直流磁控溅射非晶碳膜的导电性和耐蚀性

张海峰^1,2，张栋²，李晓伟²，鲁聪达¹，柯培玲²，汪爱英²

1. 浙江工业大学机械工程学院2. 中国科学院海洋新材料与应用技术重点实验室浙江省海洋材料与防护技术重点实验室中国科学院宁波材料技术与工程研究所

摘 要：用直流磁控溅射技术在304不锈钢基体上制备导电非晶碳膜,重点研究了基体偏压对非晶碳膜微结构、导电性和耐蚀性的影响。结果表明:与纯不锈钢双极板相比,经非晶碳膜表面改性的不锈钢表面的导电性和耐蚀性均大幅度提高。当基体偏压为-200V时在质子交换膜燃料电池组装典型压力（1.5MPa）下非晶碳膜的sp2含量最高,使改性不锈钢双极板具有最低的接触电阻（16.65mΩ·cm2）;在模拟质子交换膜燃料电池工作环境的腐蚀溶液中镀膜后不锈钢板的腐蚀电位显著提高,腐蚀电流明显下降。尤其在偏压-200V下薄膜具有最佳的致密性,腐蚀电位为0.25V,腐蚀电流密度为1.22×10-8A/cm2,耐蚀性能最佳。

关键词：无机非金属材料;质子交换膜燃料电池;非晶碳膜;磁控溅射;接触电阻;耐蚀性;