ES2606207T3

ES2606207T3 - Acero inoxidable para separadores de pilas de combustibles

Info

Publication number: ES2606207T3
Application number: ES12853172.0T
Authority: ES
Inventors: Masayasu Nagoshi; Shinsuke Ide; Shin Ishikawa; Noriko Makiishi
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2011-11-30
Filing date: 2012-11-28
Publication date: 2017-03-23
Anticipated expiration: 2032-11-28
Also published as: TW201324924A; US20140272668A1; EP2770567A1; US9871258B2; EP2770567B1; CN103959524A; CN103959524B; TWI493778B; JPWO2013080533A1; KR101515417B1; JP5454744B2; EP2770567A4; US9531014B2; WO2013080533A1; KR20140088886A; US20170062843A1

Abstract

Un acero inoxidable con una resistencia de contacto superficial baja para separadores de pilas de combustible y un contenido de Cr en el intervalo de 16 a 40% en masa, en donde el acero inoxidable incluye una región con una estructura de textura fina en su superficie, siendo el porcentaje de área de la región del 50% o superior, y la región con una estructura de textura fina es una región que tiene una estructura con secciones deprimidas y secciones elevadas a un intervalo promedio entre las secciones deprimidas o las secciones elevadas de 20 nm o superior y 150 nm o inferior cuando se observa con un microscopio electrónico de barrido, teniendo la estructura de textura fina una diferencia de altura entre la parte inferior de una sección deprimida y la parte superior de una sección elevada adyacente a la sección deprimida siendo de 15 nm o superior.

Description

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Acero inoxidable para separadores de pilas de combustible.

Campo tecnico

La presente invencion se refiere a un acero inoxidable para separadores de pilas de combustible con excelentes caracterfsticas de resistencia de contacto superficial (denominada en lo sucesivo resistencia de contacto).

Tecnica anterior

Desde el punto de vista de la conservacion del medio ambiente mundial, se estan desarrollando pilas de combustible que tienen una alta eficiencia de generacion de energfa electrica y no emiten dioxido de carbono. Las pilas de combustible generan electricidad a traves de una reaccion del hidrogeno con el oxfgeno. Una pila de combustible tiene, basicamente, una estructura de emparedado e incluye una membrana de electrolito (membrana de intercambio ionico), dos electrodos (un electrodo de combustible y un electrodo de aire), capas de difusion para el hidrogeno y el oxfgeno (aire), y dos separadores. Se han desarrollado varias pilas de combustible, en terminos de tipos del electrolito usado, tales como pilas de combustible de acido fosforico, pilas de combustible de carbonato fundido, pilas de combustible de oxido solido, pilas de combustible alcalinas y pilas de combustible de polfmero solido.

Entre estas pilas de combustible, en comparacion con las pilas de combustible de carbonato, las pilas de combustible de acido fosforico y similares, las pilas de combustible de polfmero solido tienen de forma ventajosa (1) una temperatura de funcionamiento significativamente baja de aproximadamente 80 °C, (2) pueden tener un cuerpo principal de baterfa ligero y pequeno, y (3) tienen un tiempo de transitorio corto, una eficiencia de combustible alta y una densidad de salida alta. De este modo, las pilas de combustible de polfmero solido son un tipo de pilas de combustible que reciben la mayor atencion actualmente como fuentes de energfa incorporadas para vehfculos electricos y fuentes de energfa distribuidas compactas para uso en el hogar (generadores electricos compactos de tipo estacionario) y para uso portatil.

Las pilas de combustible de polfmero solido, en sus principios de funcionamiento, generan electricidad a partir de hidrogeno y oxfgeno a traves de una membrana de polfmero. Las pilas de combustible de polfmero solido tienen una estructura como se ilustra en la fig. 1. Las pilas de combustible de polfmero solido ilustradas en la figura 1 incluyen un conjunto de membrana-electrodo (MEA con un grosor de varias decenas a varios cientos de micrometres) 1 dispuesto entre capas de difusion de gas 2 y 3 formada cada una de una tela de carbono o similar, dispuesta entre los separadores 4 y 5. El conjunto de membrana-electrodo (MEA) 1 se compone de una membrana de polfmero y un material de electrodo, como el negro de carbon que lleva un catalizador de platino, estando ambos integrados en los lados frontal y posterior de la membrana de polfmero. Esta es una pila de unidad, es decir una sola pila y genera fuerza electromotriz entre los separadores 4 y 5. Aquf, las capas de difusion de gas a menudo se integran con el MEA. Varias decenas a varios centenares de tales pilas individuales estan conectadas en serie para formar un apilamiento de pilas de combustible en el uso practico.

Cada uno de los separadores sirve como una particion entre las pilas individuales y tambien debe tener funciones de

(1) un conductor que lleva electrones generados, (2) un canal para el oxfgeno (aire) o hidrogeno (un canal de aire 6 o un canal de hidrogeno 7 en la fig. 1), y (3) un canal para agua y gas de escape (el canal de aire 6 o el canal de hidrogeno 7 en la fig. 1).

Para desarrollar pilas de combustible de polfmero solido para el uso practico, los separadores que se usen deben tener una alta durabilidad y electroconductividad. Algunas pilas de combustible de polfmero solido usadas de forma practica hasta ahora incluyen separadores formados de un material carbonoso, tal como el grafito. Sin embargo, tales separadores carbonosos tienen la desventaja de que son susceptibles de romperse por el impacto, son diffciles de reducir en tamano y requieren altos costes de procesamiento para la formacion de canales. En particular, los altos costes son el mayor obstaculo para la difusion de pilas de combustible. Por lo tanto, se han hecho intentos de uso de materiales metalicos, tales como aleaciones de titanio, en particular acero inoxidable, en lugar de materiales carbonosos.

La Literatura de patente 1 divulga una tecnica para el uso de un metal que puede formar facilmente una pelfcula de pasivacion para un separador. Sin embargo, la formacion de una pelfcula de pasivacion da como resultado una alta resistencia de contacto y baja eficiencia de generacion de energfa electrica. Por lo tanto, se han senalado como problemas a resolver que dicho material metalico tiene una resistencia de contacto mayor que los materiales carbonosos y baja resistencia a la corrosion.

Para resolver los problemas, la Literatura de patente 2 divulga una tecnica para revestir una superficie de un separador metalico, por ejemplo, formado de SUS 304, con oro para reducir la resistencia de contacto y aumentar la produccion. Sin embargo, es diffcil prevenir la formacion de un agujero de un poro en un revestimiento fino de oro. Un revestimiento grueso de oro requiere un mayor coste.

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La Literatura de patente 3 divulga un procedimiento para dispersar un polvo de carbono en un sustrato de acero inoxidable ferrftico para fabricar un separador con una electroconductividad mejorada. Sin embargo, el tratamiento de superficie de un separador usando un polvo de carbono tambien es caro. Tambien se ha senalado como problema que un posible dano producido en un separador con tratamiento superficial durante el montaje deteriora significativamente la resistencia a la corrosion del separador.

En tales situaciones, el mismo solicitante presento la Literatura de patente 4, que divulga una tecnica para usar directamente un acero inoxidable tal como es y controlar su perfil de superficie para lograr una resistencia de contacto baja y una resistencia a la corrosion alta. En la Literatura de patente 4 se describe una lamina de acero inoxidable con un intervalo de pico promedio de 0,3 pm o inferior en su perfil de rugosidad superficial y puede tener una resistencia de contacto de 20 mQcm2 o inferior. Esta tecnica ha hecho posible proporcionar un material de separador de pilas de combustible hecho de un acero inoxidable. En el diseno de pilas de combustible, sin embargo, hay una demanda de mejora adicional en las caracterfsticas de resistencia de contacto y es deseable tener consistentemente una resistencia de contacto de 10 mQcm2 o inferior.

En las pilas de combustible, la resistencia de contacto de un electrodo positivo (electrodo de aire) sometido a un alto potencial electrico tiende a aumentar debido a la degradacion de la superficie. Por lo tanto, es necesario que un separador mantenga una resistencia de contacto de 10 mQcm2 o inferior durante mucho tiempo en el entorno de funcionamiento.

Un porcentaje de area mayor de una seccion con una rugosidad superficial predeterminada sobre el acero inoxidable es ventajosa para las caracterfsticas descritas anteriormente. Sin embargo, la fabricacion de una lamina de acero inoxidable con un alto porcentaje de area de una seccion con una rugosidad superficial predeterminada requiere un estricto control de las condiciones de fabricacion y control de calidad, lo que da como resultado una lamina de acero inoxidable cara. Por lo tanto, es preferible industrialmente lograr el rendimiento deseado cuando el porcentaje de area de una seccion con una rugosidad superficial predeterminada es menor al 100%, pero superior a un cierto porcentaje.

La Literatura de patente 5 divulga un acero inoxidable que contiene Mo con una resistencia de contacto superficial baja para separadores de pilas de combustible. El porcentaje de area de una region con una estructura de textura fina (micropit) en la superficie del acero es 50% o superior. Sin embargo, un estudio realizado por los presentes inventores muestra que tal estructura texturizada compuesta principalmente de hoyos no tiene una resistencia de contacto baja durante mucho tiempo.

