Stutt lýsing á "kolefnishúð" tækni fyrir tvískauta málmplötur

Í róteindaskiptahimnueldsneytisfrumum, vegna erfiðra innri aðstæðna, eru tvískauta málmplötur einfalt að tærast og versna afköst þeirra. Þess vegna er nauðsynlegt að undirbúa hagnýta húðun á yfirborði þeirra til að uppfylla kröfur um frammistöðu og endingu. Yfirleitt er þess krafist að húðunin hafi góða rafleiðni, framúrskarandi tæringarþol, ákveðna vatnssækni og vatnsfælni, góðan bindistyrk og lágan kostnað. Á stigum málm tvískauta plötu eldsneytisfrumuþróunar og smærri markaðsnotkunar eru eðalmálmhúðun mikið notaðar við yfirborðsbreytingar á tvískauta málmplötum vegna lítillar undirbúningsörðugleika, stöðugrar frammistöðu og mikils þols fyrir rekstrarskilyrðum eldsneytisfrumna. Hins vegar, þegar eldsneytisfrumuiðnaðurinn færist smám saman í átt að iðnvæðingu og markaðsvæðingu, hefur hár kostnaður við góðmálmhúðun smám saman komið fram. Þess vegna eru margir vísindamenn farnir að kanna og prófa önnur efniskerfi. Meðal þeirra er kolefnisbundin húðun eitt af þeim efnum sem fyrirsjáanlega er hægt að nota til að skipta um góðmálmhúðun fyrir yfirborðsbreytingar á tvískauta málmplötum.

Kolefni hefur margar allótróp með mismunandi stærðum, svo sem fulleren, kolefni nanótrefja, kolefni nanótrefja, grafen blöð, demantur, osfrv. Gildisrafeindir kolefnis fjórar hafa þrjá rafeinda blendinga sporbrautareiginleika: sp, sp2 og sp3, þannig að hver þeirra hefur mjög mismunandi eignir. Venjulega er grafít samsett úr sp2 blandað kolefni. Ysta lagið hefur þrjár rafeindir í þríhyrningslaga sp2 sporbrautinni til að mynda σ tengi, og fjórða rafeindin í Pπ sporbrautinni myndar π tengi hornrétt á σ planið. Þess vegna hefur grafít ýmsa eiginleika. Anisotropic lamellar uppbygging. Þessi uppbygging gefur því framúrskarandi rafleiðni, en leiðir einnig til lágs vélræns styrks; tígul hefur sp3 blendingsbyggingu og fjórum gildisrafeindum kolefnisatómsins er úthlutað á sp3 svigrúmið sem stillir fjórþunga og mynda myndun með aðliggjandi atómum. Sterkt σ tengi, sem gefur það mikla viðnám, efnafræðilega tregðu og frábæra hörku. Á milli grafíts og demants er efni sem samanstendur af sp2 og sp3 blendingsbyggingum - myndlaust kolefni (aC).

AC, sem aðallega er til í formi sp3 blendingar, hefur eiginleika svipaða demant, svo það er kallað demanturslíkt formlaust kolefni [1]. aC sem samanstendur af miklum fjölda sp2 blendinga mannvirkja kallast grafítlíkt formlaust kolefni. AC er hægt að útbúa með mismunandi ferlum og AC er einnig fjölbreytt. Í gegnum árin hafa margir vísindamenn framkvæmt umfangsmiklar og ítarlegar rannsóknir á undirbúningi og hagræðingu á afköstum aC, sem hefur stuðlað að hraðri þróun og velgengni þessa efnis í vélum, hálfleiðurum, lækningatækjum og öðrum notkunarsviðum.

Fyrir málm tvískauta plötunotkun verður yfirborðshúðin ekki aðeins að hafa góða leiðni til að draga úr snertiþol, heldur einnig hafa rafefnafræðilega tæringarþol til að hindra útfellingu málmjóna í erfiðu umhverfi eldsneytisfrumna. Þess vegna eru einstakir eðlis- og efnafræðilegir eiginleikar aC mjög í samræmi við umsóknarkröfur um tvískauta málmplötuhúð. Hægt er að stilla örbyggingarsamsetningu aC með mismunandi undirbúningsferlum og breytuskilyrðum og breyta þannig hörku þess, efnafræðilegu tregðu, leiðni og öðrum eiginleikum til að uppfylla tæknilegar kröfur um tvískauta málmplötur.

