机械工程材料

北大核心,CA,JST,CSCD扩展版,WJCI

国内刊号:31-1336/TB

国际刊号:1000-3738

机械工程材料杂志2024年第5期:磁控溅射NiCrCN涂层在质子交换膜燃料电池阴极环境中的腐蚀行为

发布日期:

作者:董延, 陶毅, 张金洲

关键词:质子交换膜燃料电池, NiCrCN涂层, 磁控溅射, 耐腐蚀性能

采用非平衡磁控溅射技术在316L不锈钢表面沉积NiCrCN涂层,研究不同铬靶电流(2,4,6 A)下涂层的微观形貌以及在模拟质子交换膜燃料电池(PEMFC)阴极环境(0.5 mol·L-1 H2SO4+2 mg·L-1HF,空气鼓入,70℃)中的耐腐蚀性能。结果表明:制备的NiCrCN涂层均由金属镍、CrN、Cr2N、Cr7C3等相组成;4 A铬靶电流下制备的涂层表面光滑平整且结构致密,而2,6 A铬靶电流下制备的涂层中出现明显的柱状晶结构。在模拟PEMFC阴极环境中恒电位0.6 V极化以及高电位1.0 V循环极化后,随着铬靶电流的增大,涂层的腐蚀电流密度先减小后增大,4 A铬靶电流下制备涂层的腐蚀电流密度最小,恒电位极化曲线更加平稳,恒电位极化时溶解在腐蚀溶液中的金属离子质量浓度最小,表面腐蚀程度最轻;该涂层在静止浸泡14 d后的电荷转移电阻始终比316L不锈钢高1个数量级。在PEMFC正常工作、快速启动/关闭和长期静止条件下服役的最佳NiCrCN涂层为4 A铬靶电流下制备的涂层。

来源:2024年第5期

《机械工程材料》期刊编辑部

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