En general, los separadores de pilas de combustible se forman por conformacion en prensa de un material laminado. Es deseable que la resistencia de contacto no aumente significativamente por deslizamiento en contacto con un troquel de trabajo de prensado. En las Literaturas de patente 2 o 3 en las que se forma una pelfcula sobre una superficie, la pelfcula se separa en parte mediante el procesamiento y la seccion separada debe someterse a un tratamiento por lotes despues del trabajo de prensado. Esta aumenta desfavorablemente el numero de procesos, reduce la eficiencia de la produccion y aumenta el coste del separador. La Literatura de patente 6 se refiere a un material metalico para un miembro conductor con una resistencia a la corrosion excelente y una resistencia de contacto pequena, especfficamente a un material metalico, tales como acero inoxidable, titanio (titanio puro industrial, denominado en lo sucesivo «titanio») y aleacion de titanio, los cuales tienen una propiedad para formar facilmente una pelfcula pasiva sobre los mismos; un separador para una pila de combustible de membrana de intercambio de protones usando los mismos; y una pila de combustible de membrana de intercambio de protones usando el separador.

Lista de referencias

Literatura de patente

PTL 1: Publicacion de solicitud de patente japonesa no examinada N.° 8-180883

PTL 2: Publicacion de solicitud de patente japonesa no examinada N.° 10-228914

PTL 3: Publicacion de solicitud de patente japonesa no examinada N.° 2000-277133

PTL 4: Publicacion de solicitud de patente japonesa no examinada N.° 2005-302713

PTL 5: Publicacion de solicitud de patente japonesa no examinada N.° 2007-26694

PTL 6: EP 1 726 674 A1

Resumen de la invencion

Problema Tecnico

La presente invencion se ha realizado en vista de tales situaciones, y es un objetivo de la presente invencion proporcionar un acero inoxidable con una resistencia de contacto superficial baja para separadores de pilas de combustible.

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Solucion al problema

Los autores de la presente invencion estudiaron exhaustivamente un procedimiento para mejorar las caracterfsticas de resistencia de contacto superficial (denominado en lo sucesivo caracterfsticas de resistencia de contacto) de un acero inoxidable para separadores de pilas de combustible y el mantenimiento de la resistencia de contacto superficial durante mucho tiempo a traves del control de la textura de la superficie del acero inoxidable, incluso cuando el porcentaje de area de una seccion cuya estructura superficial controlada es inferior al 100%. Como resultado, los autores de la presente invencion obtuvieron los siguientes resultados.

Las caracterfsticas de resistencia de contacto superficial del acero dependen en gran medida de las asperezas superficiales finas y mejoran de manera efectiva mediante la optimizacion de las asperezas superficiales finas. Para mejorar las caracterfsticas de resistencia de contacto superficial, es decir, reducir la resistencia de contacto superficial de una superficie de acero, es necesario proporcionar a la superficie del acero una region con una estructura de textura fina que incluya un intervalo promedio de secciones deprimidas o secciones elevadas de 20 nm o superior y 150 nm o inferior (una separacion promedio de asperezas finas) y tener un porcentaje de area de la region con un cierto porcentaje o superior. Aquf, en la estructura de textura fina, la diferencia de altura entre la parte inferior de una seccion deprimida y la parte superior de una seccion elevada adyacente a la seccion deprimida es 15 nm o superior.

El porcentaje de area de la region con tal estructura de textura fina debe incrementarse para tener las caracterfsticas de resistencia de contacto superficial durante mas tiempo.

Los autores de la presente invencion encontraron que cuando al menos la parte superior de una estructura de textura fina de acero tiene una estructura de piramide triangular, la resistencia de contacto superficial del acero se reduce mas y rara vez aumenta en el entorno de funcionamiento, y el acero tiene una resistencia de contacto baja durante mucho tiempo y una mayor durabilidad.

Los autores de la presente invencion tambien encontraron que, ademas de la estructura de textura fina, las estructuras de saliente trapezoidales en el orden de micrometres proporcionadas en una superficie de acero pueden suprimir significativamente un aumento de la resistencia de contacto debido al deslizamiento durante el procesamiento del acero.

La presente invencion esta basada en estos hallazgos y tiene las siguientes caracterfsticas.

[1] Un acero inoxidable con una resistencia de contacto superficial baja para separadores de pilas de combustible y un contenido de Cr en el intervalo de 16 a 40% en masa, en el que el acero inoxidable incluye una region con una estructura de textura fina en su superficie, siendo el porcentaje de area de la region del 50% o superior. La region con una estructura de textura fina es una region con una estructura con secciones deprimidas y secciones elevadas a un intervalo de promedio entre las secciones deprimidas o las secciones elevadas de 20 nm o superior y 150 nm o inferior cuando se observa con un microscopio electronico de barrido, la estructura de textura fina con una diferencia de altura entre la parte inferior de una seccion deprimida y la parte superior de una seccion elevada adyacente a la seccion deprimida siendo 15 nm o superior.

[2] El acero inoxidable con una resistencia de contacto superficial baja para separadores de pilas de combustible de acuerdo con [1], en el que el porcentaje de area es 80% o superior.

[3] El acero inoxidable con una resistencia de contacto superficial baja para separadores de pilas de combustible de acuerdo con [1] o [2], en los que las secciones elevadas de la estructura de textura fina tienen una parte superior piramidal triangular con un angulo promedio de 80 grados o superior y 100 grados o inferior.

[4] El acero inoxidable con una resistencia de contacto superficial baja para separadores de pilas de combustible de acuerdo con [3], en el que las partes superiores piramidales triangulares de las secciones elevadas estan dispuestas a un intervalo promedio de 100 nm o inferior.

[5] El acero inoxidable con una resistencia de contacto superficial baja para separadores de pilas de combustible de acuerdo con [3] o [4], en los que el acero inoxidable incluye estructuras de saliente trapezoidales con una altura promedio de 0,15 pm o superior y 2 pm o inferior y un diametro promedio de 3 pm o superior y 50 pm o inferior, el porcentaje de area de las estructuras de saliente trapezoidales dispersas siendo 5% o superior y 30% o inferior.

[6] El acero inoxidable con una resistencia de contacto superficial baja para separadores de pilas de combustible de acuerdo con [5], en el que las estructuras de saliente trapezoidales se corresponden con los granos de cristal del acero inoxidable.

Ventajas de la invencion

La presente invencion proporciona un acero inoxidable con una resistencia de contacto superficial baja para separadores de pilas de combustible. Un acero inoxidable para separadores de pilas de combustible de acuerdo con la presente invencion tiene buenas caracterfsticas de resistencia de contacto superficial. Un acero inoxidable para separadores de pilas de combustible de acuerdo con la presente invencion puede mantener la resistencia de contacto superficial durante mucho tiempo y tiene gran utilidad practica. Un aumento en la resistencia de contacto de un acero inoxidable para separadores de pilas de combustible de acuerdo con la presente invencion puede minimizarse incluso despues del procesamiento, como el trabajo de prensado, del acero inoxidable. Segun la presente invencion se puede utilizar un acero inoxidable como separador en lugar de un revestimiento conocido de

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carbono u oro costoso para la fabricacion de pilas de combustible de bajo coste y de ese modo fomentar la difusion de pilas de combustible.

Breve descripcion de los dibujos

[Figura 1] La fig. 1 es una vista esquematica que muestra la estructura basica de una pila de combustible.

[Figura 2] La fig. 2 es una imagen que muestra el resultado de una observacion con microscopio electronico de barrido de una superficie de SUS 304L en la que se forma una region con una estructura de textura fina de acuerdo con el ejemplo 2 de la presente invencion.

[Figura 3] La fig. 3 es una imagen que muestra el resultado de una observacion con microscopio electronico de barrido de una superficie de SUS 443CT en la que se forma una region con una estructura de textura fina de acuerdo con el ejemplo 11 de la presente invencion.

[Figura 4] La fig. 4 es una imagen que muestra el resultado de una observacion con microscopio electronico de

barrido de una superficie de SUS 304L en la que se forma una region con una estructura de textura fina.

[Figura 5] La fig. 5 es un grafico que muestra la relacion entre la separacion promedio de asperezas finas, el

porcentaje de area de una region con una estructura de textura fina y la resistencia de contacto superficial segun la

presente invencion.

[Figura 6] La fig. 6 es un grafico que muestra la relacion entre la separacion promedio de asperezas finas, el

presente invencion.

[Figura 7] La fig. 7 es una imagen que muestra el resultado de una observacion con microscopio electronico de barrido de una superficie de estructura con textura fina de SUS 443CT con secciones piramidales triangulares elevadas de acuerdo con el ejemplo 20 de la presente invencion.

[Figura 8] La fig. 8 es una imagen que muestra el resultado de una observacion con microscopio electronico de

transmision de una seccion transversal de estructura de textura fina de SUS 443CT con secciones piramidales

triangulares elevadas de acuerdo con el ejemplo 20 de la presente invencion.

[Figura 9] La fig. 9 es una imagen que muestra un resultado de medicion del perfil de superficie de una superficie con estructuras de saliente trapezoidales de SUS 443CT de acuerdo con el ejemplo 36 de la presente invencion. [Figura 10] La fig. 10 es una imagen que muestra un resultado de medicion del perfil de superficie de una superficie de lamina de acero pulida de SUS 443CT que no tiene estructuras de saliente trapezoidales.

[Figura 11] La fig. 11 es una imagen que muestra un resultado de medicion del perfil de superficie de una superficie de lamina de SUS 443CT con estructuras de saliente trapezoidales de acuerdo con el ejemplo 20 de la presente invencion.

[Figura 12] La fig. 12 es una imagen que muestra un resultado de medicion del perfil de superficie de una superficie de lamina de SUS 443CT con estructuras de saliente trapezoidales de acuerdo con el ejemplo 26 de la presente invencion.