Þökk sé hraðri þróun lofttæmistækni eru nú til ýmsar undirbúningsaðferðir fyrir aC. Ýmsar undirbúningsaðferðir hafa verið samþættar og lært hver af annarri til að þróa tæknigreinar með mismunandi eiginleika. Algengustu og dæmigerðustu eru sem hér segir:

Magnetron sputtering er PVD húðunaraðferð sem notar segulsvið til að auka jónunarhraða sputtering gassins til að auka sputtering afraksturinn. Það hefur farið í gegnum margar hagræðingar og fengið röð af jafnvægi, ójafnvægi, AC, púls osfrv. Tæknileg grein, það hefur verið mikið notað í tvískauta málmplötuhúð á undanförnum árum. Filmulagið sem er búið til með þessari aðferð hefur venjulega góðan þéttleika og flatleika og getur haldið undirlaginu við tiltölulega lágt hitastig meðan á húðunarferlinu stendur, sem bætir ekki aðeins framleiðslu skilvirkni, heldur dregur einnig úr áhrifum hita sem myndast af undirlaginu á filmuna. lag. Skaðleg áhrif á stofnunina.

Plasma-bætt kemísk gufuútfelling (PECVD) er gufuútfelling tækni sem kynnir lághita plasma inn í CVD kerfið. Vegna þess að tilvist plasma eykur efnavirkni hvarfefna og dregur þar með úr filmumyndandi hitastigi og eykur hvarfhraða. Che o.fl. búið til myndlausa kolefnisfilmu sem inniheldur vetni sem hægt er að setja á tvískauta plötur í gegnum PECVD. Útfellingarhraði getur verið næstum 40 nm/mín á meðan það tryggir frammistöðu og tryggir mikla undirbúningsskilvirkni.

Jónhúðun er aðallega skipt í tvo flokka: uppgufun jónahúðun og sputtering jónhúðun. Það er tækni sem jónar húðunarefni og setur þau á yfirborð undirlagsins. Sprengjuárás á háorkujónir getur ekki aðeins myndað gervi-dreifingarlag á viðmóti filmu/hvarflags, sem bætir bindistyrkinn, heldur einnig myndað háþéttleikagalla á yfirborði undirlagsins, sem eykur kjarnaþéttleikann til muna og eykur filmumyndunarhraði.

AC hefur þegar náð tiltölulega þroskaðri rannsóknaframfarir í beitingu tvískauta málmplötuhúðunar. Yu o.fl. undirbúið AC á 316L ryðfríu stáli í gegnum pulse bias jónhúðun. Vegna tilvistar mikils fjölda sp2 þyrpinga er rafeindaflutningsleiðin til staðar, sem dregur verulega úr snertiviðnám fylkisins. Hins vegar, vegna uppsöfnunar innri streitu í filmunni og áhrifa hitauppstreymis meðan á undirbúningsferlinu stendur, eru AC-himnur einfaldlega unnar á yfirborði tvískauta málmplatna tilhneigingu til að sprunga og falla af, sem gerir það erfitt að uppfylla miklar endingarkröfur í hagnýtri notkun. Þess vegna hafa margir gert markvissar rannsóknir á því að draga úr streitu innan himnunnar og bæta tengingarstyrk himnunnar.

Að undirbúa málmbreytingarlag og dópa málmatóm til að bæta tengikraftinn er ein af augljósari leiðunum. Innleiðing málmfrumeinda mun draga úr streitu, hörku og Youngs stuðul innan kvikmyndarinnar. Sumir vísindamenn útbjuggu W umbreytingarlag á yfirborði undirlagsins áður en kolefnisfilman var útbúin og báru saman kolefnisfilmuna sem inniheldur W lagið við hreina kolefnisfilmusýnið. Niðurstöðurnar sýna að kolefnisfilmusýni með W umbreytingarlagi hefur betri bindistyrk

