01
涂层技术概述
金属双极板在燃料电池中的作用 · 为什么需要耐腐蚀涂层 · 常见涂层材料分类(碳基、金属基、陶瓷基)
基础分类
02
腐蚀机理分析
燃料电池工作环境(酸性、高温、高湿)· 双极板腐蚀类型(点蚀、晶间腐蚀、电偶腐蚀)· 腐蚀对电池性能的影响
机理环境
03
涂层制备技术总览
物理气相沉积(PVD)· 化学气相沉积(CVD)· 电镀 · 化学镀 · 溶胶-凝胶法 · 喷涂法
工艺总览
04
PVD技术详解(上)
磁控溅射原理 · 靶材选择 · 工艺参数(功率、气压、温度)对涂层性能的影响
PVD溅射
05
PVD技术详解(下)
多弧离子镀 · 蒸发镀 · PVD涂层常见缺陷及控制方法
PVD缺陷
06
CVD技术详解
热CVD · 等离子体增强CVD(PECVD)· 原子层沉积(ALD)在双极板涂层中的应用
CVDALD
07
电镀与化学镀技术
镀金、镀铂、镀铬工艺 · 镀液配方 · 电流密度对涂层质量的影响
湿法镀层
08
碳基涂层(上)
石墨涂层 · 类金刚石(DLC)涂层 · 碳纳米管复合涂层
碳基DLC
09
碳基涂层(下)
DLC制备工艺(PECVD、磁过滤阴极弧)· sp2/sp3比例调控 · 掺杂改性(掺钨、掺硅)
DLC掺杂
10
金属基涂层(上)
贵金属涂层(Au、Pt、Pd)制备与性能 · 非贵金属涂层(Cr、Ni、Ti)耐蚀性
贵金属耐蚀
11
金属基涂层(下)
多层金属涂层(Cr/CrN、Ti/TiN)· 梯度涂层 · 合金涂层(Ni-P、Ni-W)
多层合金
12
陶瓷基涂层(上)
氮化物涂层(TiN、CrN、ZrN)· 碳化物涂层(TiC、SiC)· 氧化物涂层(TiO₂、SiO₂)
陶瓷氮化物
13
陶瓷基涂层(下)
MAX相涂层(Ti₃AlC₂、Ti₂AlC)· 高熵陶瓷涂层 · 陶瓷复合涂层
MAX相高熵
14
涂层性能评价方法(上)
电化学测试(动电位极化、EIS、CV)· 界面接触电阻(ICR)测试
电化学ICR
15
涂层性能评价方法(下)
附着力测试(划痕法、压痕法)· 硬度测试 · 表面形貌分析(SEM、AFM)· 成分分析(XPS、EDS)
表征附着力
16
涂层失效分析
涂层剥离 · 针孔缺陷 · 裂纹扩展 · 腐蚀产物分析 · 失效案例研究
失效案例
17
涂层厚度与均匀性控制
厚度对耐蚀性的影响 · 均匀性控制策略 · 在线监测技术
厚度均匀性
18
涂层与基体的界面工程
界面结合力提升策略 · 中间层设计 · 扩散阻挡层
界面中间层
19
表面预处理技术
酸洗 · 喷砂 · 等离子清洗 · 电化学抛光对涂层质量的影响
预处理清洗
20
涂层后处理技术
热处理 · 激光重熔 · 封孔处理 · 表面钝化
后处理钝化
21
规模化制备技术
卷对卷(R2R)连续镀膜技术 · 真空镀膜生产线设计 · 产能与成本分析
规模化R2R
22
涂层成本分析
材料成本 · 设备成本 · 工艺成本 · 全生命周期成本评估
成本经济
23
环境与安全
镀膜过程中的废气处理 · 废液处理 · 安全操作规程
环保安全
24
涂层标准与规范
国内外涂层测试标准(ASTM、ISO、GB)· 质量认证体系
标准认证
25
典型应用案例(上)
乘用车燃料电池堆涂层方案 · 商用车涂层方案
乘用车商用车
26
典型应用案例(下)
固定式电站涂层方案 · 特殊环境(高海拔、高盐雾)涂层方案
电站特殊环境
27
涂层技术发展趋势
新型二维材料涂层(石墨烯、MXene)· 智能涂层 · 自修复涂层
前沿智能
28
涂层模拟与计算
第一性原理计算在涂层设计中的应用 · 有限元分析在涂层应力分析中的应用
模拟DFT
29
涂层检测新技术
原位检测技术 · 机器学习在涂层质量预测中的应用
检测AI
30
课程总结与展望
当前技术瓶颈 · 未来研究方向 · 产业化前景
总结展望