Застосування лазера в післяобробці біполярного покриття

PEMFCбіполярна пластинаМатеріали в основному включають три категорії: графітові матеріали, композитні матеріали та металеві матеріали.Графітові біполярні пластиниМайте хорошу провідність і їх легко обробити, але матеріал крихкий, має погані механічні властивості та низьку ефективність обробки, що ускладнює досягнення комерційного масового виробництва.

Композитнийбіполярні пластинивиготовляються з вуглецевого порошку та смоли як основну сировину і готуються ліпленням та іншими методами. Вони мають низьку вартість, але композитні біполярні пластини все ще мають такі проблеми, як провідність та проникнення газу.

Металеві біполярні пластини мають високу міцність, електричну та теплопровідність. Їх можна виробляти методами масового виробництва, такими як металевий штампування та прокат. Вони визнані першим вибором для комерціалізації паливних елементів.

З точки зоруметалеві біполярні пластини, оскільки паливні елементи працюють у кислому середовищі в поєднанні з електричними та тепловими умовами,біполярні пластини паливних елементівБуде розгортати за дуже короткий час. Тому підготовка покриття на поверхні біполярної пластини стає можливим розчином.

Збіполярна пластина паливних елементівПокриття наноситься за допомогою технології конструкції Magnetron, як правило, включаючи перехідний шар та поверхневе функціональне покриття. Наночастинки, що розпилюють магнетрон, як правило, варіюються від десятків нанометрів до однієї -двохсот нанометрів. Це унікальне явище розпилення магнетрона.

Після того, як частинки покриття будуть накопичені, будуть утворені різні прогалини. У високій температурі висококислотне та високе струм середовищапаливний елемент, іони водню та іони фтору, що генеруються деградації смоли перфторозульфонової кислоти, проникають у субстрат через зазори між частинками, викликаючи корозію перехідного шару і в кінцевому рахунку функціональний лущення та збій. Це основна форма відмови подвійного покриття підкладки.

Механізм відмови

Солонні кристали у фізичному осаді пари

Недостатність покриття

Нова технологія термічної обробки поверхні металевих матеріалів з використанням теплового ефекту, що генерується високою енергією лазерного променя. Робочий процес цієї технології полягає в тому, що: опромінення поверхні частини лазером може нагрівати її вище критичної температури зміни фаз. Після зняття лазерного променя поверхня швидко охолоне і гасте.

Це досягло значних результатів у поліпшенні стійкості до зносу, резистентності до корозії, стійкості до втоми та стійкості до удару металевої поверхні. Переваги лазерної обробки полягають у тому, що вона не містить забруднення і належить до місцевої поверхневої обробки, з низьким тиском та невеликою деформацією, тому вона має широкі перспективи застосування.

Технологія лазерної термічної обробки

Коли щільність потужності лазера низька (<10^4w/см^2), а час опромінення короткий, лазерна енергія, поглинена металом, може лише спричинити температуру матеріалу з поверхні в внутрішню частину, але підтримувати тверду фазу незмінною. В основному він використовується для частинного відпалу та зміни фази, в основному інструментів, передач та підшипників; Зі збільшенням щільності лазерної потужності (10^4 ~ 10^6W/см2) та розширенням часу опромінення поверхня матеріалу поступово тане, і зі збільшенням вхідної енергії інтерфейс рідкої твердої фази поступово рухається до глибокої частини матеріалу. Цей фізичний процес в основному використовується для переробки поверхні, лежачи, облицювання та теплопровідності зварювання металів.

Подальше збільшуйте щільність потужності (> 10^6W/см^2) і продовжує час лазерної дії. Поверхня матеріалу не тільки тане, але й випаровується. Пара збирається біля поверхні матеріалу і слабо іонізується, утворюючи плазму. Ця розріджена плазма допомагає матеріалу поглинати лазер. Під тиском розширення випаровування поверхня рідини деформується з утворенням ям. Цей етап використовується для лазерного зварювання, як правило, у мікро-з'єднанні в межах 0,5 мм.

Стрес стискаю під час фізичного осадження пари

Коли лазер використовується для опромінення поверхні з нержавіючої сталі, покриття нагрівається до розплавленого стану високою температурою, що утворюється лазером миттєво, а потім швидко охолоджується. Після плавлення зазори між частинками зменшуються, утворюючи структуру, подібну твердим розчином, що може запобігти іонам водню та іонів фтору, що проникають у субстрат.

По-друге, після високотемпературної обробки плавлення покриття може утворювати твердий розчин із підкладкою, покращуючи міцність на зв'язок між покриттям та підкладкою. Особливо для субстратів з нержавіючої сталі, погана міцність на зв'язок між підкладкою та покриттям є помітною проблемою. Лазерне лікування може ефективно покращити міцність зв'язку покриття.

По -третє, лазерне опромінення також може зменшити напругу стискаючого, що утворюється всередині покриття під час розпилення магнетронів. Через високотемпературну термічну обробку може бути вивільнено стрес всередині покриття, а термін експлуатації покриття може бути вдосконалено.

По-четверте, термічна обробка лазерного опромінення може утворювати гасіння, що нагадує, на біполярну пластину. Поліпшення сили біполярної пластини після формування корисно для покращення сили біполярної пластини, особливо коли підкладка біполярної пластини паливної елемента в майбутньому стає тоншою. Він забезпечує зручні умови для використання 0,075 мм або навіть 0,05 мм субстратів.

Поліпшення зазору частинок покриття за допомогою лазерної термічної обробки

Лазерне лікуваннябіполярна пластинаПокриття має очевидні переваги. Як збільшити швидкість лазерної обробки - це інженерна проблема, яку потрібно вирішити. Є багатобіполярні пластиниі велика площа. Швидка, недорога та якісна обробка-це передумова для масштабного застосування в інженерії. Я вірю, що ми побачимо більше випадків застосування лазера в лікуванні покриття в майбутньому.