【摘 要】
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质子交换膜燃料电池（PEMFC）技术具有许多优越的性能,被认为是最有前途的绿色高效发电技术之一。双极板是它的重要组成部分,对电池性能和制备成本具有重要的影响。不锈钢双极板
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质子交换膜燃料电池（PEMFC）技术具有许多优越的性能,被认为是最有前途的绿色高效发电技术之一。双极板是它的重要组成部分,对电池性能和制备成本具有重要的影响。不锈钢双极板具有强度高,导热性能好,成本低,资源丰富,可以更好地提高燃料电池的比功率等优点。但是在燃料电池的运行环境下,不锈钢材料存在表面钝化或溶解等腐蚀问题。因此,对不锈钢双极板材料表面进行优化研究,改进其导电及耐腐蚀性能是很有必要的。类金刚石钻石具有优异的化学稳定性,可用于制备耐腐蚀涂层。在类金刚石膜中进行元素掺杂能够使其具有较好的导电性能,但是,在不锈钢双极板防护方面的应用,类金刚石膜的导电性还有待研究改善。为了获得具有良好导电性和高耐腐蚀性的类金刚石薄膜,本文在不锈钢316 L和硅片上,通过调节实验工艺参数（氮气流量与Cr靶功率）,分别制备了N掺杂和Cr/N共掺杂的类金刚石碳膜。模拟了质子交换膜燃料电池（PEMFC）的工作环境,研究了未涂层样品和涂层样品的电学性能和耐腐蚀性能。主要结果如下:（1）扫描电镜（SEM）结果表明,铬氮共掺杂DLC薄膜的表面更加均匀。通过对X射线光电子能谱（XPS）和X射线衍射（XRD）结果的分析,发现Cr/N共沉积DLC膜是非晶态C、CrC、CN、Cr2N和纳米晶CrN相结合的结构。（2）接触电阻测试表明,Cr/N共掺杂DLC薄膜（Cr靶功率90W）具有最好的导电性（140N/cm2压力下为9.20mΩ·cm2）。（3）动电位极化试验表明,N掺杂DLC和Cr/N共掺杂DLC薄膜的耐腐蚀性能(腐蚀电流密度可达E-6E-7A/cm2)均优于未掺杂316L不锈钢,综上所述,Cr/N共掺杂DLC薄膜（Cr靶功率90W）在导电性和耐腐蚀性方面均表现出优异的性能,能适用于不锈钢双极板的表面处理。
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