JP2003105523A - 耐食性金属部材の製造方法及び耐食性金属部材 - Google Patents
耐食性金属部材の製造方法及び耐食性金属部材Info
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- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】高度の耐食性を有する、特に燃料電池用セパレ
ータとして有用な耐食性金属部材の製造方法及び耐食性
金属部材を提供する。 【解決手段】金属ベース材の表面の所要部に貴金属薄膜
層を形成し、該貴金属薄膜層を圧縮加工した後、活性ガ
ス雰囲気で防食処理した。
ータとして有用な耐食性金属部材の製造方法及び耐食性
金属部材を提供する。 【解決手段】金属ベース材の表面の所要部に貴金属薄膜
層を形成し、該貴金属薄膜層を圧縮加工した後、活性ガ
ス雰囲気で防食処理した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は耐食性金属部材の製
造方法及び耐食性金属部材に関する。金属部材には、そ
の用途によって、高度の耐食性が要求される。例えば、
金属部材を燃料電池用セパレータとして用いる場合、該
金属部材には、導電性や気密性の他に、高度の耐食性が
要求される。本発明はかかる要求に応える、耐食性金属
部材の製造方法及び耐食性金属部材に関する。
造方法及び耐食性金属部材に関する。金属部材には、そ
の用途によって、高度の耐食性が要求される。例えば、
金属部材を燃料電池用セパレータとして用いる場合、該
金属部材には、導電性や気密性の他に、高度の耐食性が
要求される。本発明はかかる要求に応える、耐食性金属
部材の製造方法及び耐食性金属部材に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、耐食性金属部材としては一般に、
ステンレス鋼、Ｎｉ基合金、Ｔｉ合金等で作製したも
の、又は鋼やステンレス鋼等で作製した部材の表面にＣ
ｕ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ａｕ、Ａｇ等の金属薄膜層を形成した
ものが使用されている。かかる耐食性金属部材のうち
で、燃料電池用セパレータとしては、金属板材を所定形
状に成形加工し、その片面に金メッキを施したもの（特
開平１０−２２８９１４）、金属板状を所定形状に成形
加工し、少なくともその片面に金属薄膜層を形成した
後、該金属薄膜層のピンホールをローラ加圧、陽極酸化
又は樹脂塗布で封孔処理したもの（特開２００１−６８
１２９）等が提案されている。ところが、これらの従来
手段には、作製した耐食性金属部材の耐食性が依然とし
て不充分であり、なかにはベースとして用いる金属の材
質が制限されたり、また耐食性金属部材の製造に手間が
かかるものもあるという問題がある。
ステンレス鋼、Ｎｉ基合金、Ｔｉ合金等で作製したも
の、又は鋼やステンレス鋼等で作製した部材の表面にＣ
ｕ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ａｕ、Ａｇ等の金属薄膜層を形成した
ものが使用されている。かかる耐食性金属部材のうち
で、燃料電池用セパレータとしては、金属板材を所定形
状に成形加工し、その片面に金メッキを施したもの（特
開平１０−２２８９１４）、金属板状を所定形状に成形
加工し、少なくともその片面に金属薄膜層を形成した
後、該金属薄膜層のピンホールをローラ加圧、陽極酸化
又は樹脂塗布で封孔処理したもの（特開２００１−６８
１２９）等が提案されている。ところが、これらの従来
手段には、作製した耐食性金属部材の耐食性が依然とし
て不充分であり、なかにはベースとして用いる金属の材
質が制限されたり、また耐食性金属部材の製造に手間が
かかるものもあるという問題がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、ベースとして用いる金属の材質が制限され
ることなく、簡便に、高度の耐食性を有する耐食性金属
部材を製造することができる方法、並びにかかる製造方
法によって得られる耐食性金属部材を提供する処にあ
る。
する課題は、ベースとして用いる金属の材質が制限され
ることなく、簡便に、高度の耐食性を有する耐食性金属
部材を製造することができる方法、並びにかかる製造方
法によって得られる耐食性金属部材を提供する処にあ
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決する本
発明は、金属ベース材の表面の所要部に貴金属薄膜層を
形成し、該貴金属薄膜層を圧縮加工した後、活性ガス雰
囲気で防食処理することを特徴とする耐食性金属部材の
製造方法に係る。また本発明は、かかる製造方法によっ
て得られる耐食性金属部材に係る。
発明は、金属ベース材の表面の所要部に貴金属薄膜層を
形成し、該貴金属薄膜層を圧縮加工した後、活性ガス雰
