316L不锈钢双极板磁控溅射不同厚度石墨涂层的耐蚀性和导电性

摘要

为了提高316L不锈钢双极板的耐蚀性和导电性,使用磁控溅射的方法,通过控制石墨靶材的溅射时间,在316L不锈钢表面沉积了不同厚度的石墨涂层,比较不同厚度石墨涂层的性能,以确定最佳厚度的石墨涂层。使用扫描电子显微镜(SEM)观察了双极板腐蚀后的微观表面形貌;模拟了质子交换膜燃料电池(PEMFC)双极板的工作环境,使用电化学测试方法测试了5种涂层的耐蚀性;通过X射线光电子能谱(XPS)分析了4种石墨涂层的C键结合特性;比较了几种涂层的界面接触电阻(ICR);测量了涂层的表面接触角来评估涂层的亲疏水性。结果表明:所有的涂层均能提高316L不锈钢的耐腐蚀性和导电性;其中以C-3石墨涂层最佳,恒电位极化下的腐蚀电流密度稳定在2.26×10^(-7)A/cm^(2);界面接触电阻(ICR)在5.6 mΩ·cm^(2);C-3和C-4有着较高的sp^(2)杂化原子比例,得到了最佳厚度的石墨涂层,大概在400 nm。