1．结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写

2000字左右的文献综述：

文 献 综 述

1.引言

双极板是质子交换膜燃料电池(Polymerelectrolyte membrane fuel cell，PEMFC)的核心部件，必须具有高导电性、高耐蚀性、低密度、高机械强度、 高气密性且易加工成型。传统的石墨双极板具有优良的导电性和耐腐蚀性,但是成本较高且质脆。不锈钢具有优良的导电导热性,机械强度高,易于加工成型,可提高燃料电池输出功率，改善燃料电池热管理；并且不锈钢的气体不透过性使其成为阻隔氧化剂和还原剂的理想材料；同时不锈钢(Stainless steel，SS)具有良好的机械加工性能，使得流场的加工非常简单。此外，薄SS双极板，使电池堆的质量和体积明显减小，比功率大幅度提高，并可以降低燃料电池电堆的成本SS双极板耐腐蚀性差的问题使其不能满足长期稳定运行的需要，是一种理想的双极板材料。但是不锈钢的表面天然氧化层使接触电阻很大,且在燃料电池工作环境下腐蚀使镍、铬、铁等组分溶出,污染电极从而影响燃料电池的性能和使用寿命。因此,用表面薄膜技术对不锈钢基体材料进行表面改性以提高其服役性能和解决大规模应用问题。在燃料电池环境中，由于阳极氢气发生氧化反应生成H，在阴极氢离子与通入的氧气反应生成水，因为氢离子与水的存在，使得电池内部处于酸性环境，由于电位差限制，SS容易发生化学腐蚀和电化学腐蚀。SS腐蚀产生的金属离子易侵蚀催化层，使其失去有效性，降低催化剂活性；金属离子的生成还易毒害膜电极(Membrane electrode assembly, MEA)，降低电堆寿命；极板氧化生成的氧化物增加了阴极的接触面电阻，减小了电池的工作效率和寿命，因此SS的防腐问题不容忽视。（我们是在铝合金基体上镀膜，要以”缩尺减重”为目的引出选用铝合金基体材料，但是其表面易氧化生成金属氧化物增加接触电阻，进而选择在其表面制备GLC膜。同时考虑到金属的电导率最好，且贵金属银的耐蚀性能较好，进而进行掺杂）

本工作主要通过在类金刚石膜中（是类石墨膜）掺杂不同含量的银对氢燃料电池双极板表面进行改性，以提高其导电耐蚀性。

2.磁控溅射技术

2.1 磁控溅射技术简介

磁控溅射技术在薄膜制备领域的应用十分广泛，可以制备工业上所需要的各种薄膜，如超硬薄膜、耐腐蚀耐磨擦薄膜、超导薄膜、磁性薄膜、光学薄膜，以及各种具有特殊电学性能的薄膜等。

2.2 磁控溅射技术的原理

磁控溅射的工作原理是指电子在电场E的作用下，在飞向基片过程中与氩原子发生碰撞，使其电离产生出Ar正离子和新的电子；新电子飞向基片，Ar离子在电场作用下加速飞向阴极靶，并以高能量轰击靶表面，使靶材发生溅射。在溅射粒子中，中性的靶原子或分子沉积在基片上形成薄膜，而产生的二次电子会受到电场和磁场作用，产生E（电场）#215;B（磁场）所指的方向漂移，简称E#215;B漂移，其运动轨迹近似于一条摆线。若为环形磁场，则电子就以近似摆线形式在靶表面做圆周运动，它们的运动路径不仅很长，而且被束缚在靠近靶表面的等离子体区域内，并且在该区域中电离出大量的Ar 来轰击靶材，从而实现了高的沉积速率。随着碰撞次数的增加，二次电子的能量消耗殆尽，逐渐远离靶表面，并在电场E的作用下最终沉积在基片上。由于该电子的能量很低，传递给基片的能量很小，致使基片温升较低。

磁控溅射是入射粒子和靶的碰撞过程。入射粒子在靶中经历复杂的散射过程和靶原子碰撞，把部分动量传给靶原子，此靶原子又和其他靶原子碰撞，形成级联过程。在这种级联过程中某些表面附近的靶原子获得向外运动的足够动量，从而使其脱离靶被溅射出来。