囲気で防食処理することを特徴とする耐食性金属部材の
製造方法に係る。また本発明は、かかる製造方法によっ
て得られる耐食性金属部材に係る。
【０００５】本発明に係る耐食性金属部材の製造方法で
は先ず、金属ベース材の表面の所要部に貴金属薄膜層を
形成する。金属ベース材の形状や材質は特に制限され
ず、得られる耐食性金属部材の用途との関係で選択でき
るが、成形加工性、経済性及び生産性等の点で、金属板
材を用いるのが好ましく、またＦｅ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｃｕ
及びＡｌから選ばれる一つの金属又は該一つの金属をベ
ースとする合金製のものを用いるのが好ましく、なかで
もステンレス鋼製の板材を用いるのがより好ましい。金
属ベース材として金属板材を用いる場合、通常はその片
面の所要部、要すればその両面の所要部に貴金属薄膜層
を形成するが、得られる耐食性金属部材を燃料電池用セ
パレータとする場合には、少なくとも電極との接触面側
に相当する片面の所要部に貴金属薄膜層を形成する。
は先ず、金属ベース材の表面の所要部に貴金属薄膜層を
形成する。金属ベース材の形状や材質は特に制限され
ず、得られる耐食性金属部材の用途との関係で選択でき
るが、成形加工性、経済性及び生産性等の点で、金属板
材を用いるのが好ましく、またＦｅ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｃｕ
及びＡｌから選ばれる一つの金属又は該一つの金属をベ
ースとする合金製のものを用いるのが好ましく、なかで
もステンレス鋼製の板材を用いるのがより好ましい。金
属ベース材として金属板材を用いる場合、通常はその片
面の所要部、要すればその両面の所要部に貴金属薄膜層
を形成するが、得られる耐食性金属部材を燃料電池用セ
パレータとする場合には、少なくとも電極との接触面側
に相当する片面の所要部に貴金属薄膜層を形成する。
【０００６】金属ベース材の表面の所要部に形成する貴
金属薄膜層の材質も特に制限されず、得られる耐食性金
属部材の用途との関係で選定できるが、耐食性、導電
性、耐用性及び生産性等の点で、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ａ
ｇ、Ｒｈ及びＲｕから選ばれる一つの金属又は該一つの
金属をベースとする合金とするのが好ましい。貴金属薄
膜層の形成手段も特に制限されないが、同様の理由で、
メッキ、スクリーン印刷、ＰＶＤ処理及びＣＶＤ処理か
ら選ばれる少なくとも一つの手段が好ましく、なかでも
メッキが好ましい。貴金属薄膜層の厚さも特に制限され
ないが、同様の理由で、特に耐食性の点で、０．１〜１
００nmとするのが好ましく、１〜５０nmとするのがより
好ましい。
金属薄膜層の材質も特に制限されず、得られる耐食性金
属部材の用途との関係で選定できるが、耐食性、導電
性、耐用性及び生産性等の点で、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ａ
ｇ、Ｒｈ及びＲｕから選ばれる一つの金属又は該一つの
金属をベースとする合金とするのが好ましい。貴金属薄
膜層の形成手段も特に制限されないが、同様の理由で、
メッキ、スクリーン印刷、ＰＶＤ処理及びＣＶＤ処理か
ら選ばれる少なくとも一つの手段が好ましく、なかでも
メッキが好ましい。貴金属薄膜層の厚さも特に制限され
ないが、同様の理由で、特に耐食性の点で、０．１〜１
００nmとするのが好ましく、１〜５０nmとするのがより
好ましい。
【０００７】本発明に係る耐食性金属部材の製造方法で
は次に、前記のように貴金属薄膜層を形成したものを圧
縮加工する。圧縮加工は貴金属薄膜層に対してのみ行な
ってもよいし、又は貴金属薄膜層と共に金属ベース材に
対して行なってもよく、後者の場合には例えば圧延ロー
ラを用いて行なうことができる。圧縮加工により、金属
ベース材に対する貴金属薄膜層の密着性を向上すると共
に貴金属薄膜層それ自体を緻密化し、併せて貴金属薄膜
層に形成されていたピンホール等を少なくし且つ小さく
する。圧縮加工の程度は特に制限されないが、前記した
密着性及び緻密化を促しつつ、ピンホール等を充分に少
なくし且つ小さくする点で、５％以上の圧縮率となるよ
うにするのが好ましく、１０〜６０％の圧縮率となるよ
うにするのがより好ましい。ここで例えば、貴金属薄膜
層を形成した金属ベース材を圧縮加工する場合の圧縮率
は、その圧縮加工前の厚みをＴ０とし、圧縮加工後の厚
みをＴ１としたとき、｛１−（Ｔ１／Ｔ０）｝×１００
で求められる値である。
は次に、前記のように貴金属薄膜層を形成したものを圧
縮加工する。圧縮加工は貴金属薄膜層に対してのみ行な
ってもよいし、又は貴金属薄膜層と共に金属ベース材に
対して行なってもよく、後者の場合には例えば圧延ロー
ラを用いて行なうことができる。圧縮加工により、金属
ベース材に対する貴金属薄膜層の密着性を向上すると共
に貴金属薄膜層それ自体を緻密化し、併せて貴金属薄膜
