CN110212211A

CN110212211A - 不锈钢基材

Info

Publication number: CN110212211A
Application number: CN201910145401.9A
Authority: CN
Inventors: 逢坂崇; 河野崇
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2018-02-28
Filing date: 2019-02-27
Publication date: 2019-09-06
Anticipated expiration: 2039-02-27
Also published as: US20190267641A1; JP2019148000A; DE102019101504A1; US10833335B2; JP6988568B2; CN110212211B

Abstract

本公开的目的在于提供用于燃料电池用隔板的不锈钢基材，含有Nb并且耐腐蚀性优良。本实施方式涉及不锈钢基材用于燃料电池用隔板，以固溶状态含有Nb，且实质上不含有含Nb金属间化合物的析出物。

Description

不锈钢基材

技术领域

本公开涉及用于燃料电池用隔板的不锈钢基材。并且，本公开涉及燃料电池用隔板。另外，本公开涉及燃料电池。此外，本公开涉及用于燃料电池用隔板的不锈钢基材的制造方法。

背景技术

固体高分子型燃料电池的燃料电池单电池具备离子透过性的电解质膜、和由夹持该电解质膜的阳极侧催化剂层(电极层)和阴极侧催化剂层(电极层)构成的膜电极接合体(MEA：Membrane Electrode Assembly)。在膜电极接合体的两侧形成有用于提供燃料气体或者氧化剂气体并且对通过电化学反应产生的电力进行集点的气体扩散层(GDL：GasDiffusion Layer)。在两侧配置有GDL的膜电极接合体被称为MEGA(Membrane Electrode&Gas Diffusion Layer Assembly)，MEGA由一对隔板夹持。这里，MEGA是燃料电池的发电部，在没有气体扩散层时，膜电极接合体成为燃料电池的发电部。

作为用于固体高分子型燃料电池的不锈钢，在专利文献1中公开了在高电位的离子溶出量较少的固体高分子型燃料电池用隔板用不锈钢，其特征在于，含有0.03质量％以下的C、0.03质量％以下的N、0.01～2.0质量％的Si、0.01～2.0质量％的Mn、0.001～0.3质量％的Al、20～35质量％的Cr、4.0质量％以下的Mo和0.2～2.0质量％的Nb，剩余部分由Fe和不可避免的杂质构成，并且Cr量、Nb量和Mo量满足规定算式的关系。另外，在专利文献1中记载了Nb是将钢中的C、N固定为碳氮化合物并对改善耐腐蚀性、冲压成型性有效的元素。

另外，在专利文献2中公开了一种铁素体不锈钢材料，具有规定的化学组成，且以规定算式算出的值是20～45％，并且在仅由铁素体相构成的母相中，M₂B型硼化物系金属析出物分散且在表面露出。另外，在专利文献2中记载了虽然Nb在专利文献2的发明中是作为任意添加的元素，但Nb是钢中的C和N的稳定化元素。

专利文献1：日本特开2010－205443号公报

专利文献2：国际公开第2016/052622号

如上述所述，公知在作为燃料电池用隔板使用的不锈钢基材中添加Nb作为敏化防止剂。这里，所谓敏化，是指Cr浓度沿金属内的结晶粒边界降低而生成Cr欠缺部(Cr浓度较低的部分)的现象。敏化与在结晶粒边界附近存在的杂质亦即碳和Cr一同形成金属碳化物(Cr₂₃C₆等)，并且以集中结晶粒边界附近的Cr的方式产生。

然而，存在一种情况，即便使用通过含有Nb作为敏化防止剂从而耐腐蚀性被改良了的不锈钢基材作为燃料电池用隔板，在腐蚀环境下仍产生腐蚀。特别是由于固体高分子型燃料电池的隔板放置于F^－离子从固体高分子膜溶出、Cl^－离子从外部空气流入、在生成水中由H⁺离子浓缩产生的低pH等对于不锈钢而言严酷的腐蚀环境中，所以上述问题显著。因此，对于用于燃料电池用隔板的不锈钢基材，要求具有更优异的耐腐蚀性。

发明内容

因此，本公开的目的在于提供一种不锈钢基材，用于含有Nb并且耐腐蚀性优良的燃料电池用隔板。

本发明人经过深入研究发现，在含有Nb的不锈钢基材中，含有Nb的金属间化合物亦即含Nb金属间化合物析出，该含Nb金属间化合物的析出物在腐蚀环境下作为金属离子溶出，该溶出的部分成为起点，在不锈钢基材产生点腐蚀。

