CN105556002B - 镀金属覆盖不锈钢材料以及镀金属覆盖不锈钢材料的制造方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种镀金属覆盖不锈钢材料(100)，其特征在于，其具备：不锈钢钢板(10)，其形成有钝化膜(11)，该钝化膜(11)的表面的利用俄歇电子能谱分析得到的Cr/O值处于0.05～0.2的范围内并且Cr/Fe值处于0.5～0.8的范围内；和镀金属层(20)，其形成在前述不锈钢钢板(10)的钝化膜(11)上，前述镀金属层(20)为由Ag、Pd、Pt、Rh、Ru、Cu、Sn、Cr中的任意一种金属或者它们的合金构成的镀覆层。

Description

镀金属覆盖不锈钢材料以及镀金属覆盖不锈钢材料的制造 方法
技术领域
本发明涉及镀金属覆盖不锈钢材料以及镀金属覆盖不锈钢材料。
背景技术
以往作为连接器(connector)、开关或印刷布线基板等中使用的电触点材料，使用在不锈钢钢板的表面覆盖由Ag、Pd、Pt、Rh、Ru、Cu、Sn、Cr中的任意一种金属或包含它们之中至少两种以上金属的合金构成的镀金属层而成的镀金属覆盖不锈钢材料。
对于这种在表面形成有镀金属层的镀金属覆盖不锈钢材料而言，通常，为了提高表面的镀金属层的密合性，在形成镀金属层之前，在不锈钢钢板上实施基底镀镍而形成基底镀镍层。这种情况下，在这种基底镀镍层上形成镀金属层时，若在镀金属层产生针孔等缺陷，则存在镍从基底镀镍层溶出，导致镀金属层发生剥离这样的问题。
对此，例如专利文献1中公开了不实施这种基底镀镍、在不锈钢钢板上直接形成镀金层的技术。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2008-4498号公报
发明内容
发明要解决的问题
但是，上述专利文献1中公开的技术中，若表面的镀金层的厚度过薄则会由于镀金层的覆盖率显著降低而存在镀金层的密合性降低且不锈钢钢板露出而容易腐蚀的问题，另一方面，若表面的镀金层的厚度过厚则存在在成本上不利的问题。
本发明是鉴于这种实际情况而提出的，其目的在于，提供一种镀金属覆盖不锈钢材料，其即使在使表面的镀金属层薄膜化的情况下，也可以提高镀金属层的覆盖率和密合性，由此耐蚀性和导电性优异、在成本上有利。
用于解决问题的方案
本发明人等为了达成上述目的而进行深入研究，结果发现通过在不锈钢钢板形成规定的钝化膜、在该钝化膜上形成镀金属层，由此可以达成上述目的，从而完成了本发明。
即，根据本发明，提供一种镀金属覆盖不锈钢材料，其特征在于，其具备：不锈钢钢板，其形成有钝化膜，该钝化膜的表面的利用俄歇电子能谱分析得到的Cr/O值处于0.05～0.2的范围内并且Cr/Fe值处于0.5～0.8的范围内；和镀金属层，其形成在前述不锈钢钢板的钝化膜上，由Ag、Pd、Pt、Rh、Ru、Cu、Sn、Cr中的任意一种金属或者它们之中至少两种以上金属形成。
本发明的镀金属覆盖不锈钢材料优选前述镀金属层的覆盖率为95％以上。
另外，根据本发明，提供一种镀金属覆盖不锈钢材料的制造方法，其特征在于，其具有：浸渍工序，将不锈钢钢板浸渍于硫酸水溶液；和镀覆工序，在前述不锈钢钢板上形成镀金属层，该镀金属层由Ag、Pd、Pt、Rh、Ru、Cu、Sn、Cr中的任意一种金属或包含它们之中至少两种以上金属的合金构成，前述浸渍工序中，将不锈钢钢板浸渍于硫酸水溶液时的硫酸浓度设为x[体积％](其中，20≤x≤25)、温度设为y[℃]、浸渍时间设为z[秒]的情况下，满足下述式(1)。
进而，根据本发明，提供一种镀金属覆盖不锈钢材料的制造方法，其特征在于，其具有：浸渍工序，通过将不锈钢钢板浸渍于硫酸水溶液，在前述不锈钢钢板上形成钝化膜，该钝化膜的表面的利用俄歇电子能谱分析得到的Cr/O值处于0.05～0.2的范围内并且Cr/Fe值处于0.5～0.8的范围内；和镀覆工序，在前述不锈钢钢板的钝化膜上形成镀金属层，该镀金属层由Ag、Pd、Pt、Rh、Ru、Cu、Sn、Cr中的任意一种金属或包含它们之中至少两种以上金属的合金构成。
发明的效果
根据本发明，对于形成在不锈钢钢板上的镀金属层而言，即使厚度薄的情况下，也可以提高覆盖率和密合性，由此可以提供耐蚀性和导电性优异、在成本上有利的镀金属覆盖不锈钢材料。
附图说明
图1为本实施方式的镀金属覆盖不锈钢材料100的构成图。
图2为表示对于实施例和比较例中得到的不锈钢钢板10的钝化膜11、利用X射线光电子能谱(XPS)测得的结果的图表。
图3为表示对于实施例和比较例中得到的不锈钢钢板10的钝化膜11、测定表面的利用俄歇电子能谱分析得到的Cr/O值和Cr/Fe值而得到的结果的图表。
图4为表示对于实施例和比较例中得到的不锈钢钢板10的钝化膜11测定表面粗糙度而得到的结果的图。
图5为表示对于实施例中得到的不锈钢钢板10的钝化膜11、使用X射线衍射装置进行XRD分析而得到的结果的图表。
图6为实施例和比较例中得到的不锈钢钢板10的钝化膜11的断面照片。
图7为表示实施例和比较例中得到的不锈钢钢板10的钝化膜11的电子束衍射图案的图。
图8为实施例中得到的镀金属覆盖不锈钢材料100的表面的SEM照片。
图9为用于说明测定实施例中得到的镀金属覆盖不锈钢材料100的接触电阻的方法的图。
图10为表示测定实施例中得到的镀金属覆盖不锈钢材料100的接触电阻而得到的结果的图表。
具体实施方式
以下对本实施方式的镀金属覆盖不锈钢材料100进行说明。
如图1所示，本实施方式的镀金属覆盖不锈钢材料100的特征在于，其是通过在形成有钝化膜11的不锈钢钢板10上形成镀金属层20而构成的，该镀金属层20由Ag、Pd、Pt、Rh、Ru、Cu、Sn、Cr中的任意一种金属或包含它们之中至少两种以上金属的合金构成，对于不锈钢钢板10的钝化膜11，其表面的利用俄歇电子能谱分析得到的Cr/O值处于0.05～0.2的范围内并且Cr/Fe值处于0.5～0.8的范围内。
<不锈钢钢板10>
作为成为本实施方式的镀金属覆盖不锈钢材料100的基板的不锈钢钢板10，没有特别限定，可列举出SUS316、SUS316L、SUS304等不锈钢钢材。另外，不锈钢钢板有马氏体系、铁素体系、奥氏体系等种类，特别优选为奥氏体系不锈钢钢板。作为不锈钢钢板10的形状，没有特别限定，可以根据使用用途适当选择，例如可以使用根据被加工为线形状或板形状的导电性的金属部件、将板加工为凹凸形状而成的导电性构件、被加工为弹簧形状或筒形状的电子设备的部件等的用途而加工为必要形状的不锈钢钢板。另外，对不锈钢钢板10的粗细(直径)、厚度(板厚)没有特别限定，可以根据使用用途适当选择。