層に形成されていたピンホール等を少なくし且つ小さく
する。圧縮加工の程度は特に制限されないが、前記した
密着性及び緻密化を促しつつ、ピンホール等を充分に少
なくし且つ小さくする点で、５％以上の圧縮率となるよ
うにするのが好ましく、１０〜６０％の圧縮率となるよ
うにするのがより好ましい。ここで例えば、貴金属薄膜
層を形成した金属ベース材を圧縮加工する場合の圧縮率
は、その圧縮加工前の厚みをＴ０とし、圧縮加工後の厚
みをＴ１としたとき、｛１−（Ｔ１／Ｔ０）｝×１００
で求められる値である。
【０００８】本発明に係る耐食性金属部材の製造方法で
は最後に、前記のように圧縮加工したものを活性ガス雰
囲気で防食処理する。前記のように圧縮加工したもので
あっても、貴金属薄膜層には肉眼では見えないようなも
のも含めて小さなピンホール等が残存しており、かかる
ピンホール等を介し金属ベース材が露出していて、その
露出部において金属ベース材が腐食するので、かかる露
出部に酸化、窒化、炭化、弗化等の防食処理を行ない、
得られる耐食性金属部材の耐食性を向上する。防食処理
は活性ガス雰囲気で行ない、かかる活性ガス雰囲気は、
得られる耐食性金属部材の用途との関係で選択できる
が、耐食性、耐用性及び生産性等の点で、空気、酸素ガ
ス、窒素ガス、炭化水素ガス、弗化炭素ガス等の作動ガ
スのプラズマ雰囲気又はオゾンガス雰囲気とするのが好
ましい。また防食処理時の温度は、貴金属薄膜層を形成
する貴金属が金属ベース材へと拡散するのを防止するた
め、３００℃以下とするのが好ましい。圧縮加工したも
のを活性ガス雰囲気で防食処理すると、圧縮加工後の貴
金属薄膜層に残存していた肉眼では見えないような小さ
なピンホールにまで活性ガスが侵入して、かかるピンホ
ールにおける金属ベース材の露出部までも酸化、窒化、
炭化、弗化等で防食処理することができる。
は最後に、前記のように圧縮加工したものを活性ガス雰
囲気で防食処理する。前記のように圧縮加工したもので
あっても、貴金属薄膜層には肉眼では見えないようなも
のも含めて小さなピンホール等が残存しており、かかる
ピンホール等を介し金属ベース材が露出していて、その
露出部において金属ベース材が腐食するので、かかる露
出部に酸化、窒化、炭化、弗化等の防食処理を行ない、
得られる耐食性金属部材の耐食性を向上する。防食処理
は活性ガス雰囲気で行ない、かかる活性ガス雰囲気は、
得られる耐食性金属部材の用途との関係で選択できる
が、耐食性、耐用性及び生産性等の点で、空気、酸素ガ
ス、窒素ガス、炭化水素ガス、弗化炭素ガス等の作動ガ
スのプラズマ雰囲気又はオゾンガス雰囲気とするのが好
ましい。また防食処理時の温度は、貴金属薄膜層を形成
する貴金属が金属ベース材へと拡散するのを防止するた
め、３００℃以下とするのが好ましい。圧縮加工したも
のを活性ガス雰囲気で防食処理すると、圧縮加工後の貴
金属薄膜層に残存していた肉眼では見えないような小さ
なピンホールにまで活性ガスが侵入して、かかるピンホ
ールにおける金属ベース材の露出部までも酸化、窒化、
炭化、弗化等で防食処理することができる。
【０００９】以上、本発明に係る耐食性金属部材の製造
方法について説明したが、本発明では、得られる耐食性
金属部材の用途との関係で、更に所定形状に成形加工す
ることもできる。得られる耐食性金属部材を燃料電池用
セパレータとする場合には、Ｈ２を含む燃料ガスの給気
口、通路及び排気口、又はＯ２を含む酸化剤ガスの給気
口、通路及び排気口等を成形加工する。かかる成形加工
は、本発明に係る耐食性金属部材の製造方法において任
意の段階で行なうことができるが、耐食性、耐用性及び
生産性等の点で、圧縮加工後で防食処理前、又は防食処
理後に行なうのが好ましい。
方法について説明したが、本発明では、得られる耐食性
金属部材の用途との関係で、更に所定形状に成形加工す
ることもできる。得られる耐食性金属部材を燃料電池用
セパレータとする場合には、Ｈ２を含む燃料ガスの給気
口、通路及び排気口、又はＯ２を含む酸化剤ガスの給気
口、通路及び排気口等を成形加工する。かかる成形加工
は、本発明に係る耐食性金属部材の製造方法において任
意の段階で行なうことができるが、耐食性、耐用性及び
生産性等の点で、圧縮加工後で防食処理前、又は防食処
理後に行なうのが好ましい。
【００１０】本発明に係る耐食性金属部材は以上説明し
た本発明に係る耐食性金属部材の製造方法によって得ら
れるものであり、その代表例の一つが燃料電池用セパレ
ータ、特に中央の固体高分子電解質膜をその外側から挟
持する両電極を更にそれらの外側から挟持するセパレー
タ、すなわち固体高分子電解質型燃料電池用セパレータ
である。
た本発明に係る耐食性金属部材の製造方法によって得ら
れるものであり、その代表例の一つが燃料電池用セパレ
ータ、特に中央の固体高分子電解質膜をその外側から挟
持する両電極を更にそれらの外側から挟持するセパレー
タ、すなわち固体高分子電解質型燃料電池用セパレータ
である。
