第十五届全国表面工程大会

       金属双极板(BPs)的导电性和耐腐蚀性的协同优化对于提高质子交换膜燃料电池(PEMFC)系统的性能、可靠性和寿命至关重要。在当前研究中，使用脉冲直流磁控溅射技术在AISI奥氏体不锈钢(SS316L) BPs上沉积了三种无氢碳基纳米复合涂层(Cr, Ti)/(Cr, Ti)-C-N/C。Ti/TiCN/C涂层表现出优异的性能，其微观结构是光滑、均匀和致密的，由Ti粘附层、TiCN过渡层和顶部C层组成。Ti/TiCN/C涂层具有最高的硬度(21.36 GPa)、最大的H/E^* (0.072)和H³/E^*2 (0.084)比值、最大的涂层-基材附着力(20.3 mN)以及在酸性条件(pH = 3, H₂SO₄ + 0.1 ppm HF, 80 °C)下优异的耐腐蚀性。增强的性能源于微观结构均匀性、强的界面结合力以及中间过渡层对顶部C层的调节作用。此外，Ti/TiCN/C涂层实现了2.4 mΩ·cm²的最低界面接触电阻值，这归因于顶部C层中C sp²的最大含量和无序度以及最高的sp²/sp³比。这些结果突出表明，Ti/TiCN/C涂层是高性能PEMFC BPs的一种经济高效、耐用的解决方案，从而为工业规模的应用奠定了基础。

无氢碳基纳米复合涂层；Ti/TiCN/C涂层；附着力；耐腐蚀性；导电性