Application ng laser sa post-processing ng bipolar plate coating

PemfcBipolar PlatePangunahing kasama ang mga materyales ng tatlong kategorya: Mga Graphite Material, Composite Material at Metal Materials.Mga plate na bipolar ng grapikoMagkaroon ng mahusay na kondaktibiti at madaling iproseso, ngunit ang materyal ay malutong, may mahinang mga katangian ng mekanikal at mababang kahusayan sa pagproseso, na ginagawang mahirap makamit ang komersyal na paggawa ng masa.

CompositeMga plato ng bipolaray gawa sa carbon powder at dagta bilang pangunahing hilaw na materyales at inihanda sa pamamagitan ng paghubog at iba pang mga pamamaraan. Ang mga ito ay mababa sa gastos, ngunit ang mga composite bipolar plate ay mayroon pa ring mga problema tulad ng conductivity at gas permeation.

Ang mga metal na plate ng bipolar ay may mataas na lakas at elektrikal at thermal conductivity. Maaari silang magawa ng mga pamamaraan ng paggawa ng masa tulad ng metal sheet stamping at rolling. Kinikilala sila bilang unang pagpipilian para sa komersyalisasyon ng mga cell ng gasolina.

Sa mga tuntunin ngMga plato ng metal na bipolar, dahil ang mga cell ng gasolina ay nagpapatakbo sa isang acidic na kapaligiran, kasabay ng mga kondisyon ng elektrikal at thermal,Fuel cell Bipolar Plateay corrode sa isang napakaikling panahon. Samakatuwid, ang paghahanda ng isang patong sa ibabaw ng bipolar plate ay nagiging isang magagawa na solusyon.

AngFuel cell Bipolar PlateAng patong ay idineposito gamit ang teknolohiyang konstruksyon ng magnetron, sa pangkalahatan kasama ang isang layer ng paglipat at isang ibabaw na patong na patong. Ang magnetron sputtering nanoparticle sa pangkalahatan ay saklaw mula sa sampu -sampung nanometer hanggang sa isa o dalawang daang nanometer. Ito ay isang natatanging kababalaghan ng magnetron sputtering.

Matapos ang mga particle ng patong ay nakasalansan, ang iba't ibang mga gaps ay mabubuo. Sa mataas na temperatura, mataas na acid at mataas na kasalukuyang kapaligiran ngFuel Cell. Ito ang pangunahing anyo ng pagkabigo ng dobleng patong ng substrate.

Mekanismo ng pagkabigo

Mga haligi ng mga kristal sa pisikal na pag -aalis ng singaw

Coating na pagkabigo ng pagbabalat

Ang isang bagong teknolohiya para sa paggamot ng init ng ibabaw ng mga materyales na metal gamit ang thermal effect na nabuo ng mataas na enerhiya ng laser beam. Ang proseso ng pagtatrabaho ng teknolohiyang ito ay: Ang pag -iilaw sa ibabaw ng bahagi na may isang laser ay maaaring painitin ito sa itaas ng temperatura ng pagbabago ng kritikal na phase. Matapos alisin ang laser beam, ang ibabaw ay mabilis na lumalamig at pinipigilan ang sarili.

Nakamit nito ang mga makabuluhang resulta sa pagpapabuti ng paglaban sa pagsusuot, paglaban sa kaagnasan, paglaban sa pagkapagod at paglaban ng epekto ng metal na ibabaw. Ang mga bentahe ng paggamot sa laser ay na ito ay walang polusyon at kabilang sa lokal na paggamot sa ibabaw, na may mababang presyon at maliit na pagpapapangit, kaya mayroon itong malawak na mga prospect ng aplikasyon.