另外，如图1所示，在不锈钢钢板10的表面形成有钝化膜11。对于钝化膜11，其表面的利用俄歇电子能谱分析得到的Cr/O值(Cr/O的摩尔比)和Cr/Fe值(Cr/Fe的摩尔比)处于以下的范围内。即，Cr/O值处于0.05～0.2的范围内、优选处于0.05～0.15的范围内。另外，Cr/Fe值处于0.5～0.8的范围内、优选处于0.5～0.7的范围内。
本实施方式中，通过将形成在不锈钢钢板10的钝化膜11的表面的利用俄歇电子能谱分析得到的Cr/O值和Cr/Fe值控制于上述范围内，对于形成在钝化膜11上的镀金属层20而言，覆盖率(即，钝化膜11上的形成有镀金属层20的面的被镀金属层20所覆盖的面积的比率)提高，密合性也优异。
需要说明的是，本实施方式中，利用俄歇电子能谱分析得到的Cr/O值和Cr/Fe值例如可以通过以下的方法测定。即，首先对于钝化膜11的表面，使用扫描型俄歇电子能谱分析装置(AES)进行测定，算出钝化膜11的表面的Cr、O和Fe的原子％。接着，对于钝化膜11的表面中五个部位，利用扫描型俄歇电子能谱分析装置进行测定，将所得到的结果平均，由此可以算出Cr/O值(Cr的原子％/O的原子％)和Cr/Fe值(Cr的原子％/Fe的原子％)。需要说明的是，本实施方式中，通过使用了扫描型俄歇电子能谱分析装置的测定得到的峰中，将510～535eV的峰作为Cr的峰，将485～520eV的峰作为O的峰，将570～600eV的峰作为Fe的峰，将这些Cr、O、Fe的总计作为100原子％，测定Cr、O和Fe的原子％。
本实施方式中，作为在不锈钢钢板10的表面形成钝化膜11的方法，没有特别限定，可列举出例如将构成不锈钢钢板10的上述的SUS316L等不锈钢钢材浸渍于硫酸水溶液的方法等。
为了形成钝化膜11而将不锈钢钢材浸渍于硫酸水溶液的情况下，硫酸水溶液的硫酸浓度优选为20～25体积％。另外，浸渍不锈钢钢材时的温度优选为50～70℃，更优选为60～70℃。进而，将不锈钢钢材浸渍于硫酸水溶液的时间优选为5～600秒，更优选为5～300秒。
特别是本实施方式中，将不锈钢钢板浸渍于硫酸浓度x[体积％](其中，20≤x≤25)的硫酸水溶液时，将浸渍温度设为y[℃]、浸渍时间设为z[秒]的情况下，优选满足下述式(1)。
根据本实施方式，为了形成钝化膜11而使用将不锈钢钢材浸渍于硫酸水溶液的方法的情况下，通过使得硫酸浓度x[体积％]、温度y[℃]和浸渍时间z[秒]满足上述式(1)的关系，可以去除原来形成在不锈钢钢材表面的氧化覆膜，并且能够在不锈钢钢材上形成钝化膜11，其中钝化膜11的表面的利用俄歇电子能谱分析得到的Cr/O值和Cr/Fe值控制于上述范围内。
<镀金属层20>
镀金属层20为通过在不锈钢钢板10的钝化膜11上实施镀覆处理而形成的层。需要说明的是，本实施方式中，作为构成镀金属层20的金属，可列举出银(Ag)、钯(Pd)、铂(Pt)、铑(Rh)、钌(Ru)、铜(Cu)、锡(Sn)、铬(Cr)中的任意一种金属，或包含它们之中至少两种以上的金属的合金，它们之中，特别优选为Ag、Pd或Pt。另外，对形成镀金属层20的镀覆方法没有特别限定，但是优选使用含有Ag、Pd、Pt、Rh、Ru、Cu、Sn、Cr等的盐的镀覆浴，通过化学镀形成。
在此列举出的Ag、Pd、Pt、Rh、Ru、Cu、Sn、Cr都为标准电极电位大、高的金属，并且具有接触电阻低这种共通的性质。因此，作为构成镀金属层20的金属，使用上述任意一种金属的情况下，所得到的镀金属覆盖不锈钢材料100也会如后文所述，镀金属层20的镀覆性、密合性、耐蚀性和导电性优异。
需要说明的是，作为镀金属层20的覆盖率，即钝化膜11上的形成有镀金属层20的面的被镀金属层20所覆盖的面积的比率，优选为95％以上。通过使得镀金属层20的覆盖率为95％以上，可以降低镀金属层20的针孔，由此可以防止以针孔为开端的镀金属层20的剥离，并且对于所得到的镀金属覆盖不锈钢材料100而言，可以进一步提高耐蚀性和导电性。
作为构成镀金属层20的主要金属，使用银的情况下，镀金属层20的厚度优选为10～200nm，更优选为20～100nm。若主要包含银的镀金属层20的厚度过薄则不会在不锈钢钢板10的钝化膜11上形成均匀的镀金属层20，作为镀金属覆盖不锈钢材料100使用时，耐蚀性、导电性有可能降低。另一方面，若镀金属层20的厚度过厚则在成本上不利。
作为构成镀金属层20的主要金属，使用银以外的金属的情况下，镀金属层20的厚度优选为2～20nm，更优选为2～5nm。若这种包含银以外的金属的镀金属层20的厚度过薄则不会在不锈钢钢板10的钝化膜11上形成均匀的镀金属层20，作为镀金属覆盖不锈钢材料100使用时，耐蚀性、导电性有可能降低。另一方面，若镀金属层20的厚度过厚则在成本上不利。
如上所述，通过在不锈钢钢板10的钝化膜11实施镀金属处理、形成镀金属层20，可以得到镀金属覆盖不锈钢材料100。根据本实施方式的镀金属覆盖不锈钢材料100，如上所述，对于形成在不锈钢钢板10的钝化膜11而言，将表面的利用俄歇电子能谱分析得到的Cr/O值和Cr/Fe值控制于上述范围内，因此对于形成在这种钝化膜11上的镀金属层20而言，可以提高覆盖率和密合性。因此，本实施方式的镀金属覆盖不锈钢材料100，即使在使得表面的镀金属层20薄膜化的情况下，镀金属层20的覆盖率和密合性也高，由此耐蚀性和导电性优异并且在成本上有利，合适地用作连接器、开关或印刷布线基板等中使用的电触点材料。
需要说明的是，作为制造形成有镀银层的镀金属覆盖不锈钢材料的方法，以往使用在不锈钢钢板上直接使用卤化银溶液、在酸性状态下通过电镀来形成镀银层的方法。但是，这种方法中，若形成薄的镀银层则镀银层对于不锈钢钢板的覆盖率降低，由此不锈钢钢板容易腐蚀，另一方面，若形成厚的镀银层则使用大量的昂贵的银，因此存在在成本上不利的问题。
另外，以往也使用在不锈钢钢板上直接实施镀金处理来形成镀金层的方法。但是，这种方法中，若形成薄的镀金层则镀金层对于不锈钢钢板的覆盖率降低，由此不锈钢钢板容易腐蚀，另一方面若形成厚的镀金层则使用大量的昂贵的金，因此存在在成本上不利的问题。
与此相对，根据本实施方式的镀金属覆盖不锈钢材料100，对于形成在不锈钢钢板10上的钝化膜11而言，将其表面中的利用俄歇电子能谱分析得到的Cr/O值和Cr/Fe值控制于上述范围内，由此可以在钝化膜11上形成覆盖率和密合性优异的镀金属层20。因此，根据本实施方式，即使使得镀金属层20的厚度薄的情况下，也可以使得所得到的镀金属覆盖不锈钢材料100在耐蚀性和导电性方面优异、进而在成本上有利。