更具体地说明，例如，在市场上出售的含有Nb的不锈钢基材(例如SUS447J1L)中，如图1的TEM照片所示，含Nb金属间化合物的析出物存在。含Nb金属间化合物的析出物尤其存在于结晶粒边界附近。如图2所示，若该含Nb金属间化合物的析出物放置于酸、氟离子、氯离子等存在的燃料电池的腐蚀环境下，则作为金属离子溶出。而且，该溶出的部分成为起点，腐蚀进一步扩展，在不锈钢基材产生点腐蚀。具体而言，在图2的(A)中示出在不锈钢基材中存在含Nb金属间化合物的析出物的样子。接下来，如图2的(B)所示，该含Nb金属间化合物的析出物在含有酸、氟离子、氯离子等的生成水中溶解。特别是，在燃料电池进行工作的情况下，电位被加载，因此析出物的溶出容易扩展。接下来，如图2的(C)所示，析出物的溶出形成的孔成为起点，导致点腐蚀扩展。

因此，本发明人通过在加热不锈钢基材使含Nb金属间化合物的析出物固溶之后进行快速冷却，能够获得实质上不存在含Nb金属间化合物的析出物的不锈钢基材。而且，发现该实质上不存在含Nb金属间化合物的析出物的不锈钢基材作为燃料电池用隔板而耐腐蚀性优良，实现了本实施方式。