[Figura 13] La fig. 13 es una imagen que muestra un resultado de observacion con microscopio electronico de barrido de una superficie de SUS 443CT con estructuras de saliente trapezoidales de acuerdo con el ejemplo 19 visto con un angulo oblicuo. Las estructuras de saliente trapezoidales se indican mediante una flecha. La observacion de ampliacion alta muestra estructuras de saliente finas piramidales triangulares en la superficie.

Descripcion de modos de realizacion

La presente invencion se describira mas adelante en detalle.

En primer lugar, a continuacion se describira un acero inoxidable al que va dirigido la presente invencion.

Un acero inoxidable de acuerdo con la presente invencion usado como un material no se limita a un tipo particular de acero, con la condicion de que el acero inoxidable tenga la resistencia a la corrosion requerida en el entorno de funcionamiento de las pilas de combustible. Para tener la resistencia a la corrosion esencial, el contenido de Cr debe ser 16% en masa o superior. Un contenido de Cr inferior al 16% en masa da como resultado un separador con insuficiente durabilidad para el uso a largo plazo. El contenido de Cr es preferentemente un 18% en masa o superior. Un contenido de Cr de mas del 40% en masa da como resultado un coste excesivamente superior del acero inoxidable. Por lo tanto, el contenido de Cr es un 40% en masa o inferior.

Los otros componentes y sus concentraciones no estan particularmente limitados. Un acero inoxidable segun la presente invencion puede contener los siguientes elementos suficientes para el uso practico o para mejorar su resistencia a la corrosion.

C: 0,03% o inferior

C se combina con el cromo en el acero inoxidable y precipita carburo de cromo en los lfmites de grano, por lo que C puede afectar negativamente a la resistencia a la corrosion del acero inoxidable. Por lo tanto, el contenido de C se reduce preferentemente. La resistencia a la corrosion no se deteriora de manera significativa con un contenido de C de 0,03% o inferior. Por lo tanto, el contenido de C es preferentemente 0,03% o inferior, mas preferentemente 0,015% o inferior.

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Si: 1,0% o inferior

Si es un elemento eficaz para la desoxidacion y se anade al acero inoxidable en un proceso de fundicion. La adicion de una cantidad excesiva de Si, sin embargo, causa el endurecimiento de una lamina de acero inoxidable y puede reducir la ductilidad. Por lo tanto, el contenido de Si es preferentemente 1,0% o inferior.

Mn: 1,0% o inferior

En combinacion con azufre incidental, Mn es un elemento eficaz para la reduccion de azufre disuelto en forma de solido-soluto en el acero inoxidable, suprimiendo la segregacion del azufre en los lfmites de grano y previniendo la formacion de grietas en una lamina de acero durante la laminacion en caliente. Sin embargo, la adicion de mas de 1,0% de Mn no mejora significativamente estos efectos. Tal adicion excesiva aumenta el coste del acero inoxidable. Por lo tanto, el contenido de Mn es preferentemente 1,0% o inferior.

S: 0,01% o inferior

S se combina con manganeso y forma sulfuro de manganeso, deteriorando con ello la resistencia a la corrosion. Por lo tanto, el contenido de S es preferentemente bajo. Un contenido de S de 0,01% o inferior no deteriora significativamente la resistencia a la corrosion. Por lo tanto, el contenido de S es preferentemente 0,01% o inferior.

P: 0,05% o inferior

Puesto que P deteriora la ductilidad del acero inoxidable, es deseable reducir P. Sin embargo, un contenido de P de 0,05% o inferior no deteriora significativamente la ductilidad del acero inoxidable. Por lo tanto, el contenido de P es preferentemente 0,05% o inferior.

Al: 0,20% o inferior

Al se usa como elemento de desoxidacion. Sin embargo, un contenido excesivo de Al da como resultado una ductilidad baja del acero inoxidable. Por lo tanto, el contenido de Al es preferentemente 0,20% o inferior.

N: 0,03% o inferior

N es un elemento eficaz para suprimir la corrosion local, tal como la corrosion por fisura, del acero inoxidable. Sin embargo, la adicion de mas de 0,03% de N al acero inoxidable en un proceso de fundicion tarda mucho tiempo, reduce la productividad del acero inoxidable y puede deteriorar la conformabilidad del acero. Por lo tanto, el contenido de N es preferentemente 0,03% o inferior.

Al menos una unidad de Ni: 20% o inferior, Cu: 0,6% o inferior, y Mo: 2,5% o inferior de Ni: 20% o inferior

Ni es un elemento que estabiliza la fase austenita y se anade en la fabricacion de un acero inoxidable austenftico. Un contenido de Ni de mas de 20% da como resultado un aumento del coste del acero inoxidable debido al consumo excesivo de Ni. Por lo tanto, el contenido de Ni es preferentemente 20% o inferior.

Cu: 0,6% o inferior

Cu es un elemento eficaz para mejorar la resistencia a la corrosion del acero inoxidable. Sin embargo, un contenido de Cu de mas de 0,6% puede provocar una disminucion de procesabilidad en caliente y puede causar una productividad baja. Ademas, la adicion de una cantidad excesiva de Cu aumenta el coste del acero inoxidable. Por lo tanto, el contenido de Cu es preferentemente 0,6% o inferior.

Mo: 2,5% o inferior

Mo es un elemento eficaz para suprimir la corrosion local, tal como la corrosion por fisura, del acero inoxidable. Por lo tanto, la adicion de Mo es eficaz en los casos en los que el acero inoxidable se usa en un ambiente agresivo. Sin embargo, un contenido de Mo de mas de 2,5% puede dar como resultado una fragilizacion del acero inoxidable, baja productividad y un aumento del coste del acero inoxidable debido al consumo excesivo de Mo. Por lo tanto, el contenido de Mo es preferentemente 2,5% o inferior.

Contenido total de Nb, Ti y/o Zr de 1,0% o inferior

Ademas de los elementos descritos anteriormente, un acero inoxidable de acuerdo con la presente invencion puede contener al menos una unidad de Nb, Ti y Zr para mejorar la resistencia a la corrosion intergranular. Sin embargo, el contenido total de Nb, Ti, Zr y de mas de 1,0% puede dar como resultado una ductilidad baja. Ademas, para evitar un aumento de coste debido a la adicion de estos elementos, el contenido total de Ti, Nb, Zr y es preferentemente 1,0% o inferior, cuando se anaden estos elementos.

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El resto son Fe e impurezas incidentales.

A continuacion se describiran las caracterfsticas necesarias de un acero inoxidable para separadores de acuerdo con la presente invencion. Un acero inoxidable segun la presente invencion incluye una region con una estructura de textura fina con un intervalo promedio entre las secciones deprimidas o secciones elevadas (distancia promedio entre asperezas finas) de 20 nm o superior y 150 nm o inferior (tambien denominada simplemente en lo sucesivo «region con una estructura de textura fina») en su superficie cuando se observa con un microscopio electronico de barrido (tambien denominado en lo sucesivo SEM). El porcentaje de area de la region con una estructura de textura fina es 50% o superior, preferentemente 80% o superior. En la estructura de textura, la diferencia de altura entre la parte inferior de una seccion deprimida y la parte superior de una seccion elevada adyacente a la parte deprimida es 15 nm o superior. Un intervalo de promedio superior definido por encima de su lfmite superior o un porcentaje de area superior definido por debajo de su lfmite inferior da como resultado una reduccion insuficiente de la resistencia de contacto del acero inoxidable. Esto es probablemente debido a una disminucion del numero de puntos de contacto. Un intervalo promedio de menos de 20 nm no es deseable en terminos de durabilidad. En una prueba de durabilidad para estimar la durabilidad llevada a cabo en un entorno de funcionamiento de pilas de combustible, se descubrio que con el tiempo se formo materia extrana sobre la superficie del acero inoxidable y aumento la resistencia de contacto del acero inoxidable. Esto es probablemente porque cuando una estructura texturizada es excesivamente fina, la resistencia de contacto es susceptible a la formacion de materia extrana.

La durabilidad del acero inoxidable mejora aun mas cuando las secciones elevadas de la estructura de textura fina tienen una parte superior piramidal triangular con un angulo promedio de 80 grados o superior y 100 grados o inferior. El angulo promedio se refiere al promedio de los angulos en la parte superior de tres planos que forman la parte superior de la piramide triangular. En la presente invencion, los tres planos se corresponden en general con planos 110 de cristal cubico. En tal caso, los angulos en los tres planos son de aproximadamente 90 grados y el angulo promedio es de aproximadamente 90 grados (= (90 + 90 + 90)/3). La parte superior de la forma de la piramide triangular no tiene que ser necesariamente afilada a nivel atomico. La fig. 8 muestra un ejemplo de salientes piramidales triangulares en una seccion transversal de un acero inoxidable.

La ventaja de la estructura de piramide triangular en la parte superior de cada seccion elevada es probablemente como sigue, aunque la presente invencion no se limita al siguiente mecanismo.

(1) Se forma una capa oxidada con un grosor de varios nanometros en un acero inoxidable. A pesar de ser delgada, la capa oxidada puede ser un factor que aumenta la resistencia de contacto del acero inoxidable. Por lo tanto, es deseable que dicha capa oxidada se rompa cuando la superficie del acero inoxidable entra en contacto con, por ejemplo, un papel de carbon opuesto en una pila de combustible. En particular, despues de una prueba de durabilidad, el grosor o la composicion de la capa oxidada se puede cambiar, y la resistencia se puede aumentar. La estructura de piramide triangular en la parte superior del saliente tiene un radio de curvatura pequeno. Esto aumenta la presion de contacto y facilita la rotura de la pelfcula de oxido. Por lo tanto, se considera que despues de la prueba de durabilidad, la resistencia de contacto del acero inoxidable se reduce.