需要说明的是，本实施方式中，如上所述，使用将不锈钢钢材浸渍于硫酸水溶液的方法的情况下，通过硫酸浓度、浸渍温度和浸渍时间满足上述式(1)的关系，可以形成钝化膜11，其中钝化膜11的表面的利用俄歇电子能谱分析得到的Cr/O值和Cr/Fe值控制于上述范围内，由此，可以在钝化膜11上形成覆盖率和密合性优异的镀金属层20。
作为通过将不锈钢钢材浸渍于硫酸水溶液而得到这种效果的理由，虽然未必明确，但是认为如以下所述。即认为，首先在不锈钢钢材的表面原本形成Cr原子的含有比率大的氧化覆膜。接着，通过将这种不锈钢钢材在上述条件下浸渍于硫酸水溶液，去除表面的氧化覆膜，对于所形成的钝化膜11，由于可以控制阻碍镀金属层20的密合的Cr原子的含有比率，进而可以在表面露出活性的铁，由此可以提高镀金属层20的覆盖率和密合性。
在此，图2是后述的实施例和比较例的数据，是表示将奥氏体系的不锈钢钢材(SUS316L)在70℃的温度下浸渍于硫酸浓度25体积％的硫酸水溶液时的利用X射线光电子能谱(XPS)得到的测定结果的图表。
需要说明的是，图2中，图2的(A)表示测定Fe2p的峰得到的结果、图2的(B)表示测定Ni2p的峰得到的结果、图2的(C)表示测定Cr2p的峰得到的结果、图2的(D)表示测定O1s的峰得到的结果。另外，图2的(A)～图2的(D)的各图表中，浸渍于硫酸水溶液之前的未处理的不锈钢钢材的测定结果以实线表示、浸渍于硫酸水溶液10秒后的测定结果以断续线表示、浸渍于硫酸水溶液60秒后的测定结果以点线表示。
而图2的(A)中，712eV和725eV附近的峰表示铁的氧化物(Fe-O)、707eV附近的峰表示单质的铁(Fe(金属(metal)))。图2的(B)中，874eV和856eV附近的峰表示镍的氧化物(Ni-O)、853.5eV附近的峰表示单质的镍(Ni(metal))。图2的(C)中，586eV和577eV附近的峰表示铬的氧化物(Cr(III)-O)、574eV附近的峰表示单质的铬(Cr(metal))。图2的(D)中，531eV附近的峰表示与铁、镍及铬等金属结合的氧(O-metal)。
如图2的(A)所示，将不锈钢钢材在70℃下浸渍于硫酸浓度25体积％的硫酸水溶液10秒的情况下，707eV附近的Fe(metal)的峰的大小与没有浸渍于硫酸水溶液的未处理的状态相比增大。因此可以确认，通过将不锈钢钢材浸渍于硫酸水溶液，不锈钢钢板上的含有许多Cr原子的氧化覆膜被适当去除，在所形成的钝化膜11的表面露出活性的单质的铁(Fe(metal))。
在此，将不锈钢钢材浸渍于硫酸水溶液时的硫酸浓度过低的情况、浸渍温度过低的情况、或者浸渍时间过短的情况下，无法完全去除不锈钢钢板上的含有许多Cr原子的氧化覆膜，最表面的Cr原子的含有比率增大(即，上述Cr/O值和Cr/Fe值变得过高)，所形成的钝化膜11的表面的单质的铁(Fe(metal))的露出不充分，因此镀金属层20的覆盖率和密合性降低。
需要说明的是，上述的图2的(A)～图2的(D)中，示出了将不锈钢钢材浸渍于硫酸水溶液时，硫酸浓度固定于25体积％、温度固定于70℃、仅浸渍时间变化的例子，该例子中，如图2的(A)的图所示，浸渍时间设为60秒的情况下，与未处理的状态相比，存在707eV附近的Fe(metal)的峰减小、钝化膜11的表面的单质的铁(Fe(metal))的比率减少的倾向。
与此相对，本实施方式中，即使浸渍时间设为60秒以上时，例如通过使得硫酸浓度、温度和浸渍时间的关系满足上述式(1)，对于所形成的钝化膜11，抑制表面的Fe(metal)的峰的降低，由此也可以将Fe(metal)/Fe(total)的值控制于上述范围内，从而可以合适地提高形成在钝化膜11上的镀金属层20的覆盖率和密合性。
另外，本实施方式中，将不锈钢钢材浸渍于硫酸水溶液时，对于所形成的钝化膜11的表面，单质的铁(Fe(metal))与Fe原子的总量(Fe(total))的比率(Fe(metal)/Fe(total))优选为14％以上，更优选为18％以上。通过将这样的Fe(metal)/Fe(total)的值设为14％以上，在钝化膜11的表面中，可以使得活性的单质的铁适当地露出，因此可以进一步提高形成在这种钝化膜11上的镀金属层20的覆盖率和密合性。
需要说明的是，作为求出Fe(metal)/Fe(total)的值的方法，可列举出例如基于上述图2的(A)所示的利用X射线光电子能谱(XPS)得到的测定结果，由测定结果减去背景后，算出单质的铁(Fe(metal))的峰的积分值与铁的氧化物(Fe-O)的峰的积分值和单质的铁(Fe(metal))的峰的积分值的总计值的比率，由此求出上述Fe(metal)/Fe(total)的值的方法。
另外，作为使得钝化膜11的表面的Fe(metal)/Fe(total)的值处于上述范围内的方法，可列举出例如使得将不锈钢钢材浸渍于硫酸水溶液时的硫酸浓度、温度和浸渍时间满足上述式(1)的关系的方法。
进而，本实施方式中，将不锈钢钢材浸渍于硫酸水溶液时，作为不锈钢钢材，使用含有镍的奥氏体系等不锈钢钢材的情况下，对于所形成的钝化膜11的表面，单质的镍(Ni(metal))与Ni原子的总量(Ni(total))的比率(Ni(metal)/Ni(total))优选为18％以上，更优选为25％以上。通过将这样的Ni(metal)/Ni(total)的值设为18％以上，可以在钝化膜11的表面，减小具有非常脆的性质的镍的氧化物的比率，因此可以进一步提高镀金属层20的覆盖率和密合性。
即，将不锈钢钢材浸渍于硫酸水溶液时，硫酸浓度过高的情况、温度过高的情况、或浸渍时间过长的情况下，不锈钢钢板在钝化膜11的形成后被硫酸水溶液侵蚀，由此Fe从不锈钢钢板优先溶出，因此在钝化膜11的表面，Cr原子的含有比率相对增大(即，上述Cr/O值和Cr/Fe值过高)，并且生成镍的氧化物(Ni-O)，由此由于Cr和镍的氧化物的影响，而所形成的镀金属层20的覆盖率和密合性降低。在此，镍的氧化物具有非常脆的性质，因此在钝化膜11的含有许多镍的氧化物的部分之上形成镀金属层20的情况下，镍的氧化物自身从不锈钢钢板10剥离，由此，镀金属层20的覆盖率和密合性降低。
与此相对，本实施方式中，在钝化膜11的表面，通过使得Ni(metal)/Ni(total)处于上述范围内，单质的镍的比率增大，可以减小具有非常脆的性质的镍的氧化物的比率，因此可以进一步提高镀金属层20的覆盖率和密合性。
