KR101811104B1 - 연료 전지용 세퍼레이터의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

표면에 산화티타늄층(41a)을 갖는 티타늄 기재(41)에 탄소 피막(50)을 CVD에 의해 성막하는, 연료 전지용 세퍼레이터의 제조 방법이다. 이 방법에서는, 표면에 산화티타늄층(41a)을 갖는 티타늄 기재(41)의 주위를 진공 분위기로 하는 공정과, 탄소 피막(50)의 성막 전 또는 성막 중, 티타늄 기재(41)의 산화티타늄층(41a)의 표면에 390㎚ 이하의 파장의 광을 조사하는 조사 공정과, 상기 조사 공정에 있어서 광이 조사된 산화티타늄층(41a)의 광조사면에 탄소 피막(50)을 성막하는 공정을 포함한다.

Description

연료 전지용 세퍼레이터의 제조 방법{MANUFACTURING METHOD OF SEPARATOR FOR FUEL CELL}
본 발명은 연료 전지용 세퍼레이터의 제조 방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게 설명하면, 본 발명은 표면에 산화티타늄층을 갖는 티타늄 기재에 탄소 피막을 CVD(화학 기상 성장)에 의해 성막하는 기술의 개량에 관한 것이다.
연료 전지용 세퍼레이터를 제조할 때의 그 표면 처리 기술로서, Au 등을 사용한 관련 기술의 귀금속 도금 처리 기술 대신에, 카본계의 도전성 박막을 코팅하는 기술이 개발되고 있다.
또한, 세퍼레이터의 기재로서 SUS, 티타늄 등이 사용되고 있고, 특히 내식성이 높다고 하는 관점에서 티타늄 기재가 사용되고 있는 점에서, 티타늄제 세퍼레이터 기재에의 카본 박막 코팅 기술의 이용도가 증가하고 있다.
이와 같은 티타늄제의 세퍼레이터 기재에 대해, 플라즈마 CVD(플라즈마를 사용하는 화학 기상 성장)를 이용하여 탄화수소계의 가스 원료로부터 카본 박막의 성막을 행하는 경우, 특히 기재와 카본 박막의 사이의 밀착성을 확보하는 것은 중요하지만, 기술적인 난이도가 높아지는 경우가 많다. 즉, 대기 중에 있어서의 티타늄 기재의 최표층에는 저절로 산화티타늄층이 형성되지만, 이 산화티타늄층은 매우 견고하여 치밀한 막인 것이 알려져 있는 것이며, 활성이 낮기 때문에, 카본 박막층과의 결합을 촉진하기 어렵다고 하는 것이 그 이유로 여겨지고 있다.
이로 인해, 이와 같은 산화티타늄층과 카본 박막층 사이의 밀착성 문제를 해소하기 위해, 이들 산화티타늄층과 카본 박막층 사이에 중간층을 형성하는 방법이 이용되고 있다. 이와 같은 방법의 구체예는, 산화티타늄층(기재 산화막) 상에 Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W의 금속, 또는 Si, B의 반금속 원소로부터 선택된 1종 이상의 원소를 포함하는 중간층을 형성하고, 상기 중간층 상에 카본 박막층을 형성한다고 하는 것이다(예를 들어 일본 특허 공개 제2004-185998 참조).
또한, 산화티타늄층과 카본 박막층 사이의 밀착성의 문제를 해소하는 다른 방법으로서, 티타늄 기재의 표면으로부터 산화티타늄층을 제거하고, 거기에 카본 박막층을 성막한다고 하는 것도 있다.
그러나, 기재 산화막과 탄소막의 밀착성 확보를 위해 중간층을 형성하면, 세퍼레이터의 제조 공정이 증가하여 제조 비용이 증대한다. 또한, 티타늄 기재의 표면의 산화티타늄층을 제거하는 경우에도 마찬가지로 공정이 증가하여, 제조 비용이 증대한다.