(2) Segun se describio anteriormente, con el tiempo se forma materia extrana sobre el acero inoxidable en el entorno de funcionamiento y aumenta la resistencia de contacto del acero inoxidable. Cuando la parte superior del saliente tiene la estructura de piramide triangular, la resistencia de contacto no es susceptible a la formacion de materia extrana. Incluso en presencia de una cierta cantidad de materia extrana, el aumento de la resistencia de contacto del acero inoxidable se suprime, ya que la parte de piramide triangular es la que mantiene localmente la presion de contacto. Cuando el intervalo promedio entre las partes superiores de las secciones de piramide triangular es 150 nm o inferior, preferentemente 100 nm o inferior, esto da como resultado un rendimiento mejorado del acero inoxidable.

La estructura de textura fina como se describe anteriormente se observa con un microscopio electronico de barrido (SEM). El SEM usado para observar la estructura de textura fina es, aunque no en sentido limitativo, un aparato que puede proporcionar imagenes claras de electrones secundarios en un voltaje de aceleracion de incidente de electrones de 5 kV o inferior, deseablemente 1 kV o inferior, y con un aumento de decenas de miles de veces. La separacion promedio de asperezas finas se puede determinar a partir de tal imagen de electrones secundarios. Por ejemplo, el numero de salientes finos o secciones deprimidas cruzando una lfnea de una longitud dada se calcula con tal SEM y la longitud se divide por el numero. En el caso de las partes superiores piramidales triangulares, se cuenta el numero de partes superiores piramidales triangulares en un area determinada. El intervalo promedio entre los salientes se calcula simplemente mediante 1000/(N0, ) nm, en donde N indica el numero de partes superiores por micrometro cuadrado. Alternativamente, la distancia entre las partes elevadas y la distancia de pico a pico se puede determinar a partir de una imagen transformada de Fourier. El promedio de los angulos en la parte superior de tres planos que forman la parte superior de la piramide triangular es 80 grados o superior y 100 grados o inferior. Aquf, los angulos en la parte superior de tres planos son angulos vistos en una direccion perpendicular al plano correspondiente. A continuacion se muestran ejemplos de resultados de observacion con SEM. La fig. 2 es una observacion con SEM de una superficie de SUS 304L en la que se forma una region con una estructura de textura fina de acuerdo con un ejemplo de la presente invencion que se describe a continuacion. La fig. 3 es una observacion con microscopio electronico de barrido de una superficie de SUS 443CT en la que se forma una region con una estructura de textura fina de acuerdo con un ejemplo de la presente invencion que se describe a continuacion. La separacion promedio de asperezas finas fue 25 nm en la fig. 2 y 150 nm en la fig. 3. Para fines de

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comparacion, la fig. 4 es una observacion con microscopio electronico de barrido de una superficie de SUS 304L en la que no se forma una region con una estructura de textura fina.

La fig. 7 es una observacion con microscopio electronico de barrido de una superficie de SUS 443CT en la que se forma una region con una estructura texturizada que incluye secciones elevadas de una forma de piramide triangular de acuerdo con un ejemplo de la presente invencion que se describe a continuacion. En particular, la fig. 7 muestra que una estructura de textura que incluye muchas secciones elevadas de una forma de piramide triangular con un borde afilado se forma en la superficie, a diferencia de las fig. 2 y 3. En la figura superior de la fig. 7, el numero de secciones elevadas es 150 por micrometro cuadrado. Esto corresponde a un intervalo de saliente promedio de 82 nm. En la presente invencion, la region con una estructura de textura fina no incluye una estructura de escalon formada mediante recocido, un saliente debido a un precipitado en la superficie y un hueco en un lfmite de grano o grano de cristal formado mediante tratamiento termico como se muestra en la fig. 4.

El intervalo promedio entre las secciones deprimidas o secciones elevadas es necesario que sea 20 nm o superior y 150 nm o inferior, preferentemente 120 nm o inferior, mas preferentemente 100 nm o inferior. Se estudio la relacion entre la distancia promedio de asperezas finas, el porcentaje de area de una region con una estructura de textura fina, la resistencia de contacto superficial y la resistencia de contacto superficial despues de una prueba de durabilidad. El porcentaje de area se puede determinar mediante la observacion con SEM y se determino en un 100 pm cuadrado. Una region con una estructura de textura fina se muestra como una parte ligera en contraste debido al aumento de la emision de electrones secundarios. El porcentaje de area de una region con una estructura de textura fina se determino a traves de la conversion binaria de una imagen de electrones secundarios usando software disponible comercialmente.

Se midieron la resistencia de contacto superficial y la resistencia de contacto superficial despues de una prueba de durabilidad, al tiempo que un papel de carbon CP120 fabricado por Toray Industries, Inc. permanecfa en contacto con un acero a una carga de 2 MPa (20 kgf/cm2).

En una prueba de durabilidad, una muestra se sumergio en una solucion de acido sulfurico a un pH de 3 a 0,6 V frente a un electrodo de referencia de Ag-AgCl a temperatura ambiente durante 24 horas. La fig. 5 muestra la relacion entre la separacion promedio de asperezas finas, el porcentaje de area de una region con una estructura de textura fina, y la resistencia de contacto superficial (antes de la prueba de durabilidad) basada en los resultados asf obtenidos. A partir de la fig. 5 se descubrio la obtencion de una resistencia de contacto superficial tan baja como 10 mQ'cm2 o inferior cuando el porcentaje de area de una region con una estructura de textura fina era del 50% o superior y la separacion promedio de asperezas finas variaba de 15 a 230 nm. La fig. 6 muestra la relacion entre la separacion promedio de asperezas finas, el porcentaje de area de una region con una estructura de textura fina y la resistencia de contacto superficial despues de la prueba de durabilidad. A partir de la fig. 6 se descubrio la obtencion de una resistencia de contacto superficial tan baja como 10 mQcm2 o inferior cuando el porcentaje de area de una region con una estructura de textura fina era del 50% o superior y la separacion promedio de asperezas finas variaba de 20 a 150 nm. El porcentaje de area de una region con una estructura de textura fina puede determinarse usando otro procedimiento. Por ejemplo, en el caso de que la estructura de textura fina se forme solo en cristales con una orientacion cristalina particular, el area se mide de manera eficiente en cada uno de los granos de cristal.

Por lo tanto, para lograr una resistencia de contacto superficial lo suficientemente baja (10 mQ cm2 o inferior) de un acero inoxidable, es necesario proporcionar 50% o mas de superficie de acero inoxidable con una region con una estructura de textura fina que incluye asperezas finas con un intervalo promedio de 20 nm o superior y 150 nm o inferior. Cuando el porcentaje de area de la region con una estructura de textura fina es inferior al 50%, esto da como resultado un efecto insuficiente de aumento del numero de puntos de contacto con un electrodo por asperezas finas del acero inoxidable y el acero inoxidable no tiene una resistencia de contacto superficial lo suficientemente bajo (10 mQcm2 o inferior).

Ademas, para mantener la resistencia de contacto superficial durante mucho tiempo en el entorno de funcionamiento de las pilas de combustible, es decir, para suprimir un aumento de la resistencia de contacto superficial en el entorno de funcionamiento de las pilas de combustible, el porcentaje de area de la region con una estructura de textura fina es 50% o superior como se describe a continuacion. Aunque el motivo de esto no esta claro, a continuacion se expone una posible razon. En el entorno de funcionamiento, la conductividad electrica de una capa oxidada fina sobre una superficie de acero disminuye debido a un aumento en el grosor de la capa oxidada o a variaciones en la composicion de la capa oxidada. La influencia de este efecto en la resistencia de contacto superficial es probablemente mayor en una superficie lisa sin asperezas finas que en una superficie con asperezas finas. Por lo tanto, para mantener una resistencia de contacto superficial baja en el entorno de funcionamiento, la superficie lisa se debe reducir en la medida de lo posible y se debe aumentar el porcentaje de area de la superficie con asperezas finas.

En los ejemplos descritos anteriormente, la estructura de textura fina tiene una forma de pendiente suave o granular fina ([fig. 2], [fig. 3]) y una estructura de textura fina que incluye secciones elevadas con una parte superior piramidal triangular ([fig. 7]) que mejoran aun mas la durabilidad del acero inoxidable. El aumento de la resistencia de contacto de las muestras que tienen secciones elevadas en un intervalo promedio de 150 nm o inferior debido a que la prueba de durabilidad durante 24 horas descrita anteriormente fue significativamente menor en las muestras con

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secciones elevadas de una forma de piramide triangular que las muestras sin secciones elevadas de una forma de piramide triangular (2.0 mQcm2 o superior). La resistencia de contacto inicial se discernio independiente del perfil de secciones elevadas.

Los autores de la presente invencion tambien estudiaron la relacion entre el perfil de la superficie observada en el orden de micrometros, la resistencia de contacto, la resistencia de contacto despues de una prueba de durabilidad y la resistencia de contacto despues de una prueba de deslizamiento sobre una superficie con una estructura de textura fina descrita anteriormente. Tal perfil de superficie puede medirse facilmente con un microscopio de laser confocal o un perfilometro interferotipo optico. De la [fig. 9] a la [fig. 12] se muestran los perfiles de la superficie de un acero inoxidable ferrftico 443CT (un acero inoxidable ferrftico clasificado en la norma JIS SUS 443J1, por ejemplo, «JFE 443CT» fabricado por JFE Steel Corp.) medido con un perfilometro interferotipo optico. El tamano del campo es de 0,35 mm x 0,26 mm. La potencia de resolucion es 0,55 pm.