需要说明的是，作为求出Ni(metal)/Ni(total)的值的方法，可列举出例如基于上述图2的(B)所示的利用X射线光电子能谱(XPS)得到的测定结果，由测定结果减去背景后，算出单质的镍(Ni(metal))的峰的积分值与镍的氧化物(Ni-O)的峰的积分值和单质的镍(Ni(metal))的峰的积分值的总计值的比率，由此求出上述Ni(metal)/Ni(total)的值的方法。
另外，作为使得钝化膜11的表面的Ni(metal)/Ni(total)的值处于上述范围内的方法，可列举出例如使得将不锈钢钢材浸渍于硫酸水溶液时的硫酸浓度、温度和浸渍时间满足上述式(1)的关系的方法。
本实施方式中，将不锈钢钢材浸渍于硫酸水溶液时，对于所形成的钝化膜11的表面粗糙度而言，算术平均粗糙度Ra优选为0.015μm以上，更优选为0.018μm以上。通过使得钝化膜11的表面粗糙度处于上述范围内，在钝化膜11上形成镀金属层20时，通过锚固效应，镀金属层20的覆盖率和密合性进一步提高。
作为使得钝化膜11的表面粗糙度处于上述范围内的方法，可列举出例如将不锈钢钢材浸渍于硫酸水溶液时、延长浸渍时间的方法。此时，浸渍时间越长，所形成的钝化膜11的表面粗糙度越大。同样地提高将不锈钢钢材浸渍于硫酸水溶液时的硫酸浓度或温度的情况下，所形成的钝化膜11的表面粗糙度也增大，镀金属层20的覆盖率和密合性进一步提高。
本实施方式中，也可以使用镀金属覆盖不锈钢材料100作为燃料电池用分隔件。燃料电池用分隔件可作为构成燃料电池堆的燃料电池单元的构件使用，具有通过气体流路向电极供给燃料气体、空气的功能，以及将在电极产生的电子集电的功能。使用镀金属覆盖不锈钢材料100作为燃料电池用分隔件时，对于不锈钢钢板10，优选使用预先在其表面形成有发挥作为燃料气体、空气的流路的功能的凹凸(气体流路)的不锈钢钢板。作为形成气体流路的方法，没有特别限定，可列举出例如通过加压加工来形成的方法。
需要说明的是，通常使用表面形成有镀金属层的不锈钢钢板作为燃料电池用分隔件的情况下，燃料电池用分隔件暴露于燃料电池内的高温且酸性气氛的环境，因此表面的镀金属层的覆盖率低时，成为基板的不锈钢钢板的腐蚀提前进行，由此由于生成于不锈钢钢板表面的腐蚀产物而电阻值増加，存在作为将在电极产生的电子集电的燃料电池用分隔件的功能降低的问题。
与此相对，根据本实施方式的镀金属覆盖不锈钢材料100，如上所述形成有覆盖率和密合性优异的镀金属层20，因此可以合适地用作这种燃料电池用分隔件。
需要说明的是，本实施方式中，作为构成镀金属层20的金属，如上所述可列举出Ag、Pd、Pt、Rh、Ru、Cu、Sn、Cr中的任意一种金属或包含它们之中至少两种以上金属的合金，根据构成镀金属层20的这些金属，可以特别合适地将镀金属覆盖不锈钢材料100用于以下的用途。
首先，形成有镀银层作为镀金属层20的镀金属覆盖不锈钢材料100(银)，可以利用作为银的特性的导电性和导热性优异、可见光区域的光的反射率高这种性质，特别合适地用作连接器、开关、印刷布线基板等的触点材料。
另外，形成有镀钯层作为镀金属层20的镀金属覆盖不锈钢材料100(钯)，可以利用钯所具有的储藏氢的功能、催化剂功能，特别合适地用作燃料电池的构件。
形成有镀铂层作为镀金属层20的镀金属覆盖不锈钢材料100(铂)，可以利用铂所具有的催化剂功能、特别合适地用作燃料电池的构件。
形成有镀铑层作为镀金属层20的镀金属覆盖不锈钢材料100(铑)，可以利用铑所具有的催化剂功能、特别合适地用作燃料电池的构件。进而，由于铑具有硬度高、可见光区域的光的反射率高这种性质，因此镀金属覆盖不锈钢材料100(铑)也可以合适地用作连接器、开关、印刷布线基板等的触点材料。
形成有镀钌层作为镀金属层20的镀金属覆盖不锈钢材料100(钌)，可以利用作为钌的特性的熔点和沸点高这种性质，特别合适地用作燃料电池的构件。进而，由于钌也具有硬度高这种性质，镀金属覆盖不锈钢材料100(钌)也可以合适地用作连接器、开关、印刷布线基板等的触点材料。
形成有镀铜层作为镀金属层20的镀金属覆盖不锈钢材料100(铜)，可以利用作为铜的特性的导电性和导热性优异这种性质，特别合适地用作连接器、开关、印刷布线基板等的触点材料。
形成有镀锡层作为镀金属层20的镀金属覆盖不锈钢材料100(锡)，可以利用作为锡的特性的可以容易地进行与焊料等接合材料的接合这种性质、特别合适地用作连接器、开关、印刷布线基板等的触点材料。
形成有镀铬层作为镀金属层20的镀金属覆盖不锈钢材料100(铬)，由于通过铬的作用，在镀金属覆盖不锈钢材料100(铬)中，抑制铁的扩散，由此可以抑制铁的溶出，因此可以特别合适地用作燃料电池的构件。
需要说明的是，这些金属中，Pt以外的金属(Ag、Pd、Rh、Ru、Cu、Sn、Cr)比较廉价，所得到的镀金属覆盖不锈钢材料100在成本上有利。
实施例
以下列举出实施例对本发明进行更具体说明，但是本发明不被这些实施例所限定。
需要说明的是，各特性的定义和评价方法如以下所述。
<Cr/O值和Cr/Fe值的测定>
对于在表面形成有钝化膜11的不锈钢钢板10，使用扫描型俄歇电子能谱分析装置(AES)(日本电子社制、型号：JAMP-9500F)，对于5个部位测定Cr、O和Fe的原子％，将所得到的结果平均，由此求出Cr/O值(Cr的原子％/O的原子％)和Cr/Fe值(Cr的原子％/Fe的原子％)。需要说明的是，Cr/O值和Cr/Fe值的测定对于后述的所有实施例和比较例进行。
<XRD分析>
对于在表面形成有钝化膜11的不锈钢钢板10的表面，使用X射线衍射装置(RigakuCorporation制、型号：RINT-2500)，进行不锈钢钢板10的表面中含有的晶体的鉴定。需要说明的是，XRD分析在后述的实施例和比较例中、仅对于实施例3进行。另外，为了进行比较，同时对于没有浸渍于硫酸水溶液的不锈钢钢材(SUS316L)也同样地进行XRD分析。
<XPS测定>
对于形成在不锈钢钢板10上的钝化膜11的表面，使用X射线光电子能谱装置(ULVAC-PHI INCORPORATED.制、型号：VersaProbeII)，分别测定Fe2p、Ni2p、Cr2p、O1s的峰，由此进行XPS测定。需要说明的是，XPS测定在后述的实施例和比较例中仅对于实施例2和比较例2进行。另外，为了进行比较，同时对于没有浸渍于硫酸水溶液的不锈钢钢材(SUS316L)也同样地进行XPS测定。
<表面粗糙度的测定>
