Metal Bipolar Plate Coating Deposition Technology

SaProton Exchange MembraneMga cell ng gasolina,Mga plato ng metal na bipolaray madaling kapitan ng kaagnasan at pagkasira ng pagganap dahil sa malupit na panloob na mga kondisyon, kaya ang mga functional coatings ay kailangang maging handa sa kanilang mga ibabaw upang matugunan ang mga kinakailangan sa pagganap at tibay.

Ang application ng teknolohiya ng patong ay malawak at magkakaibang, kabilang ang mga mahalagang coatings ng metal tulad ng ginto, platinum, ruthenium at iridium, pati na rin ang carbon coatings at carbon composite coatings. Ang pagpili at aplikasyon ng mga materyales na patong ay nakasalalay sa mga katangian ng substrate at ang kinakailangang pagganap, tulad ng conductivity, kemikal na katatagan o paglaban sa kaagnasan.

Mga materyales na patong para sa mga plato ng metal na bipolar

Kabilang sa mga ito, ang mga plato ng titanium ay pangunahing gumagamit ng mga solusyon sa patong na plating na ginto, at mayroon ding mga kalupkop na carbon. Dahil ang mga plato ng titanium ay kadalasang ginagamit sa mga high-end na aplikasyon, tulad ng pananaliksik sa unibersidad, mga submarino at barko, ang gintong kalupkop ay malawak na napili dahil sa mataas na pagiging maaasahan.

Bilang karagdagan, ang mga hindi kinakalawang na asero na substrate ay madalas na ginagamit sa mas matipid na aplikasyon, pangunahin ang paggamit ng carbon plating, lalo na ang pinagsama -samang mga coatings ng carbon (composite carbon coatings ay maaaring maglaman ng mga pinagsama -samang materyales ng titanium nitride, titanium oxide o titanium carbide).

Mga pamamaraan ng paghahanda ng patong at pagbuo ng pelikula

Mula sa pananaw ng mga ruta ng proseso ng patong, may kasalukuyang apat na pangunahing iba't ibang mga ruta ng proseso para saMetal Bipolar Plate: Electroplating, kemikal na kalupkop (halimbawa: mainit na paglubog ng kalupkop, pag -spray ng pintura, pag -spray), CVD (pag -aalis ng singaw ng kemikal), at PVD (pisikal na pag -aalis ng singaw).

Sa kasalukuyan, ang proseso ng PVD ay mas madalas na ginagamit sa mga metal plate coatings sa China. Ang patong gamit ang proseso ng PVD ay may mataas na kadalisayan at mahusay na density, at ang patong ay matatag na nakagapos sa substrate. Ang patong ay hindi apektado ng materyal na substrate at isang mainam na teknolohiya ng pagbabago sa ibabaw ng metal na plate na ibabaw.

Bago ang pag -aalis ng patong, ang paglabas ng glow ng argon ion ay maaaring isagawa muna, na pangunahing ginagamit para sa paglilinis ng ibabaw at pag -activate. Sa pamamagitan ng ionizing argon ion sa mataas na boltahe, gamit ang kaunting epekto at sputtering effect, ang ibabaw ng titanium nadama/titanium plate ay etched upang alisin ang mga oxides at pollutants, na naglalantad ng isang sariwang ibabaw para sa kasunod na pag -aalis ng patong.

1. Cathode Arc

Ang teknolohiya ng Cathode Arc ay isang pangkaraniwang at mahusay na teknolohiya ng PVD na gumagamit ng arc discharge sa isang vacuum na kapaligiran upang mag -evaporate at ionize ang solidong mga target na cathode, at sa pamamagitan ng pagpapalakas ng epekto ng plasma, ang mga ion na ito ay lumipad sa ibabaw ng anode substrate at deposito sa isang pelikula.

Sa prosesong ito, ang materyal na target ng katod ay sumingaw ng arko sa mataas na temperatura upang mabuo ang singaw ng metal, na pagkatapos ay ionized sa mga ion na may mataas na enerhiya sa ilalim ng pagkilos ng electric field. Ang mga ion na ito ay pinabilis ng patlang ng kuryente at pindutin ang ibabaw ng substrate na may mataas na enerhiya na kinetic, sa gayon nakamit ang pag -aalis ng metal bipolar plate coating.