2.3 磁控溅射技术的优点

磁控溅射技术与其它镀膜技术相比具有如下特点：可制备成靶的材料广，几乎所有金属，合金和陶瓷材料都可以制成靶材。在适当条件下多元靶材共溅射方式，可沉积配比精确恒定的合金。在溅射的放电气氛中加入氧、氮或其它活性气体，可沉积形成靶材料物质与气体分子的化合物薄膜；通过精确控制溅射镀膜过程，容易获得均匀的高精度薄膜。

3.薄膜的沉积方法

Ag和Au纳米复合薄膜的类金刚石DLC由Au或Ag纳米薄膜使用直流电场环境下的磁控溅射技术，如图1所示。

图1.偏置射频溅射装置与目标示意图

3.1 基材前处理

镀膜前先将基体材料在600，800，1000号耐水砂纸上打磨至其表面光洁、平滑。然后用60g/L NaOH,30g/L ,1-3mL/L OP-10乳化剂，在80摄氏度下化学除油10min。然后用20%，5%HF酸洗10min，后在20g/L ,120g/L硫脲，PH为4,温度下浸银30S。

3.2 直流磁控溅射法镀膜

将前处理好的样品置于腔体中，待腔体内真空度达到4#215;10 -3 Pa后，通入一定量Ar气使腔体气压为1Pa,同时在-300V偏压下，Ar离子辉光放电刻蚀基体30 min; 然后打开铬靶直流电源沉积Cr过渡层,溅射电流为3A, 基体偏压-100 V,Ar气流量为50 mL/min,沉积时间10 min; 随后打开石墨靶(纯度99.99%)直流电源, 对基体分别施加-50 V、 -200 V、 -350 V的偏压进行碳膜沉积, 此时溅射电流为3A, Ar气流量为50 mL/min, 沉积时间60 min。薄膜沉积过程中腔体内Ar气分压在0.28 Pa, 为保证镀层均匀性, 基架在

溅射靶前保持一定的速率自转。

4.性能表征

4.1接触电阻分析

采用伏安法测量不同压力下不锈钢试样表面与气体扩散层(碳纸)间的接触电阻,用

2张碳纸夹在试片和两个铜电极之间 ,通过恒电流仪提供的恒定电流,通过巧精密万用表测量铜电极两端的电压试验过程中的压力通过电子万能试验机控制。具体原理及方法如下图所示

4.2电导率测试

ST-2258C型数字式多功能四探针测试仪是运用四探针测量原理的多用途综合测量装置，它可以测量片状、块状半导体材料的径向和轴向电阻率，测量扩散层的薄层电阻（亦称方块电阻）。换上特制的四端子测试夹具，还可以对电阻器体电阻、金属导体的低、中值电阻以及开关类接触电阻进行测量。测试原理如下图所示：

当1、2、3、4四根金属探针排成一直线时，并以一定压力压在半导体材料上时，在1、4两根探针间通过电流I，则在2、3探针间产生电位差V。

材料电阻率 ρ=（Ω-cm），式中C为探针修正系数，由探针的间距决定。当试样电阻率分布均匀，试样尺寸满足半无穷大条件时。

C=

式中：S1、S2、S3分别为探针1与2，2与3，3与4之间的距离，探头系数由制造厂对探针间距进行测定后确定，并提供给用户。每个探头都有自己的系数C.当S1=S2=S3=1mm时，C≈0.628#177;0.005，单位为cm。*若取电流值I=C时，则ρ=V，可由数字电压表直接读出.

4.3表面及截面形貌分析

采用JSM26360LV扫描电子显微镜(SEM)观察其截面积表面形貌，分析不同Ag掺杂量对镀层厚度、致密度及微观形貌的影响规律。

4.4耐蚀性能测定

采用CHI660c电化学工作站进行电化学测试:三电极体系,试样为工作电极,露出10mm#215;10mm工作面积,其他部分用环氧树脂密封,铂片为辅助电极,参比电极为饱和甘汞电极；电解液为模拟PEMFC腐蚀溶液(0.5mol/L 5#215;10mol/L F)，80℃条件下通氧气,试样在其中稳定30min后于室温下进行极化曲线扫描,扫描范围为-0.3至0.8V,扫速为1mV/s。

4.5 Raman测试

表征涂层石墨化程度。

4.6 XPS测试

涂层成分及物相分析。

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