【００１１】
【発明の実施の形態】図１〜図４は本発明に係る耐食性
金属部材の製造方法においてその段階毎に得られるもの
を略示する部分断面図である。これらのうちで、図１は
板状の金属ベース材の両面に金属薄膜層を形成したも
の、図２は図１のものを圧縮加工したもの、図３は図２
のものを連続する山谷形状に成形加工したもの、図４は
図３のものを防食処理したものを示している。したがっ
て、図１〜図４は図番の順で本発明に係る耐食性金属部
材の製造方法における手順を示しており、また図４は本
発明に係る耐食性金属部材を略示する部分断面図にもな
っている。
金属部材の製造方法においてその段階毎に得られるもの
を略示する部分断面図である。これらのうちで、図１は
板状の金属ベース材の両面に金属薄膜層を形成したも
の、図２は図１のものを圧縮加工したもの、図３は図２
のものを連続する山谷形状に成形加工したもの、図４は
図３のものを防食処理したものを示している。したがっ
て、図１〜図４は図番の順で本発明に係る耐食性金属部
材の製造方法における手順を示しており、また図４は本
発明に係る耐食性金属部材を略示する部分断面図にもな
っている。
【００１２】図１において、金属ベース材１１の両面に
例えばメッキにより貴金属薄膜層２１，３１を形成する
と、結果として、貴金属薄膜層２１，３１には多数の大
小様々なピンホール４１，４２，・・５１，５２・・が
形成されてくる。図２において、図１のものを例えば圧
延ローラにより圧縮加工すると、金属ベース材１１は圧
縮加工されて金属ベース材１１ａとなり、また貴金属薄
膜層２１，３１は圧縮加工されて貴金属薄膜層２１ａ，
３１ａとなる。圧縮加工により、貴金属薄膜層２１，３
１は貴金属薄膜層２１ａ，３１ａとなって金属ベース材
１１ａへ強く密着すると共に緻密化し、併せて貴金属薄
膜層２１，３１に形成されていた多数の大小様々なピン
ホール４１，４２，・・５１，５２・・は少数の小さな
ピンホール４２ａ，・・５１ａ，・・となる。
例えばメッキにより貴金属薄膜層２１，３１を形成する
と、結果として、貴金属薄膜層２１，３１には多数の大
小様々なピンホール４１，４２，・・５１，５２・・が
形成されてくる。図２において、図１のものを例えば圧
延ローラにより圧縮加工すると、金属ベース材１１は圧
縮加工されて金属ベース材１１ａとなり、また貴金属薄
膜層２１，３１は圧縮加工されて貴金属薄膜層２１ａ，
３１ａとなる。圧縮加工により、貴金属薄膜層２１，３
１は貴金属薄膜層２１ａ，３１ａとなって金属ベース材
１１ａへ強く密着すると共に緻密化し、併せて貴金属薄
膜層２１，３１に形成されていた多数の大小様々なピン
ホール４１，４２，・・５１，５２・・は少数の小さな
ピンホール４２ａ，・・５１ａ，・・となる。
【００１３】図３において、図２のものを連続する山谷
形状に成形加工すると、金属ベース材１１ａは連続する
山谷形状の金属ベース材１１ｂとなり、同様に貴金属薄
膜層２１ａ，３１ａも連続する山谷形状の貴金属薄膜層
２１ｂ，３１ｂとなる。貴金属薄膜層２１ａ，３１ａに
残存していたピンホール４２ａ，・・５１ａ，・・は実
質的にそのまま貴金属薄膜層２１ｂ，３１ｂに残存する
ピンホール４２ａ，４５ａ，・・５１ａ，５４ａ・・と
なり、したがって金属ベース材１１ｂはこれらのピンホ
ール４２ａ，４５ａ，・・５１ａ，５４ａ，・・の部分
で露出している。
形状に成形加工すると、金属ベース材１１ａは連続する
山谷形状の金属ベース材１１ｂとなり、同様に貴金属薄
膜層２１ａ，３１ａも連続する山谷形状の貴金属薄膜層
２１ｂ，３１ｂとなる。貴金属薄膜層２１ａ，３１ａに
残存していたピンホール４２ａ，・・５１ａ，・・は実
質的にそのまま貴金属薄膜層２１ｂ，３１ｂに残存する
ピンホール４２ａ，４５ａ，・・５１ａ，５４ａ・・と
なり、したがって金属ベース材１１ｂはこれらのピンホ
ール４２ａ，４５ａ，・・５１ａ，５４ａ，・・の部分
で露出している。
【００１４】図４において、図３のものを例えば酸素ガ
スのプラズマ雰囲気で防食処理すると、ピンホール４２
ａ，４５ａ，・・５１ａ，５４ａ・・の部分で露出して
いた金属ベース材１１ｂの露出部に酸化物６１，６２，
・・７１，７２が形成される。全体の図示は省略する
が、図４は本発明に係る耐食性金属部材としての燃料電
池用セパレータの一部分を示しており、貴金属薄膜層２
１ｂの複数の谷部はそれらの前方側又は後方側の端部で
全体として直列となるよう連通されており、また右方側
の末端の谷部に給気口が、更に左方側の末端の谷部に排
気口が設けられていて、その使用に際しては、貴金属薄
膜層２１ｂの山部を電極に密接させた状態で、例えばＨ
２を含む燃料ガスが給気口→直列連通の谷部→排気口の
経路で流れるようになっている。
スのプラズマ雰囲気で防食処理すると、ピンホール４２
ａ，４５ａ，・・５１ａ，５４ａ・・の部分で露出して
いた金属ベース材１１ｂの露出部に酸化物６１，６２，
・・７１，７２が形成される。全体の図示は省略する