以下记载本实施方式的实施例。

(1)一种不锈钢基材，用于燃料电池用隔板，其中，以固溶状态含有Nb，并且实质上不含有含Nb金属间化合物的析出物。

(2)在(1)记载的不锈钢基材中，以0.05～0.50质量％的范围含有上述Nb。

(3)一种燃料电池用隔板，包含不锈钢基材，其中，上述不锈钢基材以固溶状态含有Nb，并且实质上不含有含Nb金属间化合物的析出物。

(4)在(3)记载的燃料电池用隔板中，上述不锈钢基材以0.05～0.50质量％的范围含有上述Nb。

(5)一种燃料电池，包含固体电解质膜、以及(3)或(4)记载的燃料电池用隔板。

(6)在(5)记载的燃料电池中，上述固体电解质膜含有氟基电解质树脂。

(7)一种不锈钢基材的制造方法，该不锈钢基材用于燃料电池用隔板，其中，所述不锈钢基材的制造方法包括：

在惰性气体环境下加热含有含Nb金属间化合物的析出物的不锈钢基材以使上述含Nb金属间化合物固溶的热处理工序；以及

在上述热处理工序之后快速冷却上述不锈钢基材的快速冷却工序。

(8)在(7)记载的不锈钢基材的制造方法中，通过包括以下工序的工序，准备含有上述含Nb金属间化合物的析出物的不锈钢基材，即：

使至少含有Nb的不锈钢的原料溶解的溶解工序；

由溶解出的原料铸造不锈钢基材的铸造工序；

对铸造出的不锈钢基材进行热轧的热轧工序；

对热轧后的不锈钢基材进行冷轧的冷轧工序；以及

对冷轧后的不锈钢基材进行酸洗处理的酸洗工序。

通过本公开，能够提供一种用于燃料电池用隔板的不锈钢基材，含有Nb并且耐腐蚀性优良。

附图说明

图1是不锈钢基材的TEM照片。

图2是用于说明含Nb金属间化合物的析出物溶出形成的孔成为起点从而产生点腐蚀的过程的示意图。

图3是表示在本实施方式的不锈钢基材的制造方法中在热处理工序和快速冷却工序中使用的装置的结构例子的简图。

图4是用于说明本实施方式的燃料电池的结构例子的简要剖视图。

图5是表示在实施例或者比较例中热处理工序和快速冷却工序的温度曲线的图。

图6是用于说明在实施例中的耐点腐蚀性试验中使用的间隙形成用部件的结构的简要剖视图。

图7是表示在实施例1中获得的不锈钢基材E1(950℃，快速冷却)的EPMA照片的图。

图8是表示在实施例4中获得的不锈钢基材E4(1150℃，快速冷却)的EPMA照片的图。

图9是表示在比较例2中获得的不锈钢基材C2(1150℃，大气冷却)的EPMA照片的图。

图10是表示在比较例3中获得的不锈钢基材C3(SUS447J1L)的EPMA照片的图。

附图标记说明：

1…单电池；2…MEGA；3…隔板；4…膜电极接合体(MEA)；5…电解质膜；6…电极；7…气体扩散层；10…燃料电池组；21…气体流路；22…气体流路；23…冷却剂流路；40…不锈钢基材；41…加热装置；42…冷却装置；43…加热器；44…惰性气体环境；45…快速冷却用气体喷嘴；60…间隙形成用部件；61…试验片；62…间隙形成件；63…衬垫；64、64’…垫圈；65…螺栓；66…螺母。

具体实施方式

以下对本实施方式的样式进行说明。

(不锈钢基材)

本实施方式的一个样式涉及不锈钢基材，该不锈钢基材用于燃料电池用隔板，以固溶状态含有Nb，且实质上不含有含Nb金属间化合物的析出物。

对于本实施方式的不锈钢基材，由于含有Nb，所以敏化受到抑制。另外，对于本实施方式的不锈钢基材，由于在基材中主要以固溶状态含有Nb，且实质上不含有含Nb金属间化合物的析出物，所以在腐蚀环境下溶出而成为腐蚀的起点的部分实质上并不存在。因此，在燃料电池的腐蚀环境下，特别是在固体高分子型燃料电池等的高腐蚀环境下，本实施方式的不锈钢基材也能抑制产生腐蚀。

此外，在本说明书中，所谓“实质上不含有含Nb金属间化合物的析出物”，是指在本实施方式的不锈钢基材中，含Nb金属间化合物的析出物完全不存在，或者即便存在含Nb金属间化合物的析出物，也仅以不会妨碍获得本实施方式的效果的程度存在。换言之，对于本实施方式的不锈钢基材而言，只要是不妨碍获得本实施方式的效果的程度，也可以含有含Nb金属间化合物的析出物。另外，在本说明书中，含Nb金属间化合物是指以0.5质量％以上的浓度含有Nb的析出物。

在本说明书中，不锈钢是指一种钢，如日本工业标准(JIS)所规定的那样，含有1.2质量％以下的C，含有10.5质量％以上的Cr。

在本实施方式中，优选在不锈钢基材中所含的Nb的含量为0.05质量％以上且0.50质量％以下。在Nb的含量在0.05质量％以上的情况下，能够有效发挥作为敏化防止剂的Nb的功能。在Nb的含量为0.50质量％以下的情况下，能够有效抑制含Nb金属间化合物的析出物的产生。更加优选在不锈钢基材中所含的Nb的含量在0.10质量％以上。更加优选在不锈钢基材中所含的Nb的含量为0.40质量％以下，进一步优选为0.30质量％以下。

在本实施方式中，优选所谓“实质上不含有Nb金属间化合物的析出物”是指在以EPMA(倍率1000)观察不锈钢基材而得到的图像(尺寸：纵50μm×横50μm)中，粒径为2μm以上的含Nb金属间化合物的析出物为5个以下(更加优选为3个以下)的情况。粒径是指与上述图像上的具有与含Nb金属间化合物的析出物相同面积的圆的直径(等效圆直径)。粒径例如能够使用在市场上出售的软件计算，能够例举WinRoof。

在本实施方式中，优选不锈钢基材含有Fe作为主要成分，且含有18～30质量％的Cr，0～2.0质量％的Mo，0～0.02质量％的C，0～0.02质量％的N，0～0.1质量％的Cu，0～0.05质量％的Al，0～0.4质量％的Si，0～0.001质量％的S，0～0.03质量％的P，0～0.1质量％的Mn，0.05～0.50质量％的Nb。

不锈钢基材不特别限制，例如为奥氏体基材、铁素体基材或者奥氏体·铁素体两相基材等。

不锈钢基材的形状不特别限制，例如为板状。

除在不锈钢基材的表面必然形成的氧化膜以外，不锈钢基材在其表面还包含金属氧化物皮膜等保护膜。金属氧化物皮膜例如能够通过利用了溅射、真空蒸镀、离子化蒸镀或者离子镀等的物理蒸镀法(PVD)来成膜。作为金属氧化物皮膜，例举具有高导电性的氧化锡等。

(不锈钢基材的制造方法)