따라서, 본 발명의 일 형태는, 표면에 산화티타늄층을 갖는 티타늄 기재에 탄소 피막을 CVD(화학 기상 성장)에 의해 성막할 때의 제조 공정을 줄임으로써 제조 비용을 저감시키는 것을 가능하게 한 연료 전지용 세퍼레이터의 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 일 형태는, 표면에 산화티타늄층을 갖는 티타늄 기재에 탄소 피막을 CVD에 의해 성막하는, 연료 전지용 세퍼레이터의 제조 방법이며, 표면에 상기 산화티타늄층을 갖는 상기 티타늄 기재의 주위를 진공 분위기로 하고, 상기 탄소 피막의 성막 전 또는 성막 중, 상기 티타늄 기재의 상기 산화티타늄층의 표면에 390㎚ 이하의 파장의 광을 조사하고, 상기 티타늄 기재의 상기 산화티타늄층의 표면에 390㎚ 이하의 파장의 광을 조사할 때에 상기 광이 조사된 상기 산화티타늄층의 광조사면에 상기 탄소 피막을 성막하는 것을 포함한다고 하는 것이다.
티타늄 기재 표면의 산화티타늄(TiO2)층(산화 피막)에 상기한 바와 같이 파장의 광이 조사되면, 광촉매 효과에 의해 활성화되어 당해 산화티타늄층의 표면 자유 에너지가 향상된다. 그렇게 되면, 이 산화티타늄층과 탄소 피막의 밀착성이 향상되기 때문에, 관련 기술과 같이 중간층을 개재하지 않아도, 또는 산화티타늄층을 제거하지 않아도, 당해 산화티타늄층에 탄소 피막을 밀착시키는 것이 가능하게 된다. 따라서, 티타늄 기재와 탄소 피막의 밀착성 확보를 위한 중간층을 형성하는 공정이 불필요하게 되고, 또는 산화티타늄층을 제거하는 공정이 불필요하게 되어, 제조 비용을 저감시킬 수 있다.
이 제조법에 있어서는, 상기 CVD의 프로세스 중에 있어서의 봄버드 가스로서, 질소 가스를 포함하는 가스를 사용할 수 있다.
이 경우, 상기 봄버드 가스로서, 아르곤 가스와 질소 가스의 혼성 가스를 사용할 수 있다.
또한, 상기 티타늄 기재에 대해 전처리를 실시하는 전처리 단계, 또는 상기 탄소 피막을 성막하는 단계에서, 상기 티타늄 기재의 분위기 중에 질소 가스를 함유시키고, 플라즈마 발광시키도록 해도 된다.
상기 티타늄 기재의 상기 산화티타늄층의 표면에 390㎚ 이하의 파장의 광을 조사하는 것을, 상기 탄소 피막의 성막 전에 행할 수 있다.
또한, 상기 티타늄 기재의 상기 산화티타늄층의 표면에 390㎚ 이하의 파장의 광을 조사하는 것 전에, 상기 티타늄 기재의 표면을 산 처리하는 것을 가질 수 있다.
상기 산화티타늄층의 결정 구조는, 루틸형 또는 아나타제형인 것으로 해도 된다.
또한, 본 발명의 일 형태는, 표면에 산화티타늄층을 갖는 티타늄 기재에 탄소 피막을 CVD에 의해 성막하는, 연료 전지용 세퍼레이터의 제조 방법이며, 상기 티타늄 기재의 주위를 진공 분위기로 하고, 상기 CVD의 프로세스 중에 있어서의 봄버드 가스로서 질소 가스를 포함하는 가스를 사용하여, 상기 티타늄 기재의 상기 산화티타늄층의 표면을 봄버드 처리하고, 봄버드 처리된 상기 산화티타늄층의 표면에 상기 탄소 피막을 성막하는 것을 포함한다고 하는 것이다.
이 제조 방법에 있어서는, 상기 봄버드 가스로서 질소 가스와 아르곤 가스의 혼성 가스를 사용할 수 있다.
본 발명의 형태에 의하면, 표면에 산화티타늄층을 갖는 티타늄 기재에 탄소 피막을 CVD에 의해 성막할 때의 제조 공정을 줄임으로써 제조 비용을 저감시키는 것이 가능하게 된다.
본 발명의 예시적인 실시예의 특성과, 이점과, 기술적 및 산업적인 의의는 동등한 부호가 동등한 요소를 나타내는 이하에 첨부하는 도면에 의해 설명된다.