Se descubrio que aunque los ejemplos de la presente invencion tienen estructuras de saliente trapezoidales en las [fig. 9] y [fig. 11], los ejemplos comparativos de la presente invencion no tienen estructuras de saliente trapezoidales en las [fig. 10] y [fig. 12]. La [fig. 9] muestra un acero inoxidable pulido sometido a un tratamiento y muestra claramente la presencia de estructuras de saliente trapezoidales. La [fig. 11] muestra una lamina de acero inoxidable sometida a un tratamiento y muestra la presencia de estructuras de saliente trapezoidales superponiendo asperezas sobre las estrfas en la direccion de laminado formadas durante la formacion de la lamina. Una superficie de estos ejemplos despues de la medicion del perfil se examino en el mismo campo con SEM y mediante un procedimiento de dispersion de difraccion de electrones por retrodispersion (EBSD). Se descubrio que las estructuras de saliente trapezoidales en las [fig. 9] y [fig. 11] correspondieron a los granos de cristal en la superficie de acero inoxidable. La altura promedio de las estructuras de saliente trapezoidales, el diametro promedio de las estructuras de saliente trapezoidales vistas en una direccion perpendicular a la superficie y el porcentaje de area de las estructuras de saliente trapezoidales se calcularon a partir de los datos obtenidos.

Se midieron la resistencia de contacto y la resistencia de contacto despues de una prueba de durabilidad, al tiempo que un papel de carbon CP120 fabricado por Toray Industries, Inc. permanecfa en contacto con un acero a una carga de 2 MPa (20 kgf/cm2). La resistencia de contacto tambien se midio utilizando el mismo procedimiento despues de una prueba de deslizamiento.

Los siguientes resultados se obtuvieron a partir de estos resultados.

- La formacion de una estructura fina en un intervalo predeterminado sobre una superficie da como resultado una resistencia de contacto baja de 10 mQcm2 o inferior, como se describe anteriormente.

- Cuando las estructuras de saliente trapezoidales tienen una altura promedio de 0,15 pm o superior y 2 pm o inferior y un diametro promedio de 3 pm o superior y 50 pm o inferior cuando se ve desde la parte superior, y el porcentaje de area de las estructuras de saliente trapezoidales es 5% o superior y 30% o inferior, la resistencia de contacto del acero inoxidable es tan bajo como 10 mQcm2 o inferior incluso despues de la prueba de deslizamiento.

El deslizamiento de un penetrador (DIE) sobre una superficie de una lamina de acero causa danos a las estructuras de textura fina en la superficie de la lamina de acero. En presencia de estructuras de saliente trapezoidales en la superficie, los salientes entran en contacto con el penetrador (DIE) despues de la prueba de deslizamiento y la region danada se limita a las estructuras de saliente trapezoidales. Por lo tanto, parece que la mayorfa de las estructuras de textura fina permanecen despues de la prueba de deslizamiento y mantienen la resistencia de contacto baja. Este efecto requiere la altura de 0,15 pm o superior. Las estructuras de saliente trapezoidales excesivamente altas tardan mas tiempo en formarse y conllevan un coste mayor. Por lo tanto, la altura de las estructuras de saliente trapezoidales es preferentemente 2 pm o inferior. El porcentaje de area de las estructuras de saliente trapezoidales es 5% o superior y 30% o inferior. Cuando el porcentaje de area de las estructuras de saliente trapezoidales esta fuera de este intervalo, la resistencia de contacto se incrementa desfavorablemente tras el procesamiento. Cuando el porcentaje de area es inferior a 5%, las estructuras de saliente trapezoidales se raspan facilmente por deslizamiento y aumenta el area que no tiene estructura de textura fina. Cuando el porcentaje de area es superior al 30%, las estructuras de textura fina en la superficie de las estructuras de saliente trapezoidales se raspan facilmente por deslizamiento y aumenta la resistencia de contacto. Las estructuras de saliente trapezoidales localizadas tienen poco efecto. Es deseable que las estructuras de saliente trapezoidales se dispersen uniformemente en la superficie.

Cuando el diametro promedio de las estructuras de saliente trapezoidales es inferior a 3 pm, las estructuras de saliente trapezoidales colapsan facilmente por contacto con un troquel. Cuando el diametro promedio de las estructuras de saliente trapezoidales es superior a 50 pm, el area de contacto aumenta desfavorablemente. Por lo tanto, es deseable que el diametro promedio de las estructuras de saliente trapezoidales sea 3 pm o superior y 50 pm o inferior. El termino «estructuras de saliente trapezoidales», como se usa en el presente documento, se refiere a las regiones que son mas altas que sus inmediaciones y tienen un area determinada. Las estructuras de saliente trapezoidales se pueden observar cuantitativamente usando el procedimiento de medicion del perfil, como se describe anteriormente. Las estructuras de saliente trapezoidales pueden observarse cualitativamente con SEM, al tiempo que se inclina una muestra. La [fig. 13] muestra un ejemplo.

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El siguiente es un ejemplo especffico. El perfil de superficie se mide en un campo de 0,35 mm x 0,26 mm con un perfilometro interferotipo optico. En este campo, una estructura de saliente trapezoidal es una seccion plana con una longitud de 2 pm o superior en al menos una de las cinco lfneas rectas siendo establecida mediante medicion paralela al lado largo de 0,35 mm y con una altura de al menos 0,05 pm mas alta que las secciones izquierda y derecha adyacentes a la estructura de saliente trapezoidal. La parte superior de la estructura de saliente trapezoidal no es necesariamente paralela a la superficie de la muestra y no es necesariamente una superficie plana pero puede ser una superficie suavemente curvada. Ademas, una estructura de textura fina puede estar situada en la parte superior de la estructura de saliente trapezoidal. La altura de una estructura de saliente trapezoidal individual es una diferencia entre la altura promedio de 10 puntos en una seccion plana de la estructura de saliente trapezoidal dispuesta sobre lfneas rectas para la medicion y la altura promedio de 5 puntos sobre lfneas rectas para la medicion en las secciones izquierda y derecha adyacentes a la estructura de saliente trapezoidal que no tiene una estructura de saliente trapezoidal. La altura promedio es el promedio de las alturas de todas las estructuras de saliente trapezoidales dispuestas en lfneas rectas para la medicion. El diametro de una estructura de saliente trapezoidal individual es la longitud de una lfnea recta proyectada en la superficie de la muestra que corresponde a una seccion plana de la estructura de saliente trapezoidal dispuesta sobre la lfnea recta. El diametro promedio de las estructuras de saliente trapezoidales es el promedio de los diametros de todas las estructuras de saliente trapezoidales dispuestas sobre lfneas rectas que se usan para la medicion. El porcentaje de area es la relacion entre el diametro total de las estructuras de saliente trapezoidales (el total de las longitudes de las partes superiores de las secciones planas de las estructuras de saliente trapezoidales) dispuestas sobre lfneas rectas para la medicion y la longitud de las lfneas de medicion (0,35 mm x 5). Si tres estructuras de saliente trapezoidales en el campo de observacion se disponen sobre cinco lfneas rectas, cada una con una longitud de 0,35 mm (350 pm) y con diametros (las longitudes de las partes superiores de las secciones planas) de 20, 30 y 10 pm, el diametro promedio es 20 pm ((20 + 30 + 10)/3)) y el porcentaje de area es 3,4% ((20 + 30 + 10)/(350 x 5)).

A continuacion se describe un procedimiento para la fabricacion de un acero inoxidable de acuerdo con la presente invencion con una resistencia de contacto superficial baja para separadores de pilas de combustible. Los siguientes son condiciones de fabricacion adecuadas no limitantes.

Una losa con una composicion adecuada se calienta a una temperatura de 1100 °C o superior y se lamina en caliente. La losa de laminado en caliente se recuece a una temperatura en el intervalo de 800 °C a 1100 °C y se lamina en frfo y se recuece repetidamente para formar un acero inoxidable. La lamina de acero inoxidable tiene preferentemente un grosor en el intervalo de aproximadamente 0,02 a 0,8 mm. La lamina de acero inoxidable se somete a continuacion a un recocido final y ademas, preferentemente, a tratamiento electrolftico y acidificacion. Se puede usar acido sulfurico acuoso en el tratamiento electrolftico. En la acidificacion se puede usar la inmersion en una solucion de acido fluorhfdrico, por ejemplo. La formacion y el ajuste del porcentaje de area de una region con una estructura de textura fina puede llevarse a cabo mediante el cambio de condiciones (la concentracion y el tipo de la solucion, la temperatura y el tiempo de inmersion) para estos tratamientos, en particular, la acidificacion.

Las secciones elevadas de una forma de piramide triangular se pueden formar mediante cualquier procedimiento. Es deseable usar la dependencia de orientacion cristalina de grabado con una solucion acida, ya que puede tratar un amplio area sin usar un metodo complicado (tal como irradiacion de iones). Los autores de la presente invencion descubrieron que una forma de piramide triangular se puede formar en una area amplia sobre una superficie mediante el control de las condiciones de orientacion cristalina y de grabado. En un acero inoxidable ferrftico, las secciones elevadas de una forma de piramide triangular compuesta de (001) micro facetas se pueden formar de granos de cristal, en las que la orientacion perpendicular a la superficie esta cerca de ND <111>, a una densidad alta. Aunque las secciones elevadas de una forma de piramide triangular pueden estar formadas de facetas de cristal con una orientacion diferente, el numero de secciones elevadas es menor en este caso que en el caso de los granos de cristal con la orientacion cerca de ND <111>. Por lo tanto, la laminacion se lleva a cabo de tal manera que la textura contiene muchos granos de cristal en los que la orientacion perpendicular a la superficie esta cerca de ND <111>. Tal textura puede observarse facilmente mediante la observacion de la textura y obteniendo imagenes de dispersion de difraccion de electrones por retrodispersion (EBSD). Es deseable que las secciones elevadas de una forma de piramide triangular compuesta por (001) micro facetas se forme mediante la reduccion de Fe en una solucion de pretratamiento de electrolitos o mediante la inmersion en una solucion que contiene cantidades minimizadas de acido nftrico y Fe en acido fluorhfdrico usados para inmersion para un perfodo de tiempo predeterminado (por HF acuoso al 5% en masa a 55 °C, el tiempo varfa preferentemente de 80 a 600 segundos).