が、図４は本発明に係る耐食性金属部材としての燃料電
池用セパレータの一部分を示しており、貴金属薄膜層２
１ｂの複数の谷部はそれらの前方側又は後方側の端部で
全体として直列となるよう連通されており、また右方側
の末端の谷部に給気口が、更に左方側の末端の谷部に排
気口が設けられていて、その使用に際しては、貴金属薄
膜層２１ｂの山部を電極に密接させた状態で、例えばＨ
２を含む燃料ガスが給気口→直列連通の谷部→排気口の
経路で流れるようになっている。
【００１５】
【実施例】試験区分１（耐食性金属部材の製造）
実施例１
先ず、厚さ１mmのＳＵＳ３０４Ｌ製の金属板材の両面
に、メッキにより厚さ５０nmのＡｕ薄膜層を形成した。
次に、Ａｕ薄膜層を形成したものを、圧延ローラを用
い、圧縮率５％で圧縮加工した。圧縮加工したものに、
Ｈ２を含む燃料ガスの給気口、通路及び排気口を形成す
る成形加工を行ない、最後に、成形加工したものをプラ
ズマ発生機に供して、酸素ガスのガス圧１．３３×１０
２Ｐａ（１Ｔｏｒｒ）、パワー密度０．３２Ｗ／cm２の
プラズマ雰囲気下、２５℃で１２０秒間、酸化処理し、
燃料電池用セパレータとして用いる耐食性金属部材を製
造した。
に、メッキにより厚さ５０nmのＡｕ薄膜層を形成した。
次に、Ａｕ薄膜層を形成したものを、圧延ローラを用
い、圧縮率５％で圧縮加工した。圧縮加工したものに、
Ｈ２を含む燃料ガスの給気口、通路及び排気口を形成す
る成形加工を行ない、最後に、成形加工したものをプラ
ズマ発生機に供して、酸素ガスのガス圧１．３３×１０
２Ｐａ（１Ｔｏｒｒ）、パワー密度０．３２Ｗ／cm２の
プラズマ雰囲気下、２５℃で１２０秒間、酸化処理し、
燃料電池用セパレータとして用いる耐食性金属部材を製
造した。
【００１６】実施例２〜２２
金属板材の材質、貴金属薄膜層の形成手段、厚さ及び材
質、圧縮率、防食処理の条件及び形態から選ばれる一つ
又は二つ以上を表１記載のように変え、その他は実施例
１と同様にして、耐食性金属部材を製造した。以上で製
造した各実施例の耐食性金属部材の製造条件を表１にま
とめて示した。
質、圧縮率、防食処理の条件及び形態から選ばれる一つ
又は二つ以上を表１記載のように変え、その他は実施例
１と同様にして、耐食性金属部材を製造した。以上で製
造した各実施例の耐食性金属部材の製造条件を表１にま
とめて示した。
【００１７】比較例１
厚さ１mmのＳＵＳ３０４Ｌ製の金属板材の両面に、メッ
キにより厚さ５０nmのＡｕ薄膜層を形成した後、実施例
１と同様の成形加工を行ない、燃料電池用セパレータと
して用いる耐食性金属部材を製造した。したがってこの
例では、圧縮加工及び防食処理を行なっていない。
キにより厚さ５０nmのＡｕ薄膜層を形成した後、実施例
１と同様の成形加工を行ない、燃料電池用セパレータと
して用いる耐食性金属部材を製造した。したがってこの
例では、圧縮加工及び防食処理を行なっていない。
【００１８】比較例２，３
Ａｕ薄膜層の厚さを表２記載のように変え、その他は比
較例１と同様にして、耐食性金属部材を製造した。
較例１と同様にして、耐食性金属部材を製造した。
【００１９】比較例４
先ず、厚さ１mmのＳＵＳ３０４Ｌ製の金属板材の両面
に、メッキにより厚さ５０nmのＡｕ薄膜層を形成した。
次に、Ａｕ薄膜層を形成したものを圧延ローラにより圧
縮率３０％で圧縮加工した後、実施例１と同様の成形加
工を行ない、燃料電池用セパレータとして用いる耐食性
金属部材を製造した。したがってこの例では、防食処理
を行なっていない。
に、メッキにより厚さ５０nmのＡｕ薄膜層を形成した。
次に、Ａｕ薄膜層を形成したものを圧延ローラにより圧
縮率３０％で圧縮加工した後、実施例１と同様の成形加
工を行ない、燃料電池用セパレータとして用いる耐食性
金属部材を製造した。したがってこの例では、防食処理
を行なっていない。
【００２０】比較例５
Ａｕ薄膜層の圧縮率を表２記載のように変え、その他は
比較例４と同様にして、耐食性金属部材を製造した。
比較例４と同様にして、耐食性金属部材を製造した。
【００２１】比較例６
先ず、厚さ１mmのＳＵＳ３０４Ｌ製の金属板材の両面
に、メッキにより厚さ５０nmのＡｕ薄膜層を形成した。
次に、Ａｕ薄膜層を形成したものに実施例１と同様の成
形加工を行なった後、プラズマ発生機に供して、実施例
１と同様の条件下で酸化処理し、燃料電池用セパレータ
として用いる耐食性金属部材を製造した。したがってこ
の例では、圧縮加工を行なっていない。
に、メッキにより厚さ５０nmのＡｕ薄膜層を形成した。
次に、Ａｕ薄膜層を形成したものに実施例１と同様の成
形加工を行なった後、プラズマ発生機に供して、実施例
１と同様の条件下で酸化処理し、燃料電池用セパレータ
として用いる耐食性金属部材を製造した。したがってこ
の例では、圧縮加工を行なっていない。
【００２２】比較例７
防食処理時間を表２記載のように変え、その他は比較例
６と同様にして、耐食性金属部材を製造した。以上で製
造した各比較例の耐食性金属部材の製造条件を表２にま
