【摘 要】
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具有成本低、易加工、机械强度高等优点的不锈钢是质子交换膜燃料电池(PEMFC)双极板材料最具竞争力的材料之一,但须对其进行表面改性才能在PEMFC的应用中获得一席之地。碳化
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具有成本低、易加工、机械强度高等优点的不锈钢是质子交换膜燃料电池(PEMFC)双极板材料最具竞争力的材料之一,但须对其进行表面改性才能在PEMFC的应用中获得一席之地。碳化铬涂层不仅具有优良的导电性能,而且表现出较好的耐蚀性能,因此在316L不锈钢双极板上镀碳化铬是最有可能在商业化质子交换膜燃料电池(PEMFC)中获得应用的不锈钢双极板改性技术。深入研究碳化铬改性不锈钢在PEMFC环境中的电化学性能,不仅有利于考察镀层的腐蚀历程,而且可开发新型涂层工艺,提高涂层的性能,加快其工业应用。本文采用恒电位极化、动电位极化、交流阻抗等电化学测试技术和扫描电化学电化学显微镜测试方法,研究了碳化铬改性不锈钢在模拟电池环境中的电化学性能。研究结果表明：在模拟PEMFC阴、阳极环境中,镀碳化铬316L不锈钢的极化曲线呈现典型的阳极极化曲线所有的特征,发现镀碳化铬不锈钢提高了抗孔蚀性能。电化学交流阻抗谱实验结果表明,镀碳化铬层的反应电阻增大、双电层电容下降,表明该膜层成为高电阻、低电容的阻挡层,对基体起到良好的保护作用。80℃的模拟阴极环境中,镀碳化铬316L不锈钢发生了孔蚀,其腐蚀动力学方程为i0=7.6341t-0.5,验证了本试验条件下,蚀孔发展速度受表面涂层溶解控制。无论在开路电位状态下还是模拟加载工况下镀碳化铬316L不锈钢表面微小区域内均呈现不均匀的溶解状态。模拟电池加载工况下,腐蚀明显加剧。随腐蚀的时间延长,微区腐蚀电流呈先增大再减小的趋势。镀层本身的缺陷是导致微区局部发生不均匀腐蚀的原因。
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