                                                                              Niðurstöður úr nanó-klópuprófun á AC filmu

Vegna sérstakrar örbyggingar aC geta ekki aðeins sp2 og sp3 tengi verið samhliða kolefnisfilmukerfinu, heldur einnig gert kleift að dópa önnur frumefnisatóm. Sérstaklega mun lyfjamisnotkun mismunandi gerða og styrks málmatóma hjálpa verulega til við að stjórna innihaldi mismunandi blendinga í kolefnisfilmunni. Dópuðu málmarnir geta verið til í formi karbíða, málmklasa og málmoxíða. Mismunandi tilveruform Það gefur líka kolefnisfilmunni mismunandi frammistöðu. Til dæmis, Li o.fl. notaði DC jafnvægis segulróna sputtering tækni til að útbúa aC filmur með mismunandi Ti-doped magni á 316L ryðfríu stáli hvarfefni. Ti doping bætir verulega uppbyggingu aC filmunnar, forðast vöxt stórra súlulaga kristalla og eykur þéttleika filmulagsins. Innleiðing Ti atóma stuðlar að sp2 blendingunni á aC filmunni og aukið magn Ti doping mun stuðla að myndun karbíða, sem mun verulega bæta leiðandi eiginleika filmunnar.

                                                                       Þversnið af aC filmu eftir Ti doping

Almennt séð er tilvist dópaðra málma í aC kvikmyndum mismunandi, aðallega vegna áhrifa magns málmlyfs. Zhang notaði lokuðu sviði ójafnvægis segulróna sputtering tækni til að undirbúa aC kvikmyndir með mismunandi Ag og Cr lyfjamagn á 316L yfirborðinu. Þar sem tilvist mjúks málmfasa Ag eykur dreifingarstig útfelldra atóma, eftir því sem styrkur Ag innlimunar eykst, verður yfirborðsformgerð kolefnisfilmunnar smám saman einsleit og Ag vex smám saman í formi þyrpingar. Þegar Cr er dópaður og nær ákveðnum styrk, munu Cr karbíð nanókristallar falla út í filmunni, sem veldur því að stærð rýrnar á nærliggjandi svæði til að ná fram áhrifum þess að stuðla að þéttleika filmunnar. Ekki nóg með það, samlyfting á Ag og Cr getur bætt auðkenni/IG Raman verulega, sem eykur ekki aðeins sp2 hlutfallið í myndinni heldur gerir sp2 tengistillinguna fyrirferðarmeiri.

                                                   Formgerð aC filmu við mismunandi Ag og Cr lyfjaþéttni

Hins vegar þýðir það ekki að því meiri styrkur lyfjamisþátta, því betri er heildarframmistaða myndarinnar. Þótt Ag doping með mikilli styrk muni auka rafeindaflutningsleiðina í filmulaginu, munu stóru Ag klasarnir sem eru innbyggðir verða að ívilnandi tæringarsvæði, sem gefur raflausninni leið til að dreifa sér inn í filmulagið. Og vegna upplausnar Ag nanóklösa og myndunar Cr oxíðs mun ICR vaxa eftir potentiostatic skautun.

                                                                       ICR breytingar eftir tæringarþolspróf

Það eru mörg ferli til að bæta frammistöðu tvískauta málmplatna með því að stilla uppbyggingu formlausrar kolefnishúðunar og allir vinna hörðum höndum að því að þróa og prófa þær í margar áttir. Hins vegar, hvernig á að bæta endingu tvískauta platna á sama tíma og kostnaður lækkar hefur alltaf verið kjarninn í stórum viðskiptalegum forritum. Ehisen hefur einnig framkvæmt miklar rannsóknir og sannprófanir á ofangreindum þáttum og er með fullkomið geðhvarfaskífumatskerfi. Með ítarlegum samskiptum og samvinnu við birgja, þróar Ehisen hágæða tvískauta plötuíhluti úr málmi. Eins og er, hafa nýjustu kolefnishúðuðu málm tvískauta plöturnar sem Ehisen notaði staðist yfirgripsmikil frammistöðupróf og strangar endingarprófanir á netinu og duga til að standast meira en 20,000 klst. Notkun nýrrar kynslóðar af kolefnishúðuðum málm tvískauta plötum bætir ekki aðeins frammistöðu staflans á upprunalegum grundvelli, heldur dregur einnig verulega úr kostnaði við staflann.

Tvískauta plata úr málmi sem byggir á títan

Hrein títan tvískauta plata

Smelltu á vöruheitið til að læra meira um vörurnar!