【摘 要】
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目的 提高SS316L双极板的耐腐蚀性与导电性.方法 使用脉冲直流磁控溅射技术,改变基体负偏压,于SS316L双极板上制备了Cr-N薄膜.通过扫描电子显微镜、XRD衍射仪、电子探针分析仪对薄膜的成分和结构进行了检测分析.通过接触电阻测试、电化学腐蚀测试和接触角测试表征了薄膜的导电性、耐腐蚀性和疏水性.结果 薄膜的结构主要由Cr和Cr2N组成,各组试样的成分相近.随着沉积过程中基体负偏压的增大,薄膜结构更加致密.镀膜试样的耐腐蚀性均好于基材SS316L,基体负偏压为400 V时,测得试样的腐蚀电流密度最低,
【机 构】
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中国机械科学研究总院集团,北京 100044;武汉材料保护研究所 特种表面保护材料及应用技术国家重点实验室,武汉 430030;武汉船用电力推进装置研究所,武汉 430064
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目的 提高SS316L双极板的耐腐蚀性与导电性.方法 使用脉冲直流磁控溅射技术,改变基体负偏压,于SS316L双极板上制备了Cr-N薄膜.通过扫描电子显微镜、XRD衍射仪、电子探针分析仪对薄膜的成分和结构进行了检测分析.通过接触电阻测试、电化学腐蚀测试和接触角测试表征了薄膜的导电性、耐腐蚀性和疏水性.结果 薄膜的结构主要由Cr和Cr2N组成,各组试样的成分相近.随着沉积过程中基体负偏压的增大,薄膜结构更加致密.镀膜试样的耐腐蚀性均好于基材SS316L,基体负偏压为400 V时,测得试样的腐蚀电流密度最低,为3.49×10?7 A/cm2.镀膜试样的导电性均好于基材SS316L,基体为负偏压200 V时,双极板的导电性最好,表面接触电阻为8.02 m?·cm2.基体负偏压继续增大,双极板的接触电阻会有所下降.结论 随着沉积偏压的增加,薄膜中的N含量略有增加.薄膜沉积对SS316L双极板的导电性、耐腐蚀性和疏水性有明显的提高,较于基材自腐蚀电位提升了411 mV,腐蚀电流密度下降了2个数量级.沉积时较高的基体负偏压对于双极板的导电性和耐腐蚀性提升更显著.但过高的基体负偏压导致薄膜的晶粒细小,致密性好,对薄膜的导电性会有所影响.
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