对于形成在不锈钢钢板10上的钝化膜11的表面，使用激光显微镜(OLYMPUSCORPORATION制、LEXT OLS3500)，根据JIS B 0601：1994测定算术平均粗糙度Ra。需要说明的是，表面粗糙度的测定在后述的实施例和比较例中仅对于实施例1、2、4、和比较例1、2进行。另外，为了进行比较，同时对于没有浸渍于硫酸水溶液的不锈钢钢材(SUS316L)也同样地进行表面粗糙度的测定。
<断面观察>
对于表面形成有钝化膜11的不锈钢钢板10，通过碳蒸镀形成碳蒸镀膜后切断，对于所切断的断面，通过扫描电子显微镜(Hitachi High-Technologies Corporation.制、型号：HD-2700)进行测定，由此得到断面照片。需要说明的是，断面观察在后述的实施例和比较例中仅对于实施例2和比较例2进行。另外，为了进行比较，同时对于没有浸渍于硫酸水溶液的不锈钢钢材(SUS316L)也同样地进行断面观察。
<电子束衍射图案的测定>
对于形成在不锈钢钢板10上的钝化膜11的表面，通过透射式电子显微镜(HitachiHigh-Technologies Corporation.制、型号：HF-2000)进行测定，由此得到电子束衍射图案。需要说明的是，电子束衍射图案的测定在后述的实施例和比较例中仅对于实施例2和比较例2进行。另外，为了进行比较，同时对于没有浸渍于硫酸水溶液的不锈钢钢材(SUS316L)也同样地进行电子束衍射图案的测定。
<接触电阻值的测定>
对于镀金属覆盖不锈钢材料100，使用图9所示的测定系统，进行接触电阻值的测定。需要说明的是，图9所示的测定系统通过镀金属覆盖不锈钢材料100、燃料电池用分隔件中作为气体扩散层使用的碳布200、镀金覆盖的铜电极300、电压计400和电流计500构成。对于接触电阻值的测定，具体而言，首先将镀金属覆盖不锈钢材料100加工为宽度20mm、长度20mm、厚度1.27mm的大小，如图9所示，介由碳布200(Toray Industries,Inc.制、型号：TGP-H-090)，被镀金覆盖的铜电极300从两侧夹着而固定，由此形成图9所示的测定系统。接着，对镀金覆盖的铜电极300施加10kg/cm2的负荷的同时，使用电阻计(日置电机社制、毫欧高速测定仪(milliohm HiTESTER)3540)，测定夹着试验片的上下的碳布200之间的接触电阻值。需要说明的是，接触电阻值的测定在后述的实施例和比较例中仅对于实施例4进行。另外，作为比较，同时对于没有浸渍于硫酸水溶液的不锈钢钢材(SUS316L)，加工为宽度20mm、长度20mm、厚度1.0mm的大小后，也同样地进行接触电阻值的测定。
《实施例1》
首先准备用于形成不锈钢钢板10的不锈钢钢材(SUS316L)。接着将所准备的不锈钢钢材在温度：70℃、浸渍时间：5秒的条件浸渍于硫酸浓度：25体积％的硫酸水溶液，由此得到表面形成有钝化膜11的不锈钢钢板10。
接着对于这种形成有钝化膜11的不锈钢钢板10，根据上述的方法，进行Cr/O值和Cr/Fe值的测定以及表面粗糙度的测定，结果如表1和图3、4所示。另外，表1同时示出将不锈钢钢材浸渍于硫酸水溶液时的浓度x[体积％]、温度y[℃]和浸渍时间z[秒]适用于上述式(1)而计算得到的结果。
需要说明的是，图3为表示Cr/O值和Cr/Fe值的测定结果的图表，横轴表示将不锈钢钢材浸渍于硫酸水溶液的浸渍时间、纵轴表示通过扫描型俄歇电子能谱分析装置(AES)测得的Cr/O值和Cr/Fe值。在此，图3中示出实施例1、以及后述的实施例2～4和比较例1、2、11的测定结果。
另外，图4为表示表面粗糙度的测定结果的图表，横轴表示将不锈钢钢材浸渍于硫酸水溶液的浸渍时间、纵轴表示算术平均粗糙度Ra。
《实施例2～8》
将不锈钢钢材浸渍于硫酸水溶液时的浓度、温度和浸渍时间如表1所示，除此之外与实施例1同样地制作不锈钢钢板10，根据上述方法，进行Cr/O值和Cr/Fe值的测定、XRD分析、XPS测定、表面粗糙度的测定、断面观察、电子束衍射图案的测定。结果如表1、图2～7所示。
需要说明的是，图2表示通过XPS测定，对于形成在不锈钢钢板10上的钝化膜11的表面，分别测定Fe2p、Ni2p、Cr2p、O1s的峰而得到的结果。在此，图2的(A)表示测定Fe2p的峰得到的结果、图2的(B)表示测定Ni2p的峰得到的结果、图2的(C)表示测定Cr2p的峰得到的结果、图2的(D)表示测定O1s的峰得到的结果。另外，图2的(A)～图2的(D)的各图表中，实施例2的结果以断续线表示、后述的比较例2的结果以点线表示、没有浸渍于硫酸水溶液的不锈钢钢材(SUS316L)的测定结果以实线表示。
图5为表示XRD分析结果的图表，横轴表示衍射角度、纵轴表示通过X射线衍射装置检出的衍射X射线的强度。图5的图中，在各峰的部分同时记载了成为峰的由来的晶体和晶面的信息。需要说明的是，图5的图中，FeCrNiC表示FeCrNiC化合物的晶体、CrOxide表示氧化铬的晶体、Cr0.4Ni0.6表示Cr:Ni比为0.4:0.6(原子％)的CrNi合金的晶体。
图6为表示表面形成有钝化膜11的不锈钢钢板10中的断面观察的结果的图。需要说明的是，图6的(A)示出实施例2的结果、图6的(B)示出后述的比较例2的结果、图6的(C)示出没有浸渍于硫酸水溶液的不锈钢钢材(SUS316L)的结果。
图7表示对于形成在不锈钢钢板10上的钝化膜11的表面、测定电子束衍射图案得到的结果。需要说明的是，图7的(A)为示出实施例2的结果的图、图7的(B)为示出后述的比较例2的结果的图、图7的(C)为示出没有浸渍于硫酸水溶液的不锈钢钢材(SUS316L)的结果的图。在此，图7的(A)中示出了源自含有比较多的单质的铁的晶体(元素比：Fe2.96Cr0.03Ni0.01O4)的衍射图案的测定结果。同样地，图7的(B)中示出了源自含有比较多的镍的氧化物的晶体(元素比：Cr0.19Fe0.7Ni0.11)的衍射图案的测定结果，图7的(C)中示出了源自铬的氧化物的晶体(MnCr2O4)的衍射图案的测定结果。
《比较例1～5》
将不锈钢钢材浸渍于硫酸水溶液时的硫酸水溶液的浓度和浸渍时间如表1所示，除此之外与实施例1同样地制作不锈钢钢板10，根据上述方法，进行Cr/O值和Cr/Fe值的测定、XRD分析、XPS测定、表面粗糙度的测定、断面观察、电子束衍射图案的测定。结果如表1、图2～4、6、7所示。
[表1]
表1
《比较例6～9》
替代将不锈钢钢材浸渍于硫酸水溶液的处理，进行将不锈钢钢材浸渍于盐酸的处理，浸渍于盐酸时的盐酸浓度、温度和浸渍时间如表2所示，除此之外与实施例1同样地制作不锈钢钢板10，根据上述方法，进行Cr/O值和Cr/Fe值的测定。结果如表2所示。
《比较例10》