本实施方式的一个方式是不锈钢基材的制造方法，该不锈钢基材用于燃料电池用隔板，该不锈钢基材的制造方法包括：热处理工序，在该工序中，在惰性环境下加热含有含Nb金属间化合物的析出物的不锈钢基材，使上述含Nb金属间化合物固溶；以及快速冷却工序，在该快速冷却工序中，在上述热处理工序之后，快速冷却上述不锈钢基材。通过本实施方式，能够获得一种不锈钢基材，以固溶状态含有Nb，且实质上不包含含Nb金属间化合物的析出物。

在热处理工序中，在惰性环境下加热含有含Nb金属间化合物的析出物的不锈钢基材，使含Nb金属间化合物固溶。通过在惰性环境下进行加热，能够抑制在不锈钢的表面的氧化。

作为处理对象的不锈钢基材也可以由不锈钢的原料制成。具体而言，也可以通过包括原料的溶解工序、铸造工序、热轧工序、冷轧工序和酸洗工序的工序，准备作为处理对象的不锈钢基材。即，在一个实施方式中，含有上述含Nb金属间化合物的析出物的不锈钢基材通过包括以下工序的工序来准备，即，使至少含有Nb的不锈钢的原料溶解的溶解工序；由溶解了的原料铸造不锈钢基材的铸造工序；对铸造出的不锈钢基材进行热轧的热轧工序；对热轧后的不锈钢基材进行冷轧的冷轧工序；和对冷轧后的不锈钢基材进行酸洗处理的酸洗工序。

作为不锈钢的原料，例如能够使用不锈钢粉末。优选不锈钢粉末例如含有Fe作为主要成分，含有18～30质量％的Cr，0.05～0.50质量％的Nb。

另外，作为成为处理对象的不锈钢基材，只要是含有含Nb金属间化合物的析出物的不锈钢基材即可，例如，也可以使用在市场上出售的不锈钢基材。作为这种不锈钢基材，例如能够使用SUS447J1L、SUS444、SUS429、SUS430J1L等。

作为含Nb金属间化合物的析出物，例举NbFe₂、NbMo、NbCr等。含Nb金属间化合物的析出物的存在例如能够通过TEM、EPMA、残渣提取法来确认。

另外，含Nb金属间化合物的组成例如能够通过EDS、XRD、EELS来决定。

另外，能够根据含Nb金属间化合物的组成，通过Thermo-calc(统一型热力学计算系统)等作成状态图，来把握该含Nb金属间化合物固溶的温度。

此外，含Nb金属间化合物在母材中是否固溶能够通过EPMA、TEM观察处理前后的不锈钢基材来进行确认。

虽然热处理工序的加热温度可以是使热处理工序前的不锈钢基材中存在的含Nb金属间化合物的析出物固溶的温度，但优选为950℃以上，更加优选为1000℃以上，进一步优选为1050℃以上，特别优选为1100℃以上，最优选为1125℃以上。通过将加热温度设定为950℃以上，能够使含Nb金属间化合物的析出物在母材中有效地固溶。另外，优选热处理工序的加热温度为1200℃以下。通过将加热温度设定为1200℃以下，无需耐热性高的炉子。加热时间能够根据含Nb金属间化合物的析出物的固溶状态而适当选择，例如为0.1～60分。

在热处理工序之后，进行快速冷却工序，使不锈钢基材的温度快速下降。通过使温度快速下降，含Nb金属间化合物的析出受到抑制，能够获得实质上不含有含Nb金属间化合物的析出物的不锈钢基材。

作为快速冷却手段，例举气冷、水冷或者油冷。作为用于气冷的气体，例举Ar、He、NH₃分解气体、N₂等。

优选至500℃为止的平均冷却速度为300℃/秒以上，更加优选为500℃/秒以上。通过使至500℃为止的平均冷却速度为300℃/秒以上，能够有效抑制含Nb金属间化合物的析出物。此外，所谓平均冷却速度，是指从热处理工序的温度减去500℃得到的值除以从冷却开始至到达500℃为止的时间而得的值。

图3是表示进行热处理的加热装置41和进行快速冷却处理的冷却装置42的简图。加热装置41一边朝箭头方向搬运含有含Nb金属间化合物的析出物的不锈钢基材40，一边通过加热器43进行加热。例如，能够将进行了酸洗处理的不锈钢基材40保持原样地搬运至加热装置41内。加热装置41的内部通过惰性气体等成为惰性环境44，从而能够抑制表面氧化并且进行加热处理。接下来，从冷却装置42的快速冷却用气体喷嘴45对进行了热处理的不锈钢基材40吹送冷却用气体等冷却剂，实施快速冷却处理。该快速冷却处理也是一边搬运不锈钢基材一边进行。