Las estructuras de saliente trapezoidales se pueden formar mediante cualquier procedimiento. Es deseable formar las estructuras de saliente trapezoidales que utilizan una diferencia en la orientacion cristalina de los granos de cristal, porque esto puede obviar la necesidad de un proceso adicional, tal como el enmascaramiento y el grabado. La estructura de textura fina en la superficie descrita anteriormente puede estar formada en un perfodo de tiempo relativamente corto. La diferencia de altura en diferentes orientaciones de cristal aumenta con el tiempo de tratamiento debido a una diferencia en la velocidad de grabado en las diferentes orientaciones cristalinas. Desde el plano ND <001> es diffcil grabar, los granos que tienen esta orientacion cristalina forman la estructura de saliente trapezoidal. Estos pueden controlarse mediante cambios en las condiciones de acidificacion (la concentracion y el tipo de la solucion, la temperatura y el tiempo de inmersion). Bajo una cierta condicion de solucion, hay un tiempo de tratamiento mfnimo para la formacion de la estructura de textura fina. Tambien hay un tiempo de tratamiento mfnimo, que es mas largo que el anterior tiempo de tratamiento mfnimo, para la formacion de la estructura de saliente

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trapezoidal. Tambien hay un tiempo de tratamiento maximo, despues de la cual la estructura de saliente trapezoidal desaparece. Para HF acuoso al 5% en masa a 55 °C descrito anteriormente, el tiempo de tratamiento varfa preferentemente de 80 a 450 segundos en terminos de la altura de la estructura de saliente trapezoidal. La estructura de saliente trapezoidal desaparecio cuando el tiempo de tratamiento fue de 600 segundos. Dado que el perfil de la superficie es facil de medir como se describe anteriormente, en base a las indicaciones de acuerdo con la presente invencion, las condiciones de tratamiento se pueden determinar mediante la medicion del perfil de la superficie sin consideraciones indebidas.

EJEMPLO 1

Un acero inoxidable austenftico SUS 304L disponible comercialmente con un contenido de Cr del 18,1% en masa y un acero inoxidable ferrftico 443CT disponible comercialmente con un contenido de Cr del 21,1% en masa se sometieron repetidamente a laminacion en frfo, recocido y decapado, produciendo de este modo laminas de acero inoxidable con un grosor de 0,2 mm.

A continuacion, la lamina de acero inoxidable se recocio y se sometio a tratamiento electrolftico y acidificacion, que fue inmersion en una solucion de decapado, en las condiciones que se muestran en la tabla 1. El tratamiento electrolftico se llevo a cabo usando una solucion de electrolito que contiene sulfato de hierro (II) en una cantidad correspondiente a 1 g/l de iones de hierro disuelto en acido sulfurico acuoso del 3% en masa con corriente alterna a una densidad de corriente electrica de 5 A/dm2 durante 4,5 segundos. Para fines de comparacion, algunas muestras no se sometieron a tratamiento electrolftico y acidificacion, que era inmersion en una solucion de decapado, y algunas muestras se sometieron solo a tratamiento electrolftico. El acero inoxidable asf obtenido se sometio a la medicion de la resistencia de contacto superficial y la observacion superficie con SEM (SUPRA 55VP fabricado por Carl Zeiss).

El perfil de la superficie de una region con una estructura de textura fina se determino a partir de una imagen de electrones secundarios tomada con un detector de camara con un voltaje de aceleracion de 0,5 kV y un aumento en el intervalo de 20.000 a 50.000. Mas especfficamente, se dibujaron cinco lfneas rectas separadas, con una longitud cada una de 1 pm, con una direccion determinada en cinco posiciones en el campo visual. La separacion promedio de asperezas finas se calculo dividiendo 5 pm por el numero total de salientes finas cruzando las lfneas rectas. El porcentaje de area de la region con una estructura de textura fina se calculo a partir de una imagen tomada con un detector de lente con un voltaje de aceleracion de 0,5 kV. El area de una region brillante con asperezas finas se calculo a traves de la conversion binaria de una imagen de electrones secundarios usando software disponible comercialmente (Photoshop).

Se midio la resistencia de contacto superficial al tiempo que un papel de carbon CP120 fabricado por Toray Industries, Inc. permanecfa en contacto con un acero a una carga de 2 MPa (20 kgf/cm2). Despues de la medicion de la resistencia de contacto superficial, las muestras con una resistencia de contacto superficial baja se sometieron ademas a la medicion de la resistencia de contacto superficial despues de una prueba de durabilidad. En la prueba de durabilidad, una muestra se sumergio en una solucion de acido sulfurico a un pH de 3, a la se anadio fluoruro de sodio de tal manera que la concentracion de iones de fluoruro era 0,1 ppm, a 0,6 V frente a un electrodo de referencia de Ag-AgCl a 80 °C durante 24 horas. La resistencia de contacto superficial se midio usando el procedimiento descrito anteriormente. Se calculo un aumento de la resistencia de contacto superficial debido a la prueba de durabilidad (resistencia de contacto superficial despues de la prueba de durabilidad - resistencia de contacto superficial antes de la prueba de durabilidad). La tabla 1 muestra la separacion promedio de asperezas finas, el porcentaje de area de la region con una estructura de textura fina, la resistencia de contacto superficial antes y despues de la prueba de durabilidad, y un aumento de la resistencia de contacto superficial debido a la prueba de durabilidad.

[Tabla 1] Tabla 1

N.°: Tipo de acer 0 Electrolisis en acido sulfurico Inmersion en acido Porcentaje de area de la region con estructura de textura fina to Separation promedio de asperezas finas (nm) Resistencia de contacto (mfi'cm2) 20 kgf por lado Resistencia de contacto despues de la prueba de durabilidad (mCm2) 20 kgf por lado Aumento de la resistencia de contacto debido a la prueba de durabilidad (mfi'cm2) 20 kqf por lado Nota

Solucion
Solucion: Tiemp 0 (s)

1: 304L 3% H2S04 1 g/l Fe 5% HF-2% HN03 55 °C 150 98 15 5,2 36,0 30,8 Ejemplo comparativo

2: 304L 5% HF-1%HN03 55 °C 150 91 34 4,3 7,5 3,2 Ejemplo

3: 304L 5% HF 55 °C 120 81 48 4,1 7,3 3,2 Ejemplo

4: 304L 5% HF 55 °C 60 63 49 5,3 9,8 4,5 Ejemplo

5: 443 CT 3%H2S04 1 g/l Fe 5% HF-2%HN03 55 °C 40 40 80 7,1 18,0 10,9 Ejemplo comparativo

6: 443 CT 90 71 114 5,0 9,2 4,2 Ejemplo

7: 443 CT 120 74 120 5,2 9,5 4,3 Ejemplo

8: 443 CT 5% HF-4% HN03 200 84 28 4,0 5,5 1,5 Ejemplo

9: 443 CT 5% HF-1%HN03 55 °C 40 80 79 4,3 7,4 3,1 Ejemplo

10: 443 CT 90 86 110 4,1 7,0 2,9 Ejemplo

11: 443 CT 120 96 120 4,0 6,9 2,9 Ejemplo

12: 443 CT 200 93 148 4,3 8,1 4,2 Ejemplo

13: 443 CT 500 85 230 5,7 16,0 10,3 Ejemplo comparativo

14: 443 CT 5% HF 55 °C 10 40 120 7,8 42,0 34,2 Ejemplo comparativo

15: 444 CT 20 46 150 10,5 48,0 37,5 Ejemplo comparativo

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La tabla 1 muestra que los ejemplos en los que el porcentaje de area de la region con una estructura de textura fina fue de 50% o superior y la separacion promedio de asperezas fina fue de 20 nm o superior y 150 nm o inferior tuvieron una resistencia de contacto superficial de 10 mQcm2 o inferior. La resistencia de contacto superficial despues de la prueba de durabilidad en los ejemplos fue tambien de 10 mQcm2 o inferior. Por lo tanto, se confirma que los ejemplos mantuvieron una resistencia de contacto superficial baja incluso en el entorno de funcionamiento a largo plazo y presentaron buenas caracterfsticas de mantenimiento de resistencia de contacto superficial.

EJEMPLO2

Un acero inoxidable austenftico SUS 304L disponible comercialmente con un contenido de Cr del 18,1% en masa y un acero inoxidable ferritico SUS 443CT disponible comercialmente con un contenido de Cr del 21,1% en masa se sometieron repetidamente a laminacion en frfo, recocido y decapado, produciendo de este modo laminas de acero inoxidable con un grosor de 0,2 mm. En algunas muestras se uso una lamina con un grosor de 2 mm. La lamina con un grosor de 2 mm se sometio a un pulido a espejo mediante pulido de alumina antes del tratamiento. Las muestras se trataron con las condiciones mostradas en la tabla 2. Se llevo a cabo un tratamiento electrolftico en acido sulfurico acuoso al 3% en masa. Se llevo a cabo un tratamiento de inmersion de acido en acido fluorhfdrico al 5% en masa, en el que, dependiendo de la condicion, se anadio sulfato de hierro (II) en una cantidad correspondiente a 3 g/l de iones de hierro. Ademas, dependiendo de la condicion, el tratamiento de inmersion de acido se llevo a cabo en acido clorhfdrico al 10% en masa.