Ang cathode arc ay hindi lamang angkop para sa mga metal coatings, ngunit maaari ring magamit upang maghanda ng tambalan at iba pang mga haluang metal na pelikula, tulad ng mga composite coatings, titanium carbide, titanium nitride, atbp.

2. MS/PFS Magnetron Sputtering

Ang MS/PFS Magnetron Sputtering ay isa ring advanced na teknolohiya ng PVD na maaaring makagawa ng mga coatings na may mahusay na mga katangian tulad ng mataas na tigas, mataas na paglaban ng pagsusuot, at mataas na paglaban ng kaagnasan, at maaaring tumpak na makontrol ang kapal, komposisyon at istraktura ng patong. Karamihan ito ay ginagamit upang magdeposito ng mahalagang mga coatings ng metal, tulad ng gintong kalupkop at plating plating.

Ang pangunahing prinsipyo ng magnetron sputtering ay upang gumawa ng mga high-speed electron na pindutin ang target na materyal upang makabuo ng plasma sa ilalim ng pinagsamang pagkilos ng mga electric at magnetic field sa isang vacuum environment. Ang mga particle (pangunahin na mga ion) sa plasma ay pinabilis sa ilalim ng pagkilos ng electric field at bomba ang ibabaw ng target na materyal, upang ang mga target na atoms (o mga molekula) ay nakakakuha ng sapat na enerhiya upang masira mula sa ibabaw at sa wakas ay magdeposito sa metal bipolar substrate upang makabuo ng isang manipis na pelikula.

Makabuluhang bentahe ng mga coatings sa mga plate na metal bipolar

▪ Pagbutihin ang paglaban sa kaagnasan

Sa ilalim ng mga kondisyon ng operating ng cell ng hydrogen fuel, lalo na ang mataas na kahalumigmigan, mataas na temperatura at mga kapaligiran sa acid-base,Mga plato ng metal na bipolaray madaling kapitan ng kaagnasan. Ang mga coatings ay maaaring bumuo ng isang proteksiyon na hadlang upang maiwasan ang kaagnasan at mapalawak ang buhay ng serbisyo ng mga plate na bipolar. Halimbawa, ang paggamit ng mahalagang metal coatings tulad ng platinum, ginto o palladium ay maaaring epektibong maiwasan ang kaagnasan at oksihenasyon.

▪ Pagbutihin ang kondaktibiti

SaMga cell ng gasolina, Ang mga plate ng bipolar ay nangangailangan ng mataas na kondaktibiti upang matiyak ang epektibong pagpapadaloy ng kasalukuyang. Sa pamamagitan ng mga coatings, ang paglaban ng metal na ibabaw ay maaaring mabawasan, ang kahusayan ng pagpapadaloy ng kasalukuyang maaaring mapabuti, at ang pagganap ng mga cell ng gasolina ay maaaring mapabuti. Halimbawa, ang pilak na kalupkop o kalupkop na tanso ay maaaring mapabuti ang kondaktibiti ng mga metal.

▪ Bawasan ang pagtagas ng gas

Ang hydrogen at oxygen sa mga cell ng gasolina ay kailangang epektibong maipamahagi sa pamamagitan ngMga plato ng bipolar. Ang mga coatings ay makakatulong sa selyo ng mga metal na ibabaw, maiwasan ang pagtagas ng gas, at matiyak ang kahusayan ng operating at kaligtasan ng mga cell ng gasolina.

▪ Pagbutihin ang lakas ng makina

Ang patong ay maaari ring mapahusay ang mekanikal na lakas ng bipolar plate, bawasan ang pinsala na dulot ng presyon ng gas, pagpapalawak ng thermal o pisikal na epekto, at tiyakin ang istruktura na katatagan ng plate ng bipolar sa pangmatagalang paggamit.

▪ Bawasan ang permeation ng hydrogen

Sa ilang mga kaso, ang hydrogen ay maaaring sumakay saBipolar Platemateryal, lalo na sa paggamit ng mga metal bipolar plate, kung saan ang hydrogen ay maaaring maging sanhi ng pagyakap ng metal. Ang patong ay maaaring epektibong maiwasan ang permeation ng hydrogen at matiyak ang pangmatagalang pagiging maaasahan ng bipolar plate.