另外，热处理工序和快速冷却工序例如也能使用具备对不锈钢基材实施加热处理的加热室、和对在加热室中被加热的不锈钢基材进行快速冷却的冷却室的加热冷却装置来进行。首先，在加热室内配置含有含Nb金属间化合物的析出物的不锈钢基材。在导入惰性气体之前，对加热室内进行排真空。然后，从惰性气体供给源向加热室内供给通过露点调整装置对露点进行了调整的惰性气体(例如Ar、He等)。接下来，使用加热器对加热装置内进行加热，使在不锈钢基材中存在的含Nb金属间化合物的析出物固溶。在热处理结束之后，从加热装置排出惰性气体，取出不锈钢基材。接下来，打开加热室与冷却室之间的隔热门，通过搬运单元将不锈钢基材从加热室搬运至冷却室。若不锈钢基材被搬运至冷却室，则关闭隔热门，将冷却了的惰性气体(例如Ar、He等)从气体供给源供给至冷却室内，向不锈钢基材吹送冷却气体来对其进行快速冷却。惰性气体的温度例如一边管理为30℃以下一边被供给至冷却室内。

(燃料电池的构造)

以下，参照附图说明本实施方式的燃料电池。以下，作为一个例子，说明将本实施方式的燃料电池用隔板用于搭载在燃料电池车等的燃料电池的情况。但是，本公开不受该例子限制。

图4是燃料电池组(燃料电池)10的主要部分的剖视图。如图4所示，在燃料电池组10中层叠有多个作为基本单位的单电池(cell)1。各单电池1是通过氧化剂气体(例如空气)和燃料气体(例如氢气)的电化学反应产生电动势的固体高分子型燃料电池。单电池1具备MEGA2和以划分MEGA2的方式与MEGA2接触的隔板3。此外，在本实施方式中，MEGA2由一对隔板3、3夹持。

MEGA2通过将膜电极接合体(MEA)4和配置在膜电极接合体4的两面的气体扩散层7、7一体化而成。膜电极接合体4由电解质膜5和以夹持电解质膜5的方式接合的一对电极6、6构成。电解质膜5由通过固体高分子材料形成的质子传导性的离子交换膜构成。电极6例如由担载有白金等催化剂的多孔质的碳原料形成。在电解质膜5的一侧配置的电极6成为阳极，另一侧的电极6成为阴极。气体扩散层7由具有透气性的导电性部件形成。作为具有透气性的导电性部件，例举碳纸或者碳布等碳多孔质体、或者金属网、发泡金属等金属多孔质体等。

MEGA2是燃料电池10的发电部，隔板3与MEGA2的气体扩散层7接触。另外，在气体扩散层7不存在的情况下，膜电极接合体4是发电部，此时，隔板3与膜电极接合体4接触。因此，燃料电池10的发电部包含膜电极接合体4，并与隔板3接触。

隔板3是将导电性、不透气性等优良的金属作为基材的板状部件。隔板3的一侧的面与MEGA2的气体扩散层7抵接，另一侧的面与邻接的其他隔板3抵接。

各隔板3形成为波形。隔板3的形状为，波的形状呈等腰梯形，并且波的顶部平坦，该顶部的两端以相等的角度扩张。即，无论从表侧看还是从背侧看，各隔板3是大致相同的形状。MEGA2的一侧的气体扩散层7与隔板3的顶部面接触，MEGA2的另一侧的气体扩散层7与隔板3的顶部面接触。

在一侧的电极(即阳极)6侧的气体扩散层7与隔板3之间被划分出的气体流路21是供燃料气体流通的流路，在另一侧的电极(即阴极)6侧的气体扩散层7与隔板3之间被划分出的气体流路22是供氧化剂气体流通的流路。若向隔着单电池1而对置的一方的气体流路21供给燃料气体，并向气体流路22供给氧化剂气体，则在单电池1内产生电化学反应，从而产生电动势。

