《表4 钛合金基体与涂层的性能特征, 其中包括腐蚀电流密度Icoor和接触电阻 (ICR) Table 4 Properties of titanium alloy substrates and co

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《质子交换膜燃料电池双极板材料研究进展》

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钛合金材料具有密度小、比强度高、耐腐蚀、易加工等优点，但钛合金在高温或酸性条件下表面也会形成钝化膜，导致膜电极扩散层和双极板间的接触电阻增大，降低燃料电池的输出功率[64]。由于钛合金表面容易形成电导率低的钝化膜，因此，钛合金不能直接作为双极板投入使用。与不锈钢和铝合金类似，钛合金可以通过在表面镀涂层的方法提高其耐蚀性和电导率，以满足双极板的性能要求。如表4所示，没有涂层的Ti-6Al-4V在模拟电池环境下的腐蚀电流密度为5.48~7.46μA/cm2，接触电阻为87mΩ·cm2[65]，通过在其表面镀覆一层ZrC或ZrCN，其腐蚀电流密度分别为0.39μA/cm2和0.336~15.7μA/cm2，接触电阻分别降至9.6mΩ·cm2[65]和11.2~11.71mΩ·cm2[67]；纯Ti在模拟电池环境下的腐蚀电流密度和接触电阻分别为0.042μA/cm2和37mΩ·cm2[64]，在其表面镀TiN后的腐蚀电流密度和接触电阻分别为0.008 6μA/cm2和2.4mΩ·cm2[64]。由此可见，镀层后的Ti合金基本可以满足美国能源部的性能要求。相比上述涂层材料而言，在Ti-6Al-4V表面镀Zr则表现出较低的接触电阻（40mΩ·cm2）[66]，不能满足双极板的性能要求。