替代将不锈钢钢材浸渍于硫酸水溶液的处理，进行将不锈钢钢材浸渍于硫酸浓度：6体积％、磷酸浓度：4体积％的酸性水溶液的处理，浸渍于该酸性水溶液时的温度和浸渍时间如表2所示，除此之外与实施例1同样地制作不锈钢钢板10，根据上述方法，进行Cr/O值和Cr/Fe值的测定。结果如表2所示。
《比较例11》
对于实施例1中使用的不锈钢钢材(SUS316L)，不浸渍于硫酸水溶液，根据上述方法，进行Cr/O值和Cr/Fe值的测定。结果如表2、图3所示。
[表2]
表2
<镀银层的形成>
另外，上述的实施例和比较例中，对于实施例2、3和比较例1、11的不锈钢钢板10，实施化学镀银处理，由此在不锈钢钢板10的钝化膜11上形成厚度约为60nm的镀银层作为镀金属层20，得到镀金属覆盖不锈钢材料100(银)。
接着对于如此得到的镀金属覆盖不锈钢材料100(银)，进行镀银层的镀覆性的评价。具体而言，对于镀金属覆盖不锈钢材料100(银)的表面通过荧光X射线分析装置(RigakuCorporation制、型号：ZSX100e)进行测定，判定Ag的有无，检测到Ag的情况下，判断良好地形成镀银层，由此进行镀覆性的评价。
作为结果，由实施例2、3和比较例1的不锈钢钢板10得到的镀金属覆盖不锈钢材料100(银)，由表面检测到Ag，确认了良好地形成镀银层。另一方面，由比较例11的不锈钢钢板10得到的镀金属覆盖不锈钢材料100(银)，由表面未检测到Ag，确认了镀银层的镀覆性不充分。
进而，对于由实施例2、3和比较例1的不锈钢钢板10得到的镀金属覆盖不锈钢材料100(银)，进行镀银层的密合性的评价。具体而言，在镀金属覆盖不锈钢材料100(银)的镀银层粘贴粘胶带(Nichiban Co.,Ltd.制、NICE TACK强力型)后，通过剥离来实施剥离试验，然后，观察镀银层的剥离状态，没有确认到剥离的情况下，判断镀银层的密合性良好，由此进行密合性的评价。
作为结果，由实施例2、3的不锈钢钢板10得到的镀金属覆盖不锈钢材料100(银)中，没有确认到镀银层的剥离，确认了镀银层的密合性良好。另一方面，由比较例1的不锈钢钢板10得到的镀金属覆盖不锈钢材料100(银)中，镀银层的一部分剥离，确认了镀银层的密合性不充分。
由此，由表1的结果确认了，对于在不锈钢钢板10上形成有表面的利用俄歇电子能谱分析得到的Cr/O值处于0.05～0.2的范围内并且Cr/Fe值处于0.5～0.8的范围内的钝化膜11的实施例2、3而言，形成在钝化膜11上的镀银层在镀覆性和密合性方面优异。
另一方面，由表1、2的结果确认了，对于所形成的钝化膜11的表面的利用俄歇电子能谱分析得到的Cr/O值和Cr/Fe值处于上述范围之外的比较例1、11而言，形成在钝化膜11上的镀银层在镀覆性、密合性方面差。
<镀钯层的形成>
另外，上述的实施例和比较例中，对于实施例3、4和比较例11的不锈钢钢板10，使用化学镀钯浴(奥野制药工业社制、型号：パラトップ)，在60℃、40秒的条件下实施化学镀处理，由此在不锈钢钢板10的钝化膜11上形成厚度约为10nm的镀钯层作为镀金属层20，得到镀金属覆盖不锈钢材料100(钯)。接着对于所得到的镀金属覆盖不锈钢材料100(钯)，与上述的镀金属覆盖不锈钢材料100(银)同样地进行镀覆性的评价和密合性的评价。
作为结果，由实施例3、4的不锈钢钢板10得到的镀金属覆盖不锈钢材料100(钯)，由表面检测到Pd，确认了良好地形成镀钯层。另一方面，由比较例11的不锈钢钢板10得到的镀金属覆盖不锈钢材料100(钯)，由表面没有检测到Pd，确认了镀钯层的镀覆性不充分。
进而，对于由实施例3、4的不锈钢钢板10得到的镀金属覆盖不锈钢材料100(钯)，进行镀钯层的密合性的评价。具体而言，在镀金属覆盖不锈钢材料100(钯)的镀钯层粘贴粘胶带(Nichiban Co.,Ltd.制、NICE TACK强力型)后，通过剥离来实施剥离试验，然后观察镀钯层的剥离状态，没有确认到剥离的情况下，判断镀钯层的密合性良好，由此进行密合性的评价。
作为结果，由实施例3、4的不锈钢钢板10得到的镀金属覆盖不锈钢材料100(钯)中，没有确认到镀钯层的剥离，确认了镀钯层的密合性良好。
由此，由表1的结果确认了，对于在不锈钢钢板10上形成有表面的利用俄歇电子能谱分析得到的Cr/O值处于0.05～0.2的范围内并且Cr/Fe值处于0.5～0.8的范围内的钝化膜11的实施例3、4而言，形成在钝化膜11上的镀钯层在镀覆性和密合性方面优异。
另一方面，由表2的结果确认了，对于所形成的钝化膜11的表面的利用俄歇电子能谱分析得到的Cr/O值和Cr/Fe值处于上述范围之外的比较例11而言，形成在钝化膜11上的镀钯层在镀覆性方面差。
<镀铂层的形成>
另外，上述的实施例和比较例中，对于实施例3、4和比较例11的不锈钢钢板10，在不锈钢钢板10的钝化膜11上形成镀铂层，评价镀铂层的镀覆性和密合性。具体而言，对于实施例3、4和比较例11的不锈钢钢板10，使用化学镀铂浴(日本高纯度化学社制、型号：IM-Pt)，在55℃、3分钟的条件下实施化学镀处理，由此在不锈钢钢板10的钝化膜11上形成厚度约为20nm的镀铂层作为镀金属层20，得到镀金属覆盖不锈钢材料100(铂)。接着对于所得到的镀金属覆盖不锈钢材料100(铂)，与上述的镀金属覆盖不锈钢材料100(银)和镀金属覆盖不锈钢材料100(钯)同样地，进行镀覆性的评价以及密合性的评价。
作为结果，由实施例3、4的不锈钢钢板10得到的镀金属覆盖不锈钢材料100(铂)，通过使用了荧光X射线分析装置的测定，由表面检测到Pt，确认了良好地形成镀铂层。另一方面，由比较例11的不锈钢钢板10得到的镀金属覆盖不锈钢材料100(铂)，由表面没有检测到Pt，确认了镀铂层的镀覆性不充分。
进而，由实施例3、4的不锈钢钢板10得到的镀金属覆盖不锈钢材料100(铂)，在使用了粘胶带的剥离试验中，没有确认到镀铂层的剥离，确认了镀铂层的密合性良好。需要说明的是，对于比较例11的不锈钢钢板10，确认了镀铂层的镀覆性不充分，因此没有进行镀铂层的密合性的评价。
由此，由表1的结果确认了，对于在不锈钢钢板10上形成有表面的利用俄歇电子能谱分析得到的Cr/O值处于0.05～0.2的范围内并且Cr/Fe值处于0.5～0.8的范围内的钝化膜11的实施例3、4而言，形成在钝化膜11上的镀铂层在镀覆性和密合性方面优异。
另一方面，由表2的结果确认了，对于所形成的钝化膜11的表面的利用俄歇电子能谱分析得到的Cr/O值和Cr/Fe值处于上述范围之外的比较例11而言，形成在钝化膜11上的镀铂层在镀覆性方面差。
<通过镀金层形成进行的评价>