とめて示した。
６と同様にして、耐食性金属部材を製造した。以上で製
造した各比較例の耐食性金属部材の製造条件を表２にま
とめて示した。
【００２３】
【表１】
【００２４】
【表２】
【００２５】表１及び表２において、
＊１：金属ベース材の材質
＊２：作動ガスの種類
＊３：×１３３Ｐａ
Ｔ０：圧縮加工前の厚さ
Ｔ１：圧縮加工後の厚さ
【００２６】試験区分２（製造した耐食性金属部材の評
価） 試験区分１で製造した各例の耐食性金属部材について耐
食性及び接触電気抵抗を次のようにして求め、その結果
を実施例については表３に、比較例については表４にま
とめて示した。 耐食性 ＪＩＳ−Ｈ８６２０に準じて、次のように行なった。デ
シケータの下部に１Ｌの６３％ＨＮＯ３水溶液を入れ、
その液面上５cmの所に各例の耐食性金属部材から切り取
った４０×５０mmの試験片を吊し、デシケータに蓋を被
せた。そして６３％ＨＮＯ３水溶液を２時間曝気した
後、デシケータから試験片を取り出し、光学顕微鏡の１
０倍拡大下で、１cm２当たりのピンホール数を数え（個
／cm２）、これを耐食性の指標とした。 接触電気抵抗 各例の耐食性金属部材から切り取った試験片の両面をカ
ーボンペーパーで挟み、荷重２．５ＭＰａ、印加電流１
００ｍＡを流したときの電圧を測定して、接触電気抵抗
（ｍΩ・cm２）を求めた。
価） 試験区分１で製造した各例の耐食性金属部材について耐
食性及び接触電気抵抗を次のようにして求め、その結果
を実施例については表３に、比較例については表４にま
とめて示した。 耐食性 ＪＩＳ−Ｈ８６２０に準じて、次のように行なった。デ
シケータの下部に１Ｌの６３％ＨＮＯ３水溶液を入れ、
その液面上５cmの所に各例の耐食性金属部材から切り取
った４０×５０mmの試験片を吊し、デシケータに蓋を被
せた。そして６３％ＨＮＯ３水溶液を２時間曝気した
後、デシケータから試験片を取り出し、光学顕微鏡の１
０倍拡大下で、１cm２当たりのピンホール数を数え（個
／cm２）、これを耐食性の指標とした。 接触電気抵抗 各例の耐食性金属部材から切り取った試験片の両面をカ
ーボンペーパーで挟み、荷重２．５ＭＰａ、印加電流１
００ｍＡを流したときの電圧を測定して、接触電気抵抗
（ｍΩ・cm２）を求めた。
【００２７】
【表３】
【００２８】
【表４】
【００２９】表３及び表４の結果からも明らかなよう
に、各実施例は各比較例に対し、充分低い接触電気抵抗
であり、且つ耐食試験後のピンホールの数が著しく少な
いため、それだけ高度の耐食性を有している。したがっ
て、本発明に係る耐食性金属部材は、特に燃料電池用セ
パレータとして有用である。
に、各実施例は各比較例に対し、充分低い接触電気抵抗
であり、且つ耐食試験後のピンホールの数が著しく少な
いため、それだけ高度の耐食性を有している。したがっ
て、本発明に係る耐食性金属部材は、特に燃料電池用セ
パレータとして有用である。
【００３０】
【発明の効果】既に明らかなように、以上説明した本発
明には、ベース材として用いる金属の材質に制限される
ことなく、簡便な製造手段で、高度の耐食性を有する耐
食性金属部材を提供できるという効果があり、また端部
の露出部をも同時に防食できるという副次効果もある。
明には、ベース材として用いる金属の材質に制限される
ことなく、簡便な製造手段で、高度の耐食性を有する耐
食性金属部材を提供できるという効果があり、また端部
の露出部をも同時に防食できるという副次効果もある。
【図１】本発明に係る耐食性金属部材の製造方法におい
て板状の金属ベース材の両面に金属薄膜層を形成したも
のを略示する部分断面図。
て板状の金属ベース材の両面に金属薄膜層を形成したも
のを略示する部分断面図。
【図２】本発明に係る耐食性金属部材の製造方法におい
て図１のものを圧縮加工したものを略示する部分断面
図。
て図１のものを圧縮加工したものを略示する部分断面
図。
【図３】本発明に係る耐食性金属部材の製造方法におい
て図２のものを連続する山谷形状に成形加工したものを
略示する部分断面図。
て図２のものを連続する山谷形状に成形加工したものを
略示する部分断面図。
【図４】本発明に係る耐食性金属部材の製造方法におい
て図３のものを防食処理したものを略示する部分断面
図。
て図３のものを防食処理したものを略示する部分断面
図。
１１，１１ａ，１１ｂ・・金属ベース材、２１，３１，
２１ａ，２１ｂ，３１ａ，３１ｂ・・貴金属薄膜層、４
１，４２，５１，５２，４２ａ，４５ａ，５１ａ，５４
ｂ・・ピンホール、６１，６２，７１，７２・・酸化物
２１ａ，２１ｂ，３１ａ，３１ｂ・・貴金属薄膜層、４
１，４２，５１，５２，４２ａ，４５ａ，５１ａ，５４
ｂ・・ピンホール、６１，６２，７１，７２・・酸化物
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｃ２３Ｃ 30/00 Ｃ２３Ｃ 30/00 Ｂ
Ｈ０１Ｍ 8/02 Ｈ０１Ｍ 8/02 Ｂ
(72)発明者 吉田 広明