并且，某一单电池1和与其邻接的另一单电池1通过使成为阳极的电极6和成为阴极的电极6相对来进行配置。另外，沿成为某一单电池1的阳极的电极6配置的隔板3的背面侧的顶部、与沿成为另一单电池1的阴极的电极6配置的隔板3的背面侧的顶部面接触。在邻接的2个单电池1间面接触的隔板3、3之间被划分出的空间23流通有作为冷却单电池1的制冷剂的水。

本实施方式的燃料电池用隔板包含上述本实施方式的不锈钢基材。也可以在不锈钢基材的两面(即，与气体扩散层7接触一侧的表面和与邻接的隔板3接触一侧的表面)设置氧化锡皮膜等保护膜。

本实施方式的燃料电池用隔板在高腐蚀环境下也具有优良的耐腐蚀性。

另外，在燃料电池中，如上述所述，氟离子容易由全氟磺酸型聚合物那样的氟系电解质树脂产生。因此，在燃料电池使用含有氟系电解质树脂的固体电解质膜的情况下，本实施方式的燃料电池用隔板特别有用。作为氟系电解质树脂，例举全氟磺酸型聚合物等，具体而言，能够举出全氟磺酸(商品名，Dupont公司制)、Flemion(商品名，旭硝子公司制)、Aciplex(商品名，旭化成公司制)等。其中，由于质子导电性优良，所以优选使用全氟磺酸(商品名，Dupont公司制)。

【实施例】

以下，针对本实施方式，基于实施例进行说明。

[实施例1]

作为含有Nb的不锈钢基材，准备了SUS447J1L板材(Nb含量：0.2质量％，Cr含量：30质量％，Mo含量：2.0质量％，C含量：0.015质量％，N含量：0.015质量％)。将该不锈钢基材配置在加热炉内，以950℃进行10分钟热处理。该热处理在氩气的惰性环境中进行，以50℃/秒将加热炉内从常温升温至950℃，以950℃维持了10分钟。之后，将不锈钢基材从加热炉取出，立即浸于水(室温)中快速冷却，从而获得不锈钢基材E1。针对该快速冷却处理中的不锈钢基材的温度，从950℃至500℃为止的平均冷却速度是500℃/秒。

[实施例2]

除取代950℃而将加热温度设定为1050℃以外，与实施例1相同地获得不锈钢基材E2。此外，针对快速冷却处理中的不锈钢基材的温度，从1050℃至500℃为止的平均冷却速度是500℃/秒。

[实施例3]

除取代950℃而将加热温度设定为1100℃以外，与实施例1相同地获得不锈钢基材E3。此外，针对快速冷却处理中的不锈钢基材的温度，从1100℃至500℃为止的平均冷却速度是500℃/秒。

[实施例4]

除取代950℃而将加热温度设定为1150℃以外，与实施例1相同地获得不锈钢基材E4。此外，针对快速冷却处理中的不锈钢基材的温度，从1150℃至500℃为止的平均冷却速度是500℃/秒。

[比较例1]

与实施例1相同地对不锈钢基材进行了热处理。之后，将不锈钢基材放置在大气(室温)中冷却至室温，从而获得不锈钢基材C1。针对该冷却处理中的不锈钢基材的温度，从950℃至500℃为止的平均冷却速度是100℃/秒。

[比较例2]

与实施例4相同地对不锈钢基材进行了热处理。之后，将不锈钢基材放置在大气(室温)中冷却至室温，从而获得不锈钢基材C2。针对该冷却处理中的不锈钢基材的温度，从1150℃至500℃为止的平均冷却速度是100℃/秒。

[比较例3]

作为不锈钢基材C3，使用了SUS447J1L板材。

<耐点腐蚀性试验>

作为试验片，使用了上述不锈钢基材E1～E4和C1～C3，通过以下方法调查了各试验片在含有氟离子和氯离子的强酸性条件下的耐腐蚀性。

首先，在硫酸(pH3.0)中添加NaF和NaCl而调制出硫酸水溶液。接下来，在大气开放系统的装置中，将各试验片固定于图6所示那样的间隙形成用部件60，并将各试验片浸渍于温度被调整为90℃的上述硫酸水溶液中。在图6中，试验片61由圆筒形的间隙形成件62、衬垫63和垫圈64、64’夹持，并且将螺栓65插通于试验片61的螺栓孔之后，使用螺母66进行了螺纹紧固。在间隙形成件62的表面形成有多个槽A以使与试验片之间形成间隙。间隙形成件62、衬垫63是陶瓷制。另外，虽然垫圈64、64’、螺栓65和螺母66是工业用纯钛制，但它们与试验片绝缘。通过在该状态下，将由白金板构成的对电极和试验片(试料电极)电连接，在对电极与试料电极之间产生1.0V的电位差。通过参照电极恒定地保持试验片的电位，试验时间为2小时。在该耐点腐蚀性试验(NaCl浓度30ppm)中，当观测到电流值的急剧上升(电流的尖峰)时，将耐腐蚀性评价为C。