도 1은 세퍼레이터를 구비한 연료 전지 스택의 주요부 단면도.
도 2는 연료 전지용 세퍼레이터의 확대 단면도.
도 3은 세퍼레이터의 제조 공정의 개략을 나타내는 흐름도.
도 4는 플라즈마 CVD의 프로세스의 내용을 나타내는 흐름도.
도 5는 질소(N2) 가스와 아르곤(Ar) 가스의 플라즈마의 발광 피크를 나타내는 그래프.
도 6은 산화티타늄층에 대한 카본 박막층의 밀착성 평가 시의 평가 구분을 나타내는 표.
도 7은 산화티타늄층에 대한 카본 박막층의 밀착성 평가를 위한 각 실시예 및 각 비교예의 내용을 나타내는 표.
이하, 본 발명의 구성을 도면에 나타내는 실시 형태의 일례에 기초하여 상세하게 설명한다. 이하에서는, 일례로서, 연료 전지 차에 탑재되는 것이 예정된 연료 전지 또는 이것을 포함하는 연료 전지 시스템에 본 발명을 적용한 경우를 예시하여 설명하지만, 적용 범위가 이와 같은 예로 한정되는 것은 아니다.
도 1은 연료 전지 스택의 주요부를 단면에서 본 도면이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 연료 전지 스택에는, 기본 단위인 셀(단전지)(2)이 복수 적층되어 있다. 셀(2)은 MEA(Membrane-ElectrodeAssembly)(3)와, MEA(3)를 사이에 끼우는 한 쌍의 세퍼레이터(4, 5)를 구비하고, MEA(3)는, 이온 교환막을 포함하는 전해질막(6)과, 전해질막(6)을 사이에 끼우는 한 쌍의 전극(7, 8)을 구비하고 있다. 한쪽의 전극(7)은 연료 가스(예를 들어, 수소 가스)가 통과하는 양극, 다른 쪽의 전극(8)은 산화 가스(예를 들어, 공기)가 통과하는 음극이다.
세퍼레이터(4, 5)는, 양쪽 모두 파형으로 형성된 티타늄 기재[도 2에 있어서, 세퍼레이터(4)를 구성하는 티타늄 기재를 부호 41을 부여하여 도시한다. 또한, 세퍼레이터(5)를 구성하는 티타늄 기재에 대해서는 도시하고 있지 않지만, 그 특징은 티타늄 기재(41)와 공통됨]를 포함한다. 세퍼레이터(4, 5)의 형상은, 웨이브의 형상이 등변 사다리꼴을 이루고, 또한 웨이브의 정상부가 평탄하고, 이 정상부의 양단부가 동등한 각도를 이루어 네모져 있다. 즉, 각 세퍼레이터(4, 5)는, 표면측으로부터 보아도 이면측으로부터 보아도, 거의 동일한 형상이다. MEA(3)의 한쪽의 전극(7)에는, 세퍼레이터(4)의 정상부가 면 접촉하고, MEA(3)의 다른 쪽의 전극(8)에는, 세퍼레이터(5)의 정상부가 면 접촉하고 있다.
한쪽의 전극(7)과 세퍼레이터(4) 사이에 구획되는 공간 S1은, 연료 가스가 유통하는 유로이며, 다른 쪽의 전극(8)과 세퍼레이터(5) 사이에 구획되는 공간 S2는, 산화 가스가 유통하는 유로이다.
또한, 어느 셀(2)과, 거기에 인접하는 또 하나의 셀(2)은, 양극과 음극을 마주보게 하여 배치되어 있고, 어느 셀(2)의 양극[즉, 한쪽의 전극(7)]을 따라 배치된 세퍼레이터(4)의 배면측의 정상부와, 또 하나의 셀(2)의 음극[즉, 다른 쪽의 전극(8)]을 따라 배치된 세퍼레이터(5)의 배면측의 정상부가, 면 접촉하고 있다. 인접하는 2개의 셀(2) 사이에서 면 접촉하는 세퍼레이터(4, 5)의 사이에 구획되는 공간 S3에는, 셀(2)을 냉각하는 냉매로서의 물이 유통한다.
계속해서, 세퍼레이터(4)의 제조 방법에 대해 설명한다(도 2 등 참조).
