顯著下降。當(dāng)源極與工件距離為10mm、1050℃的條件下，得到了304不銹鋼表面滲鎢層硬度最大、接觸電阻最小，其與304不銹鋼相比的表面硬度提高近5倍和接觸電阻下降了近6倍。表明滲鎢304不銹鋼擁有比304不銹鋼更好的裝配性能和導(dǎo)電性。在模擬PEMFC陰極和陽(yáng)極環(huán)境中，在不同參數(shù)下得到的滲鎢304不銹鋼表面雖然能形成穩(wěn)定