在上述耐点腐蚀性试验(NaCl浓度30ppm)中，当未观测到电流的尖峰时，除使NaCl的浓度为50ppm以外，与耐点腐蚀性试验(NaCl浓度30ppm)相同地进行了耐点腐蚀性试验(NaCl浓度50ppm)。在该耐点腐蚀性试验(NaCl浓度50ppm)中，当观测到电流的尖峰时，将耐腐蚀性评价为B。

在上述耐点腐蚀性试验(NaCl浓度50ppm)中，当未观测到电流的尖峰时，除使NaCl的浓度为70ppm以外，与耐点腐蚀性试验(NaCl浓度50ppm)相同地进行了耐点腐蚀性试验(NaCl浓度70ppm)。在该耐点腐蚀性试验(NaCl浓度70ppm)中，当观测到电流的尖峰时，将耐腐蚀性评价为A。

将上述结果示于表1。

【表1】

＜EPMA分析＞

针对获得的不锈钢基材E1、不锈钢基材E4、不锈钢基材C2和不锈钢基材C3，通过EPMA观察到含Nb金属间化合物析出的样子(倍率1000)。图7表示不锈钢基材E1的EPMA照片，图8表示不锈钢基材E4的EPMA照片，图9表示不锈钢基材C2的EPMA照片，图10表示不锈钢基材C3的EPMA照片。各EPMA照片的图像尺寸是纵50μm×横50μm。在相当于比较例的不锈钢基材C2(图9)和不锈钢基材C3(图10)中，粒径为2μm以上的含Nb金属间化合物的析出物(Nb浓度为0.5质量％以上的部分)存在很多。另一方面，在相当于实施例的不锈钢基材E1(图7)中，粒径为2μm以上的含Nb金属间化合物的析出物为2个，在不锈钢基材E4中，粒径为2μm以上的含Nb金属间化合物的析出物为0，含Nb金属间化合物的析出物实质上不存在。

以上，详述了本发明的实施方式，但具体结构不限定于该实施方式，即便在不脱离本发明的主旨的范围进行设计变更，也包含于本发明。

Claims

1.一种不锈钢基材，用于燃料电池用隔板，其中，

所述不锈钢基材以固溶状态含有Nb，且实质上不含有含Nb金属间化合物的析出物。

2.根据权利要求1所述的不锈钢基材，其中，

以0.05～0.50质量％的范围含有所述Nb。

3.一种燃料电池用隔板，包含不锈钢基材，其中，

4.根据权利要求3所述的燃料电池用隔板，其中，

所述不锈钢基材以0.05～0.50质量％的范围含有所述Nb。

5.一种燃料电池，其中，

所述燃料电池包含固体电解质膜、以及权利要求3或4所述的燃料电池用隔板。

6.根据权利要求5所述的燃料电池，其中，

所述固体电解质膜含有氟基电解质树脂。

7.一种不锈钢基材的制造方法，该不锈钢基材用于燃料电池用隔板，其中，所述不锈钢基材的制造方法包括：

在惰性环境下加热含有含Nb金属间化合物的析出物的不锈钢基材以使所述含Nb金属间化合物固溶的热处理工序；以及

在所述热处理工序之后快速冷却所述不锈钢基材的快速冷却工序。

8.根据权利要求7所述的不锈钢基材的制造方法，其中，

通过包括以下工序的工序来准备含有所述含Nb金属间化合物的析出物的不锈钢基材，即：

使至少含有Nb的不锈钢的原料溶解的溶解工序；

由溶解出的原料铸造不锈钢基材的铸造工序；

对铸造出的不锈钢基材进行热轧的热轧工序；

对热轧后的不锈钢基材进行冷轧的冷轧工序；以及

对冷轧后的不锈钢基材进行酸洗处理的酸洗工序。