El acero inoxidable obtenido de este modo se sometio a la medicion de la resistencia de contacto y la observacion de una estructura fina de superficie con SEM (SUPRA 55VP fabricado por Carl Zeiss). El perfil de las estructuras de saliente y el intervalo promedio entre los salientes se determinaron a partir de una imagen de electrones secundarios obtenida con un detector de camara con un voltaje de aceleracion de 0,5 kV y con un aumento en el intervalo de 20.000 a 100.000. Se juzgo si una seccion elevada tenia una forma de piramide triangular en funcion de la presencia de tres lineas rectas extendiendose desde el centro de la seccion elevada, que se corresponden con los lados de la forma de piramide triangular (ver [fig. 7]). En la medicion del intervalo promedio, se conto el numero de secciones elevadas de una forma de piramide triangular en un campo de observacion de 1 pm x 1 pm. Se promediaron los numeros de secciones elevadas contadas en tres campos. El intervalo promedio entre los salientes se calculo a partir del numero promedio N de salientes por micrometres cuadrados por 1000/N0,5 nm. Las secciones elevadas que no tienen una forma de piramide triangular, tales como secciones granulares elevadas, tambien se midieron de la misma manera.

Se midio la resistencia de contacto al tiempo que un papel de carbon CP120 fabricado por Toray Industries, Inc. permanecia en contacto con un acero a una carga de 2 MPa (20 kgf/cm2). Despues de la medicion de la resistencia de contacto, las muestras que tienen una baja resistencia de contacto se sometieron adicionalmente a la medicion de la resistencia de contacto despues de una prueba de durabilidad. En la prueba de durabilidad, una muestra se sumergio en una solucion de acido sulfurico a un pH de 3, a la que se anadio fluoruro de sodio de tal manera que la concentracion de iones de fluoruro era 0,1 ppm, a 0,6 V frente a un electrodo de referencia de Ag-AgCl a 80 °C durante 500 horas. La resistencia de contacto se midio usando el procedimiento descrito anteriormente. La tabla 2 muestra los resultados junto con las condiciones de preparacion de la muestra.

N.°: Tipo de acero Electrolisis en acido sulfurico Inmersion en acido Textura superficial Evaluation de los resultados Nota

Solucion: Corriente electrica Solucion Tiemp 0 (s) Porcenta je de area de la region con estructur a de textura fina (%) Perfil de la estructura de textura fina Intervalo prom edio entre las secciones elevadas (intervalo prom edio entre las partes superiores piramidale s triangulare s) (nm) Resistenci a de contacto (mQcm 2) 20 kgf por lado Resistencia de contacto debido a la prueba de durabilidad de 24 h (mQcm2) 20 kgf por lado. Aumento de la resistenci a de contacto debido a la prueba de durabilida d de 24 h (mQcm2) 20 kgf por lado Resist encia de contact 0 debido a la prueba de durabili dad de 500 h (mQc m2) 20 kgf por lado Aumento de la resistenci a de contacto debido a la prueba de durabilida d de 500 h (mQcm 2) 20 kgf por lado

16: 443CT Sin saliente 514 Ejemplo comparative

17: 443CT 3% H2S04 Corriente alterna, densidad de corriente electrica 5A/dm2, 4,5 s Sin saliente 35,8 Ejemplo comparative

18: 443CT 3% H2SO4 Corriente alterna, densidad de corriente electrica 5A/dm2, 4,5 s 5% HF 55 °C 60 83 Piramidal triangular 25 4,05 4,31 0,26 7,66 3,61 Ejemplo

19: 443CT 3%H2S04 Corriente alterna, densidad de corriente electrica 5A/dm2, 4,5 s 5% HF 55 °C 120 83 Piramidal triangular 50 4,28 4,42 0,14 6,36 2,08 Ejemplo

20: 443CT 3%H2S04 Corriente alterna, densidad de corriente electrica 5A/dm2, 4,5 s 5% HF 55 °C 240 86 Piramidal triangular 65 4,53 4,68 0,15 5,36 0,83 Ejemplo

21: 443CT 3%H2S04 Corriente alterna, densidad de corriente electrica 5A/dm2, 4,5 s 5% HF 55 °C 600 94 Piramidal triangular 145 5,45 5,80 0,35 9,02 3,57 Ejemplo

22: 443CT* 3%H2S04 Corriente alterna, densidad de corriente electrica 5A/dm2, 4,5 s 5% HF 55 °C 1800 98 Piramidal triangular 410 12,40 14,10 1,70 25,6 13,2 Ejemplo comparative

23: 304L* 3%H2S04 Corriente alterna, densidad de corriente electrica 5A/dm2, 4,5 s 5% HF 55 °C 1800 99 Saliente granular 120 6,20 9,26 3,06 36,7 30,5 Ejemplo

24: 304L 3%H2S04 Corriente alterna, densidad de corriente electrica 5A/dm2, 4,5 s 5% HF 55 °C 240 87 Saliente granular 30 5,91 9,85 3,94 45,1 39,2 Ejemplo

25: 443CT 3%H2S04 Corriente continua, densidad de corriente electrica 0,5A/dm2, 80 s 5% HF 55 °C 240 91 Piramidal triangular 90 4,75 4,83 0,08 5,12 0,37 Ejemplo

26: 443CT 3%H2S04 Corriente continua, densidad de corriente electrica 0,5A/dm2, 80 s 5% HF 55 °C 3 g/l Fe 240 78 Saliente granular 250 8,92 23,76 14,84 30,1 21,2 Ejemplo comparative

27: 443CT 10% acido clorhidrico 50 °C 240 97 Formation de hoyos 145 10,3 21,1 10,80 186 175,7 Ejemplo comparative

28: Au sheet 4,00 Ejemplo de referencia

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

La tabla 2 muestra que la resistencia de contacto inicial y la resistencia de contacto despues de la prueba de durabilidad de 500 horas en los ejemplos en los que los salientes de una forma de piramide triangular se dispusieron sobre la superficie en un intervalo promedio de 150 nm o inferior fue de 10 mQcm2 o inferior. Por lo tanto, los ejemplos mantuvieron una resistencia de contacto baja, incluso en el entorno de funcionamiento a largo plazo. En particular, la resistencia de contacto despues de la prueba de durabilidad en los ejemplos en los que el intervalo promedio entre las partes elevadas fue de 100 nm o inferior, fue de 8 mQcm2 o inferior. Por lo tanto, los ejemplos obtuvieron una durabilidad aun mas mejorada.

El aumento de la resistencia de contacto debido a la prueba de durabilidad de una estructura de textura fina granular con sustancialmente el mismo intervalo promedio entre las partes elevadas fue mayor que la de los ejemplos con estructura de textura fina de una forma de piramide triangular. Las muestras que no tienen estructura de textura fina, pero que tienen una pequena estructura de hoyos fuera del alcance de la presente invencion tuvieron una durabilidad baja y no se pudieron usar.

En esta prueba, tambien se probo un acero inoxidable evaporado con Au para la comparacion y se muestra su resultado. Los resultados de los ejemplos no son diferentes de los resultados del acero inoxidable evaporado con Au. Por lo tanto, se considera que los ejemplos tienen una resistencia de contacto muy baja. La relacion entre la orientacion cristalina de la superficie y la forma de piramide triangular se estudio usando el procedimiento con EBSD en el presente ejemplo. Se confirmo que las secciones elevadas de una forma de piramide triangular se formaron de tres (100) facetas de una estructura BCC. Por lo tanto, el angulo promedio en la parte superior de las tres facetas es de aproximadamente 90 grados.

EJEMPLO3

Un acero inoxidable ferrftico SUS 443CT del mismo lote (lote A) que en los ejemplos se sometio varias veces a laminacion en frfo, recocido, decapado y para producir una lamina de acero inoxidable con un grosor de 0,2 mm. La reduccion de laminacion o la temperatura de recocido se altero para producir laminas de diferentes texturas (lotes B a E). Para preparar una muestra con estructuras de saliente trapezoidales en su superficie pulida, una lamina de acero laminado en frfo «JFE 443CT» con un grosor de 1 mm se sometio a un pulido a espejo mediante pulido de alumina para preparar un lote F. A continuacion, las muestras se trataron bajo las condiciones mostradas en la tabla 3. Se llevo a cabo un tratamiento electrolftico en acido sulfurico acuoso al 3% en masa. Se llevo a cabo un tratamiento de inmersion de acido en acido fluorhfdrico al 5-10% en masa, en el que, dependiendo de la condicion, se anadio sulfato de hierro (II) en una cantidad correspondiente a 3 g/l de iones de hierro.

El acero inoxidable obtenido de este modo se sometio a la medicion de la resistencia de contacto y la observacion de una estructura fina de superficie con SEM (SUPRA 55VP fabricado por Carl Zeiss) del mismo modo que en el ejemplo 2. El perfil de la superficie se midio con un perfilometro interferotipo optico Zygo (Canon Marketing Japan Inc.). El campo de observacion fue de 0,35 mm x 0,26 mm. Se determino la presencia o ausencia de estructuras de saliente trapezoidales. Si esta presente, la altura promedio y el diametro promedio de las estructuras de saliente trapezoidales se midieron usando el procedimiento descrito anteriormente.