进而，对于实施例1～8和比较例1～11，在不锈钢钢板10的钝化膜11上形成镀金层，对镀金层的镀覆性和密合性进行评价。具体而言，对于实施例1～8和比较例1～11的不锈钢钢板10，使用化学镀金浴(奥野制药工业社制、型号：FLASH GOLD NF)，在70℃、5分钟的条件下实施化学镀处理，由此在钝化膜11上形成厚度约为23nm的镀金层，得到镀金覆盖不锈钢材料。接着对于所得到的镀金覆盖不锈钢材料，与上述的镀金属覆盖不锈钢材料100(银)、镀金属覆盖不锈钢材料100(钯)和镀金属覆盖不锈钢材料100(铂)同样地进行镀覆性的评价以及密合性的评价。
作为结果，由实施例1～8和比较例1～3的不锈钢钢板10得到的镀金覆盖不锈钢材料，通过使用了荧光X射线分析装置的测定，由表面检测到Au，确认了良好地形成镀金层。另一方面，由比较例4～11的不锈钢钢板10得到的镀金覆盖不锈钢材料，由表面没有检测到Au，确认了镀金层的镀覆性不充分。
进而，由实施例1～8的不锈钢钢板10得到的镀金覆盖不锈钢材料，在使用了粘胶带的剥离试验中，没有确认到镀金层的剥离，确认了镀金层的密合性良好。另一方面，由比较例1～3的不锈钢钢板10得到的镀金覆盖不锈钢材料中，由于剥离试验而镀金层的一部分或全部剥离，确认了镀金层的密合性不充分。需要说明的是，对于比较例4～11的不锈钢钢板10，如上所述确认了镀金层的镀覆性不充分，因此没有进行镀金层的密合性的评价。
由此，由表1的结果确认了，对于在不锈钢钢板10上形成有表面的利用俄歇电子能谱分析得到的Cr/O值处于0.05～0.2的范围内并且Cr/Fe值处于0.5～0.8的范围内的钝化膜11的实施例1～8而言，形成在钝化膜11上的镀金层在镀覆性和密合性方面优异。
另一方面，由表1、2的结果确认了，对于所形成的钝化膜11的表面的利用俄歇电子能谱分析得到的Cr/O值和Cr/Fe值处于上述范围之外的比较例1～11而言，形成在钝化膜11上的镀金层在镀覆性、密合性方面差。
需要说明的是，如表1和图3所示确认了，将不锈钢钢材浸渍于硫酸水溶液时的浓度、温度和浸渍时间满足上述式(1)的关系的实施例1～8，所形成的钝化膜11的表面的利用俄歇电子能谱分析得到的Cr/O值和Cr/Fe值被控制于上述范围内。另一方面，如表1、2和图3所示确认了，将不锈钢钢材浸渍于硫酸水溶液时的浓度、温度和浸渍时间不满足上述式(1)的关系的比较例1～5、将不锈钢钢材浸渍于硫酸水溶液以外的溶液的比较例6～10、以及没有进行浸渍的比较例11，所形成的钝化膜11的表面的利用俄歇电子能谱分析得到的Cr/O值和Cr/Fe值处于上述范围之外。
另外，图5为表示对于实施例3和没有浸渍于硫酸水溶液的不锈钢钢材(SUS316L)、使用X射线衍射装置进行XRD分析而得到的结果的衍射谱。需要说明的是，图5中，横轴表示衍射角、纵轴表示衍射强度。图5所示的衍射谱的各峰如图示所示，为源自Cr0.4Ni0.6的晶面(111)、(200)、(220)，CrOxide的晶面(111)、(200)、(221)，和FeCrNiC的晶面(420)、(202)、(421)、(402)的峰合成而成的。由图5的结果可知，将不锈钢钢材浸渍于硫酸水溶液的实施例3中，与没有浸渍于硫酸水溶液的SUS316L相比，源自CrOxide的晶面(220)的衍射角度66°附近的峰和源自Cr0.4Ni0.6的晶面(220)的衍射角度75°附近的峰减小，因此确认了不锈钢钢板10中的CrOxideCr和Cr0.4Ni0.6的含有比率降低。由此认为，实施例3中，通过对硫酸水溶液的浸渍而形成在不锈钢钢板10的钝化膜11的表面的Cr强度减小，作为其结果，认为钝化膜11的表面的利用俄歇电子能谱分析得到的Cr/O值和Cr/Fe值降低而被控制于上述范围内。
进而，如图2所示，将不锈钢钢材浸渍于硫酸水溶液时的浓度、温度和浸渍时间满足上述式(1)的关系的实施例2，由图2的(A)的图表可知，707eV附近的Fe(metal)的峰，与没有浸渍于硫酸水溶液的SUS316L(未处理)相比增大，由此可以确认在所形成的钝化膜11的表面露出活性的单质的铁(Fe(metal))。
另外，如图4所示，将不锈钢钢材浸渍于硫酸水溶液时的浓度、温度和浸渍时间满足上述式(1)的关系的实施例1～4，与浸渍于硫酸水溶液之前(浸渍时间0秒)相比，算术平均粗糙度Ra增大，由此确认了通过锚固效应，形成在钝化膜11上的镀金属层20的镀覆性和密合性优异。
进而，如图6、7所示确认了，将不锈钢钢材浸渍于硫酸水溶液时的浓度、温度和浸渍时间满足上述式(1)的关系的实施例2，与SUS316L(未处理)相比，不锈钢钢材10的表面的晶体结构变化。
具体而言，由图6的(A)、图6的(C)的结果可知，实施例2与SUS316L(未处理)相比，通过硫酸水溶液而不锈钢钢材10的表面的形状变得粗糙。并且，如图7的(A)所示，实施例2测得源自含有比较多的单质的铁的晶体的衍射图案，另一方面，如图7的(C)所示，SUS316L(未处理)测得源自铬的氧化物的晶体的衍射。由此确认了，实施例2与SUS316L(未处理)相比，不锈钢钢材10的表面的晶体结构变化，含有比较多的单质的铁的晶体露出。
另一方面，如图3所示，没有将不锈钢钢材浸渍于硫酸水溶液的比较例11中，如上所述，原本形成在不锈钢钢材的表面的氧化覆膜的Cr的含有比率大，因此上述Cr/O值和Cr/Fe值变得过高。另外，将不锈钢钢材浸渍于硫酸水溶液时的浓度、温度和浸渍时间不满足上述式(1)的关系的比较例1、2中，如上所述，从不锈钢钢板的表面完全(或大致完全)去除上述酸化覆膜，在不锈钢钢板上形成钝化膜11后，由于硫酸水溶液而不锈钢钢板被侵蚀，由此铁优先溶出，相对地Cr增多，因此上述Cr/O值和Cr/Fe值变得过高。
另外，如图2的(A)所示，将不锈钢钢材浸渍于硫酸水溶液时的浓度、温度、和浸渍时间不满足上述式(1)的关系的比较例2中，与实施例2相比，707eV附近的Fe(metal)的峰减小，由此可以确认所形成的钝化膜11的表面中，活性的单质的铁(Fe(metal))的比率减少。
进而如图2的(B)所示，比较例2中，与实施例2相比，874eV和856eV附近的源自镍的氧化物(Ni-O)的峰增大，由此可以确认所形成的钝化膜11的表面中，具有非常脆的性质的镍的氧化物的比率增加。
另外，如图6的(B)所示可以确认，将不锈钢钢材浸渍于硫酸水溶液时的浓度、温度和浸渍时间不满足上述式(1)的关系的比较例2，不锈钢钢材10的表面以蚁巢状腐蚀而结构上变脆。并且比较例2如图7的(B)所示可以确认，测得源自含有比较多的镍的氧化物的晶体的衍射图案，不锈钢钢材10的表面的晶体结构变化，具有非常脆的性质的镍的氧化物的比率増加。