愛知県名古屋市南区大同町二丁目30番地
大同特殊鋼株式会社技術開発研究所内
(72)発明者 新川 雅樹
愛知県名古屋市南区大同町二丁目30番地
大同特殊鋼株式会社技術開発研究所内
Ｆターム(参考） 4K028 BA01 BA02 BA03 BA05 BA12
BA13 BA14 BA15 BA22
4K044 AA02 AA03 AA06 AB02 AB10
BA08 BA12 BA18 BB13 BC02
CA07 CA12 CA13 CA14 CA15
CA18 CA41 CA62 CA64
5H026 BB01 BB02 BB04 BB10 CC03
CX04 EE02 EE08 HH00 HH03
HH05 HH08
Claims (12)
- 【請求項１】 金属ベース材の表面の所要部に貴金属薄
膜層を形成し、該貴金属薄膜層を圧縮加工した後、活性
ガス雰囲気で防食処理することを特徴とする耐食性金属
部材の製造方法。 - 【請求項２】 金属ベース材として金属板材を用い、該
金属板状の少なくとも片面に貴金属薄膜層を形成する請
求項１記載の耐食性金属部材の製造方法。 - 【請求項３】 圧縮加工後で防食処理前、又は防食処理
後に、更に所定形状に成形加工する請求項２記載の耐食
性金属部材の製造方法。 - 【請求項４】 金属ベース材として、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｔ
ｉ、Ｃｕ及びＡｌから選ばれる一つの金属又は該一つの
金属をベースとする合金製のものを用いる請求項１〜３
のいずれか一つの項記載の耐食性金属部材の製造方法。 - 【請求項５】 貴金属薄膜層を、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ａ
ｇ、Ｒｈ及びＲｕから選ばれる一つの金属又は該一つの
金属をベースとする合金で形成する請求項１〜４のいず
れか一つの項記載の耐食性金属部材の製造方法。 - 【請求項６】 貴金属薄膜層を、メッキ、スクリーン印
刷、ＰＶＤ処理及びＣＶＤ処理から選ばれる少なくとも
一つの手段により形成する請求項１〜５のいずれか一つ
の項記載の耐食性金属部材の製造方法。 - 【請求項７】 厚さ０．１〜１００nmの貴金属薄膜層を
形成する請求項１〜６のいずれか一つの項記載の耐食性
金属部材の製造方法。 - 【請求項８】 貴金属薄膜層を５％以上の圧縮率となる
よう圧縮加工する請求項１〜７のいずれか一つの項記載
の耐食性金属部材の製造方法。 - 【請求項９】 作動ガスのプラズマ雰囲気又はオゾンガ
ス雰囲気で防食処理する請求項１〜８のいずれか一つの
項記載の耐食性金属部材の製造方法。 - 【請求項１０】 温度３００℃以下で防食処理する請求
項１〜９のいずれか一つの項記載の耐食性金属部材の製
造方法。 - 【請求項１１】 請求項１〜１０のいずれか一つの項記
載の耐食性金属部材の製造方法によって得られる耐食性
金属部材。 - 【請求項１２】 燃料電池用セパレータである請求項１
１記載の耐食性金属部材。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001295964A JP2003105523A (ja) | 2001-09-27 | 2001-09-27 | 耐食性金属部材の製造方法及び耐食性金属部材 |
| CA2373344A CA2373344C (en) | 2001-02-28 | 2002-02-26 | Corrosion-resistant metallic member, metallic separator for fuel cell comprising the same, and process for production thereof |
| US10/084,434 US6699593B2 (en) | 2001-02-28 | 2002-02-28 | Corrosion-resistant metallic member, metallic separator for fuel cell comprising the same, and process for production thereof |
| EP02004655A EP1237215A3 (en) | 2001-02-28 | 2002-02-28 | Corrosion-resistant metallic member, metallic separator for fuel cell comprising the same, and process for production thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001295964A JP2003105523A (ja) | 2001-09-27 | 2001-09-27 | 耐食性金属部材の製造方法及び耐食性金属部材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003105523A true JP2003105523A (ja) | 2003-04-09 |
