电弧离子镀导电耐蚀涂层产业技术及装备

1.燃料电池双极板导电耐蚀涂层

成本与寿命是制约燃料电池大规模商业化的主要瓶颈。其中双极板是燃料电池重要组成部分之一，成本占燃料电池总体40%-50%，严重制约燃料电池的大规模应用。不锈钢双极板在成本和加工成形方面具有优势，但其易腐蚀的特点严重影响燃料电池的导电性和耐久性。面向我国在氢能新能源汽车技术重大需求，辽宁省能源材料及器件重点实验室专注于燃料电池双极板改性专用导电耐蚀精密涂层的材料、工艺及装备开发，利用脉冲偏压电弧离子镀技术涂镀碳铬纳米复合薄膜进行表面改性处理不锈钢双极板，其在导电、耐蚀及疏水等性能指标上均达到国际领先水平，实验室为了整体提高涂层质量的产量，目前已开发出满足年产数万片加工需求的生产线，产能为：每1.5小时1炉；每炉双面镀40片，单面镀80片；每天400-500片，每月1万片以上的连续生产能力。为我国氢能新能源汽车从原创到产业化全过程自主创新起到关键的技术支撑作用。

2. 高耐蚀强散热涂层技术

高效散热，耐盐雾腐蚀是电子信息、航空航天、安全储能等领域面临的核心问题。铝合金因具有优异物理特性与低廉的成本，成为高发热率部件最佳的壳体材料。但铝合金的辐射散热能力很差，无法满足工程散热需求。针对上述问题本团队通过电弧离子镀技术设计一种双层结构涂层，利用钛合金强的耐盐雾性能，结合非晶碳与纳米金属复合高导热率、高辐射率以及超疏水性能，将高温器件的表面热量传入涂层中，并以红外线的方式向外界辐射，加快器件与外界的热量交换，降低器件表面和内部温度，从而达到提高器件的稳定性和使用寿命的效果，实现了非高温下、辐射冷却理论应用领域创新突破，为热管理开辟了辐射冷却新途径。

应用上，经过涂层改性制备的电网3型与2型散热片实际应用效果显著，CPU在100%用量情况下，温升始终控制在94℃内，最优样品可以控制在92℃以内，满足应用需求。国标耐盐雾96 h测试标准下，样品表面无任何腐蚀现象。

本团队目前在改性涂层材料和制备工艺取得重要进展，可针对不同规格散热基片需求设计加工专用涂层生产加工线，实现不同种类高耐蚀强散热涂层量产加工，以满足各领域面临的普遍散热需求。