El porcentaje de area de la region de las estructuras de saliente trapezoidales se determino en cada campo visual. La tabla 3 muestra el promedio de los porcentajes de area en dos campos visuales. En las muestras de laminas, se considero que las estrfas u hoyos de aceite de las secciones elevadas en la direccion de laminacion eran planos y se incluyeron en el area de medicion.

Se midio la resistencia de contacto al tiempo que un papel de carbon CP120 fabricado por Toray Industries, Inc. permanecfa en contacto con un acero a una carga de 2 MPa (20 kgf/cm2). Las muestras se sometieron a una prueba de deslizamiento. La resistencia de contacto de una seccion frotada en la prueba de deslizamiento se midio del mismo modo que se describe anteriormente. Como prueba de deslizamiento se adopto una prueba de deslizamiento de placa. Una microesfera con un area de contacto de 10 mm de ancho y 3 mm de largo en la direccion de deslizamiento (la curvatura en ambos extremos de la direccion de desplazamiento era de 4,5 mmR) se presiona contra una lamina de acero a una carga vertical de 1 kN (100 kgf). La lamina de acero se arrastro a lo largo de 30 mm a una velocidad de 100 cm/min sin aceite. Las muestras se clasificaron como «□: doble cfrculo», «o: cfrculo», «A: triangulo», y «x: cruz» en el caso de que el aumento de la resistencia de contacto debido a la prueba de deslizamiento fue de 1 mQcm2 o inferior, mas de 1 mQcm2 y 3 mQcm2 o inferior, mas de 3 mQcm2 y 10 mQcm2 o inferior y mas de 10 mQm2, respectivamente. La tabla 3 muestra los resultados junto con las condiciones de preparacion de la muestra.

N °: Tipo de Lot e. Electro lisis en Inmersion en acido Textura superficial Evaluation de los resultados Nota



: Soluci on Corriente electrica Soluci on Tiemp o(s) Porcentaje de area de la region con estructura de textura fin a (%) Perfil de la estructura de textura fina Intervalo prom edio entre las seed ones elevadas (intervalo prom edio entre las partes sup eri ores piramidale s triangulare s) (nm) Altura prom edio de saliente trapezoidal (pm) Diametro promedio de saliente trapezoida I (Mm) Porcentaj e de area de saliente trapezoida I (%) Resistenc ia de contacto (mQ-cm2) 20 kgf por lado Resistenci a de contacto despues de la prueba de durabilida d de 500 h (mQ-cm2) 20 kgf por lado Aumento de la resistencia de contacto debido a la prueba de durabilidad de 500 h (mQ-cm2) 20 kgf porlado La resistencia de contacto despues de la prueba de desplazamien to (mQ-cm2) 20 kgf por lado Aumento de la resistencia de contacto debido a la prueba de desplazamie nto (mQ-cm2) 20 kgf por lado

18: 443CT A 3% H2S04 Corriente alterna, den si dad de 5% HF 55 °C 60 83 Piramidal triangular 25 0,08 10,2 9,2 4,05 7,66 3,61 7,68 3,63 A Ejemplo

19: 443CT A 3% H2SO4 Corriente alterna, den si dad de 5% HF 55 °C 120 83 Piramidal triangular 50 0,36 11,3 10,9 4,28 6,36 2,08 4,87 0,59 O Ejemplo

20: 443CT A 3% H2SO4 Corriente alterna, den si dad de 556% HF 55 °C 240 86 Piramidal triangular 65 0,76 12,6 18,3 4,53 5,36 0,83 4,92 0,39 0 Ejemplo

21: 443CT A 3% H2SO4 Corriente alterna, den si dad de 5% HF 55 °C 600 94 Piramidal triangular 145 0 0 0 5,45 9,02 3,57 15,40 9,95 A Ejemplo

26: 443CT A 3% H2SO4 Corriente directa, den si dad de 5% HF 55 °C 3 g/l Fe 240 78 Saliente granular 250 0 0 0 8,92 30,10 21,18 23,40 14,4 8 X Ejemplo comparativo

29: 443CT A 3% H2SO4 Corriente alterna, den si dad de 5% HF 55 °C 80 83 Piramidal triangular 32 0,15 15,6 13,5 4,11 6,32 2,21 6,53 2,42 0 Ejemplo

30: 443CT A 3% H2SO4 Corriente alterna, den si dad de 5% HF 55 °C 300 87 Piramidal triangular 87 1,24 9,6 23,4 4,32 5,36 1,04 4,65 0,33 O Ejemplo

31: 443CT A 3% H2SO4 Corriente alterna, den si dad de 596% HF 55 °C 450 90 Piramidal triangular 132 0,74 9,9 16,8 5,19 6,87 1,68 6,08 0,89 O Ejemplo

32: 443CT B 3% H2SO4 Corriente alterna, den si dad de 5% HF 55 °C 240 93 Piramidal triangular 61 0,74 11,1 5,6 4,11 5,03 0,92 6,02 1,91 0 Ejemplo

33: 443CT C 3% H2SO4 Corriente alterna, den si dad de $% HF 55DC 240 84 Piramidal triangular 58 0,65 4,5 9,5 4,56 5,31 0,75 6,89 2,33 0 Ejemplo

34: 443CT D 3% H2SO4 Corriente alterna, den si dad de 5% HF 55 °C 240 94 Piramidal triangular 71 0,57 8,7 3,4 4,23 5,16 0,93 8,93 4,70 A Ejemplo

35: 443CT E 3% H2SO4 Corriente alterna, den si dad de 5% HF 55 °C 240 65 Piramidal triangular 67 0,63 10,1 33,2 5,37 7,25 1,88 11,30 5,93 A Ejemplo

36: 443CT F 3% H2SO4 Corriente alterna, den si dad de 1094% HF 50 °C 600 97 Piramidal triangular 93 0,26 26,4 28,3 4,61 5,97 1,36 7,12 2,51 O Ejemplo

La tabla 3 muestra que los ejemplos en los que una estructura de textura fina con una parte superior piramidal triangular se dispuso sobre la superficie de la misma y con el porcentaje de area de las estructuras de saliente trapezoidales dispersas con una altura promedio de 0,15 pm o superior y 2 pm o inferior, de 5% o superior y 30% o inferior, presentaron un pequeno aumento de la resistencia de contacto debido a la prueba de deslizamiento. Por lo 5 tanto, los ejemplos mantienen una resistencia de contacto baja despues del contacto de los materiales entre si o del contacto del material con otro componente o similares, o despues del procesamiento en un componente separador y, por lo tanto, son ventajosas desde un punto de vista practico. Despues de la medicion del perfil, la observacion con SEM de la superficie en el mismo campo visual mostro que las estructuras de saliente trapezoidales correspondfan a granos de cristal en la superficie de acero inoxidable. Un examen de orientacion cristalina mediante 10 el procedimiento con EBSD mostro que el plano (100) de las estructuras de saliente trapezoidales era casi perpendicular a la superficie de la muestra. Aunque no se incluye en la lista un ejemplo comparativo con un diametro promedio fuera del intervalo de la presente invencion cuando se ve desde la parte superior, los ejemplos obtuvieron resultados satisfactorios cuando el diametro promedio vario de al menos 4,5 a 15 pm.

15 Lista de signos de referencia

20

1 montaje de membrana-electrodo

2 capa de difusion de gas

3 capa de difusion de gas

4 separador

5 separador

6 canal de aire

7 canal de hidrogeno

Claims

5

10

15

20

25

30

REIVINDICACIONES

1. Un acero inoxidable con una resistencia de contacto superficial baja para separadores de pilas de combustible y un contenido de Cr en el intervalo de 16 a 40% en masa, en donde el acero inoxidable incluye una region con una estructura de textura fina en su superficie, siendo el porcentaje de area de la region del 50% o superior, y

la region con una estructura de textura fina es una region que tiene una estructura con secciones deprimidas y secciones elevadas a un intervalo promedio entre las secciones deprimidas o las secciones elevadas de 20 nm o superior y 150 nm o inferior cuando se observa con un microscopio electronico de barrido, teniendo la estructura de textura fina una diferencia de altura entre la parte inferior de una seccion deprimida y la parte superior de una seccion elevada adyacente a la seccion deprimida siendo de 15 nm o superior.
2. El acero inoxidable con una resistencia de contacto superficial baja para separadores de pilas de combustible segun la reivindicacion 1, en el que el porcentaje de area es 80% o superior.
3. El acero inoxidable con una resistencia de contacto superficial baja para separadores de pilas de combustible segun la reivindicacion 1 o 2, en el que las secciones elevadas de la estructura de textura fina tienen una tapa piramidal triangular con un angulo promedio de 80 grados o superior y 100 grados o inferior.
4. El acero inoxidable con una resistencia de contacto superficial baja para separadores de pilas de combustible segun la reivindicacion 3, en el que las partes superiores piramidales triangulares de las secciones elevadas estan dispuestas en un intervalo promedio de 100 nm o inferior.
5. El acero inoxidable con una baja resistencia de contacto superficial para separadores de pilas de combustible de acuerdo con la reivindicacion 3 o 4, en el que el acero inoxidable incluye estructuras de saliente trapezoidales con una altura promedio de 0,15 pm o superior y 2 pm o inferior y un diametro promedio de 3 pm o superior y 50 pm o inferior, el porcentaje de area de las estructuras de saliente trapezoidales dispersas siendo 5% o superior y 30% o inferior.
6. El acero inoxidable con una resistencia de contacto superficial baja para separadores de pilas de combustible segun la reivindicacion 5, en el que las estructuras de saliente trapezoidales corresponden a los granos de cristal del acero inoxidable.