Family
ID=19117308
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001295964A Withdrawn JP2003105523A (ja) | 2001-02-28 | 2001-09-27 | 耐食性金属部材の製造方法及び耐食性金属部材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003105523A (ja) |
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005100933A (ja) * | 2003-08-19 | 2005-04-14 | Daido Steel Co Ltd | 燃料電池用金属セパレータ、燃料電池用金属セパレータの製造方法及び燃料電池 |
| JP2005174572A (ja) * | 2003-12-08 | 2005-06-30 | Honda Motor Co Ltd | 固体高分子型燃料電池セパレータの貴金属薄膜形成方法 |
| EP1622216A1 (en) * | 2004-06-30 | 2006-02-01 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | Titanium material and method for manufacturing the same |
| WO2007119842A1 (ja) * | 2006-04-14 | 2007-10-25 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | チタン製の部材に対して行う貴金属めっき |
| JP2008108687A (ja) * | 2006-09-29 | 2008-05-08 | Kobe Steel Ltd | 燃料電池用セパレータの製造方法、燃料電池用セパレータおよび燃料電池 |
| JP2008251296A (ja) * | 2007-03-29 | 2008-10-16 | Nikko Kinzoku Kk | 燃料電池用セパレータ材料及び燃料電池用セパレータ |
| JP2011034907A (ja) * | 2009-08-05 | 2011-02-17 | Jx Nippon Mining & Metals Corp | 燃料電池用セパレータ材料、それを用いた燃料電池スタック |
| US8137866B2 (en) | 2005-07-28 | 2012-03-20 | Kobe Steel, Ltd. | Titanium material for fuel cell separator having low contact resistance |
| WO2013073076A1 (ja) | 2011-11-18 | 2013-05-23 | 新日鐵住金株式会社 | 固体高分子型燃料電池セパレータ用チタン材並びにその製造方法およびそれを用いた固体高分子型燃料電池 |
| JP2013229294A (ja) * | 2012-03-30 | 2013-11-07 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池用金属セパレータ及びその製造方法 |
| JP2015024624A (ja) * | 2013-07-29 | 2015-02-05 | アイシン精機株式会社 | 被覆部材及びその製造方法 |
| KR20170003640A (ko) | 2014-06-16 | 2017-01-09 | 신닛테츠스미킨 카부시키카이샤 | 고체 고분자형 연료 전지의 세퍼레이터용 티타늄재, 이것을 사용한 세퍼레이터 및 이것을 구비한 고체 고분자형 연료 전지 |
| KR20170031233A (ko) | 2014-08-19 | 2017-03-20 | 신닛테츠스미킨 카부시키카이샤 | 금속재 및 이 금속재를 사용한 통전 부품 |
| KR20170121289A (ko) | 2015-03-03 | 2017-11-01 | 신닛테츠스미킨 카부시키카이샤 | 티탄재, 세퍼레이터, 및 고체 고분자형 연료 전지, 및 티탄재의 제조 방법 |
| KR20240045882A (ko) | 2022-09-30 | 2024-04-08 | 현대제철 주식회사 | 연료전지용 분리판 및 이의 제조방법 |
-
2001
- 2001-09-27 JP JP2001295964A patent/JP2003105523A/ja not_active Withdrawn
Cited By (23)
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