进而，对于实施例3，通过分别在不锈钢钢板10的钝化膜11上形成镀银层、镀钯层和镀铂层作为镀金属层20，得到上述的镀金属覆盖不锈钢材料100(银)、镀金属覆盖不锈钢材料100(钯)和镀金属覆盖不锈钢材料100(铂)。接着对于所得到的镀金属覆盖不锈钢材料100(银)、镀金属覆盖不锈钢材料100(钯)和镀金属覆盖不锈钢材料100(铂)的表面，分别用扫描电子显微镜SEM(Hitachi High-Technologies Corporation.制、S-4800)进行测定，由此得到SEM照片。结果如图8所示。
需要说明的是，图8中，图8的(A)表示镀金属层20形成前的SEM照片、图8的(B)表示形成镀银层作为镀金属层20而得到的镀金属覆盖不锈钢材料100(银)的SEM照片、图8的(C)表示形成镀钯层作为镀金属层20而得到的镀金属覆盖不锈钢材料100(钯)的SEM照片、图8的(D)表示形成镀铂层作为镀金属层20而得到的镀金属覆盖不锈钢材料100(铂)的SEM照片。
由表1和图8的结果确认了，在不锈钢钢板10上形成有表面的利用俄歇电子能谱分析得到的Cr/O值处于0.05～0.2的范围内并且Cr/Fe值处于0.5～0.8的范围内的钝化膜11的实施例3中，在钝化膜11上良好地形成作为镀金属层20形成的镀银层、镀钯层和镀铂层。
进而，对于实施例4中的镀金属覆盖不锈钢材料100(铂)，根据上述的方法，进行接触电阻值的测定。结果如图10所示。
由图10的结果可知，在不锈钢钢板10上形成有表面的利用俄歇电子能谱分析得到的Cr/O值处于0.05～0.2的范围内并且Cr/Fe值处于0.5～0.8的范围内的钝化膜11的实施例4中，在钝化膜11上形成镀铂层作为镀金属层20而得到的镀金属覆盖不锈钢材料100(铂)，与以往的作为燃料电池用分隔件的材料等使用的SUS316L相比，接触电阻值为低的值，得到导电性优异的结果。
以上列举出实施例示出了在不锈钢钢板10的钝化膜11上形成镀银层、镀钯层和镀铂层作为镀金属层20的例子，但是本发明中，作为构成镀金属层20的金属，除了这种银(Ag)、钯(Pd)和铂(Pt)以外，还可以使用上述的铑(Rh)、钌(Ru)、铜(Cu)、锡(Sn)、铬(Cr)。
需要说明的是，包含Ag、Pd或Pt的镀金属层20，如上所述镀覆性、密合性优异，这起因于Ag、Pd和Pt为标准电极电位大、高的金属。即，Ag、Pd和Pt为标准电极电位高的金属，因此通过化学镀而容易地在不锈钢钢板10的钝化膜11上析出，对于所得到的镀金属层20而言，覆盖率高，其结果，镀金属层20的镀覆性、密合性优异。进而，Ag、Pd和Pt为标准电极电位高的金属，因此在时间推移后的接触电阻不易劣化的方面也优异。另外，包含Ag、Pd或Pt的镀金属层20如上所述导电性也优异，这起因于Ag、Pd和Pt的接触电阻低。
在此，上述的Rh、Ru、Cu、Sn和Cr中的任意一种金属也与Ag、Pd和Pt同样地为标准电极电位大、高的金属并且具有接触电阻低这种性质。因此认为，在不锈钢钢板10的钝化膜11上形成镀铑层、镀钌层、镀铜层、镀锡层和镀铬层作为镀金属层20的情况下，所得到的镀金属层20也与上述的包含Ag、Pd或Pt的镀金属层20同样地镀覆性、密合性和导电性优异。
与此相对，上述的Ag、Pd、Pt、Rh、Ru、Cu、Sn、Cr以外的金属为标准电极电位相对小、低的金属，因此认为难以通过化学镀而在不锈钢钢板10的钝化膜11上析出，所得到的镀金属层20在镀覆性、密合性方面差。

Claims (4)

1.一种镀金属覆盖不锈钢材料，其特征在于，其具备：
不锈钢钢板，其形成有钝化膜，该钝化膜的表面的利用俄歇电子能谱分析得到的Cr/O值处于0.05～0.2的范围内并且Cr/Fe值处于0.5～0.8的范围内；和
镀金属层，其形成在所述不锈钢钢板的钝化膜上，由Ag、Pd、Pt、Rh、Ru、Cu、Sn、Cr中的任意一种金属或者包含它们之中至少两种以上金属的合金构成。
2.根据权利要求1所述的镀金属覆盖不锈钢材料，其特征在于，所述镀金属层的覆盖率为95％以上。
3.一种镀金属覆盖不锈钢材料的制造方法，其特征在于，其具有：浸渍工序，将不锈钢钢板浸渍于硫酸水溶液；和镀覆工序，在所述不锈钢钢板上形成镀金属层，该镀金属层由Ag、Pd、Pt、Rh、Ru、Cu、Sn、Cr中的任意一种金属或包含它们之中至少两种以上金属的合金构成，
所述浸渍工序中，将不锈钢钢板浸渍于硫酸水溶液时的硫酸浓度设为x[体积％]、温度设为y[℃]、浸渍时间设为z[秒]的情况下，满足下述式(1)，其中，20≤x≤25，
<mrow> <mn>0.6</mn> <mo>&amp;times;</mo> <msup> <mn>10</mn> <mn>6</mn> </msup> <mo>&amp;le;</mo> <msup> <mi>x</mi> <mn>2</mn> </msup> <mo>&amp;CenterDot;</mo> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <mi>y</mi> <mo>&amp;CenterDot;</mo> <mn>40</mn> <mo>)</mo> </mrow> <mn>2</mn> </msup> <mo>&amp;CenterDot;</mo> <msqrt> <mi>z</mi> </msqrt> <mo>&amp;le;</mo> <mn>3.0</mn> <mo>&amp;times;</mo> <msup> <mn>10</mn> <mn>6</mn> </msup> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mn>1</mn> <mo>)</mo> </mrow> <mo>.</mo> </mrow>
4.一种镀金属覆盖不锈钢材料的制造方法，其特征在于，其具有：
浸渍工序，通过将不锈钢钢板浸渍于硫酸水溶液，在所述不锈钢钢板上形成钝化膜，该钝化膜的表面的利用俄歇电子能谱分析得到的Cr/O值处于0.05～0.2的范围内并且Cr/Fe值处于0.5～0.8的范围内；和
镀覆工序，在所述不锈钢钢板的钝化膜上形成镀金属层，该镀金属层由Ag、Pd、Pt、Rh、Ru、Cu、Sn、Cr中的任意一种金属或包含它们之中至少两种以上金属的合金构成。
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