بررسی خواص الکتریکی و مقاومت خوردگی پوشش TiN اعمال شده به روش کند و پاش روی صفحات دو قطبی تیتانیومی مورد استفاده در پیل سوختی پلیمری

در این تحقیق تاثیر تشکیل پوشش نیترید تیتانیوم با استفاده از روش کند و پاش روی خواص صفحات دو قطبی تیتانیومی مورد استفاده در پیل سوختی پلیمری مورد بررسی قرار گرفت. عملیات پوشش دهی با استفاده از هدف تیتانیوم خالص در اتمسفر گاز آرگون و نیتروژن با خلوص بالا انجام شد و پوشش نیترید تیتانیوم با  ضخامت های مختلف با کنترل زمان کند پاش ایجاد گردید. شناسایی فازهای شکل گرفته در پوشش با استفاده از روش اشعه ایکس خراشان (Grazing incident XRD) صورت گرفت. مقاومت به خوردگی پوشش ها، توسط آزمون پلاریزاسیون پتانسیل متغیر در محلول نیم مولار H2SO4 و HF و در دمای ̊C 70 مورد بررسی قرار گرفت. مقاومت تماسی (Interfacial contact resistance) میان نمونه های پوشش دار و لایه نفوذی گاز، توسط روش آزمون تماسی در فشارهای مختلف اندزه گیری گردید. بررسی مقاومت تماسی نمونه ها نشان داد با توجه به شکل گیری پوشش با استوکیومتری TiN، مقاومت تماسی  صفحات دو قطبی تیتانیمی با اعمال پوشش TiN و افزایش ضخامت پوشش به مقدار چشمگیری کاهش می یابد. بررسی نتایج پلاریزاسیون تافلی نشان داد که اعمال پوشش TiN منجر به بهبود مقاومت خوردگی صفحات تیتانیومی می گردد و پتانسیل خوردگی از V 214/0- برای تیتانیوم به V 102/0- برای پوشش 600 نانومتری افزایش یافته است و با افزایش ضخامت پوشش، دانسیته جریان خوردگی از µA/cm2 29/6 برای نمونه تیتانیومی به µA/cm2  83/1 برای نمونه حاوی پوشش TiN با ضخامت nm 600 کاهش یافت.

Keywords:

Fuel cell , Bipolar plates , Sputtering , Titanium nitride coating , ICR , صفحات دوقطبی , کندو پاش , پوشش نیترید تیتانیوم , مقاومت تماسی , مقاومت خوردگی.