Teknolohiya ng Paggamot ng Laser Heat

Kapag ang density ng lakas ng laser ay mababa (<10^4W/cm^2) at ang oras ng pag -iilaw ay maikli, ang enerhiya ng laser na hinihigop ng metal ay maaari lamang maging sanhi ng temperatura ng materyal na tumaas mula sa ibabaw hanggang sa loob, ngunit mapanatili ang solidong phase na hindi nagbabago. Ito ay pangunahing ginagamit para sa bahagi ng pagsusubo at pagbabago ng phase ng hardening na paggamot, karamihan sa mga tool, gears, at bearings; Sa pagtaas ng density ng lakas ng laser (10^4 ~ 10^6W/cm2) at ang pagpapalawak ng oras ng pag-iilaw, ang ibabaw ng materyal ay unti-unting natutunaw, at sa pagtaas ng enerhiya ng pag-input, ang interface ng likido-solid phase ay unti-unting gumagalaw sa malalim na bahagi ng materyal. Ang pisikal na prosesong ito ay pangunahing ginagamit para sa pag -remelting ng ibabaw, alloying, cladding at thermal conductivity welding ng mga metal.

Karagdagang dagdagan ang density ng kuryente (> 10^6w/cm^2) at palawakin ang oras ng pagkilos ng laser. Ang materyal na ibabaw ay hindi lamang natutunaw, kundi pati na rin ang singaw. Ang singaw ay nagtitipon malapit sa materyal na ibabaw at mahina na ionize upang mabuo ang plasma. Ang rarefied plasma na ito ay tumutulong sa materyal na sumipsip ng laser. Sa ilalim ng presyon ng pagpapalawak ng singaw, ang mga likidong ibabaw na deform upang mabuo ang mga pits. Ang yugtong ito ay ginagamit para sa welding ng laser, sa pangkalahatan sa mga micro-joints sa loob ng 0.5mm.

Compressive stress sa panahon ng pisikal na pag -aalis ng singaw

Kapag ang laser ay ginagamit upang ma -irradiate ang hindi kinakalawang na bakal na ibabaw, ang patong ay pinainit sa isang tinunaw na estado sa pamamagitan ng mataas na temperatura na nabuo ng laser kaagad, at pagkatapos ay mabilis na pinalamig. Matapos matunaw, ang mga gaps sa pagitan ng mga particle ay nabawasan, na bumubuo ng isang istraktura na katulad ng isang solidong solusyon, na maaaring maiwasan ang mga ion ng hydrogen at mga ion ng fluorine mula sa pagtagos sa substrate.

Pangalawa, pagkatapos ng paggamot sa pagtunaw ng mataas na temperatura, ang patong ay maaaring makabuo ng isang solidong solusyon na may substrate, pagpapabuti ng lakas ng bonding sa pagitan ng patong at ang substrate. Lalo na para sa hindi kinakalawang na asero na mga substrate, ang mahinang lakas ng bonding sa pagitan ng substrate at ang patong ay isang kilalang problema. Ang paggamot sa laser ay maaaring epektibong mapabuti ang lakas ng bonding ng patong.

Pangatlo, ang pag -iilaw ng laser ay maaari ring mabawasan ang compressive stress na nabuo sa loob ng patong sa panahon ng magnetron sputtering. Sa pamamagitan ng paggamot ng high-temperatura na init, ang stress sa loob ng patong ay maaaring pakawalan at ang buhay ng patong ay maaaring mapabuti.

Pang-apat, ang paggamot sa pag-iilaw ng laser ay maaaring bumuo ng isang epekto na tulad ng quenching sa bipolar plate. Ang pagpapabuti ng lakas ng bipolar plate pagkatapos ng pagbuo ay kapaki -pakinabang sa pagpapabuti ng lakas ng plate ng bipolar, lalo na kung ang substrate ng bipolar plate ng fuel cell ay nagiging mas payat sa hinaharap. Nagbibigay ito ng maginhawang mga kondisyon para sa paggamit ng 0.075mm o kahit na 0.05mm substrate.

Pagpapabuti ng Coating Particle Gap sa pamamagitan ng paggamot sa init ng laser

Paggamot ng laser ngBipolar PlateAng patong ay may halatang pakinabang. Paano madagdagan ang bilis ng paggamot sa laser ay isang problema sa engineering na kailangang malutas. MaramingMga plato ng bipolarat isang malaking lugar. Ang mabilis, mababang gastos at de-kalidad na pagproseso ay ang premise para sa malakihang aplikasyon sa engineering. Naniniwala ako na makakakita kami ng maraming mga kaso ng aplikasyon ng laser sa paggamot ng patong sa hinaharap.