1. پوشش های مبتنی بر فلز
به طور کلی، کاربیدها، نیتریدها و بوریدهای فلزات واسطه نیز مقاومت در برابر خوردگی و رسانایی الکتریکی بسیار خوبی دارند و هزینه کمی دارند.
قلع یک ماده سرامیکی با رسانایی الکتریکی خوب و مقاومت در برابر خوردگی است و استحکام پیوند جمعی بالایی با تیتانیوم دارد. فرآیندهای پوشش اصلی شامل کندوپاش مگنترون و آبکاری یونی چند قوس است.
اگر از فناوری غوطه وری پلاسما استفاده شود، سوراخ های پین و عیوب ذرات بزرگ روی سطح پوشش را می توان از بین برد. هنگامی که در دمای بالاتر قرار می‌گیرد، سرعت انتشار اکسیژن در پوشش افزایش می‌یابد و به سرعت به موقعیت مرزی دانه می‌رود، که منجر به بهبود مقاومت در برابر خوردگی و هدایت الکتریکی می‌شود. .
به عنوان مثال، با استفاده از فناوری رسوب کندوپاش پلاسمایی دو کاتدی، سطح آلیاژ تیتانیوم TC4 با پوشش نانوکریستالی ZrC با ضخامت 10 میلی متر و اندازه دانه متوسط 12 نانومتر آماده می شود. پتانسیل خوردگی پوشش نانوکریستالی ZrC به طور قابل توجهی بالاتر از آلیاژ تیتانیوم TC4 است و چگالی جریان خوردگی کمتر است. آلیاژ تیتانیوم TC 4 حدود 4 مرتبه قدر کاهش می یابد.
فرآیند تشکیل اکسید روی سطح Ti
2. پوشش مبتنی بر کربن
پوشش های مبتنی بر کربن مانند گرافیت، کربن آمورف و گرافن دارای مقاومت خوردگی و هدایت الکتریکی عالی در محیط دوقطبی PEMFC هستند و یک لایه TiC بر روی سطح مشترک با بستر تشکیل می شود که نه تنها می تواند استحکام پیوند بین تیتانیوم را افزایش دهد. و پوشش های مبتنی بر کربن، اما همچنین می تواند مقاومت در برابر خوردگی و هدایت پوشش را بهبود بخشد. پوشش های مبتنی بر کربن ارزان تر هستند.
دوپینگ سایر عناصر در فرآیند آماده سازی فیلم کربن، مانند دوپینگ تیتانیوم تیتانیوم، زیرکونیوم Zr، تنگستن W، و نقره نقره به فیلم کربن آمورف، می تواند کاربیدهای فلزی رسانا را تشکیل دهد که می تواند به طور موثر شکاف فیلم کربن را پر کند و لایه فیلم را بهبود بخشد. . تراکم.
کربن آمورف توسط کربن SP2 (گرافیت مانند) و کربن SP3 (الماس مانند) هیبرید می شود که در آن کربن SP2 رسانایی الکتریکی خوبی دارد، اما ساختار آن شل است، در حالی که کربن SP3 دارای ساختار متراکم و مقاومت در برابر خوردگی عالی است، بنابراین A نسبت معقول SP2/SP3 برای فشردگی، رسانایی و مقاومت در برابر خوردگی پوشش بسیار مهم است. ساختار و مورفولوژی سطح فیلم کربن آمورف عمدتاً با روش آماده سازی و پارامترهای فرآیند تعیین می شود.
کربن آمورف
در صورت استفاده از فناوری کندوپاش مگنترون نامتعادل میدان نزدیک، ابتدا تیتانیوم خالص را روی سطح فولاد ضد زنگ قرار دهید و سپس کربن آمورف را رسوب دهید. مشاهده می شود که مورفولوژی فیلم کربن رابطه زیادی با ولتاژ کندوپاش دارد. هنگامی که ولتاژ کندوپاش کم است، لایه کربن نسبتاً شل و دارای ذرات است و مورفولوژی جانبی حالت رشد کریستال ستونی است. هنگامی که ولتاژ کندوپاش به 90-120V افزایش می یابد، لایه کربن متراکم می شود و سطح صاف و کامل می شود. هنگامی که ولتاژ کندوپاش به 300 ولت افزایش می یابد، لایه کربنی دوباره شل می شود و نقص بیشتری دارد. مشخص شده است که ولتاژ افزایش می یابد، درجه گرافیتی شدن افزایش می یابد و مقاومت تماس کاهش می یابد.
فناوری تویوتا کربن آمورف را بر روی صفحه تیتانیوم با رسوب شیمیایی بخار رسوب می‌کند و ساختار کربن آمورف کونژوگه π (PAC) در مقیاس نانو کنترل می‌شود تا از هدایت الکتریکی خوب اطمینان حاصل شود. اتصال مستقیم کربن به تیتانیوم نسبتاً دشوار است. تویوتا این فرآیند را بهبود بخشیده و روش‌های بازرسی کیفیت تولید مرتبط را توسعه داده است. روش فنی نسبتاً ساده است و دشواری در این فرآیند نهفته است.
یک لایه انتقالی بین تیتانیوم و کربن وجود دارد که می تواند چسبندگی را افزایش دهد. در مقایسه با تیتانیوم خالص، مقاومت تماس پس از پوشش کربن بسیار کوچک است. تکنولوژی رسوب بسیار خوب است، پس از رسوب فیلم کربن و سپس مهر زنی، فیلم کربن هیچ نقصی مانند افتادن ندارد.