<세퍼레이터(4)의 제조 공정>
세퍼레이터(4)의 제조 공정의 개략 플로우를 나타낸다(도 3 참조). 세퍼레이터(4)를 구성하는 티타늄 기재로서는, 예를 들어 BA재(광휘 어닐링재) 또는 산세재를 사용할 수 있다(스텝 SP1). 모든 기재가, 그 표층에 산화티타늄(TiO2)층을 포함하는 산화 피막을 갖고 있다. 이 산화티타늄층은, 티타늄 기재를 대기 중에 놓아둠으로써 자연스럽게 형성되는 것이며, 당해 산화티타늄층을 형성하기 위한 공정은 불필요하다.
먼저, 전처리로서, 당해 티타늄 기재(41)에 필요한 프레스 가공을 하고(스텝 SP2), 세정한다(스텝 SP3). 세정 후, 플라즈마 CVD(플라즈마를 사용하는 화학 기상 성장)를 실시하고, 티타늄 기재(41)의 표면[의 산화티타늄층(41a)] 상에 카본 박막층(탄소 피막)(50)을 높은 밀착성으로 성막한다(스텝 SP4).
<플라즈마 CVD의 프로세스>
이하, 플라즈마 CVD의 프로세스의 내용을 나타낸다(도 4 참조). 일반적으로, 티타늄 기재(41)의 표면에 산화티타늄층(41a)이 형성되어 있으면 카본 박막층(50)의 밀착성이 저하되는 점에서, 산화티타늄층(41a)과 카본 박막층(50) 사이에 중간층을 형성함으로써 밀착성을 향상시키고, 또는, 티타늄 기재(41)의 표면으로부터 산화티타늄층(41a)을 에칭에 의해 제거하는 것이 행해지지만, 본 실시 형태에서는, 이하의 프로세스에 의해, 산화티타늄층(41a)의 활성을 향상시키면서 플라즈마 CVD에 의한 성막을 실시하고, 산화티타늄층(41a)과 카본 박막층(50)의 양호한 밀착성을 확보하도록 하고 있다.
플라즈마 CVD의 프로세스에서는, 먼저, 진공 장치를 사용한 진공화를 행하고, 세정 후의 티타늄 기재(41)를 진공 분위기 중에 배치한 상태로 한다(스텝 SP4-1).
이어서, 전 단계로서, 봄버드(에칭)를 행한다(스텝 SP4-2). 여기서는, 플라즈마 상태로 한 원자를 물리적으로 부딪침으로써 오염(산화물)을 제거한다. 아르곤을 사용하면 봄버드 효과가 높다. 본 실시 형태에서는, 관련 기술에서 행해지고 있는 봄버드 처리와는 상이한 가스 조성(일례로서, 아르곤 가스＋질소 가스)으로 함으로써, 산화티타늄층(41a)과 카본 박막층(50)의 밀착성을 변화시킨다.
또한, 본 실시 형태에서는, 성막 전의 단계에서의 질소 플라즈마 조사를 초 단위(수초∼10초 정도)로 행하는 점에서, 산화티타늄층(41a)이 제거되는 일은 없다. 또한, 티타늄 기재(41)의 표면에는 산화티타늄층(41a)이 형성되어 있기 때문에, 티타늄 기재(41)가 질소 가스에 의해 질화되는 것은 통상 일어날 수 없다.
이어서, 산화티타늄층(41a)의 표면에 성막한다(스텝 SP4-3). 성막 시에는, 탄화수소계의 가스(일례로서, 아세틸렌)를 베이스로 하여 카본계 박막을 형성한다. 성막 처리 후, 대기로 복압시킨다(스텝 SP4-4).
상술한 플라즈마 CVD의 프로세스에 의하면, 카본 박막층(50)의 성막 전 또는 성막 중, 티타늄 기재(41)의 산화티타늄층(41a)의 표면에 390㎚ 이하의 파장의 광이 조사된다. 티타늄 기재(41)의 표면의 산화티타늄층(41a)에 이와 같은 파장의 광이 조사되면, 광촉매 효과에 의해 활성화되어 당해 산화티타늄층(41a)의 표면 자유 에너지가 향상된다. 그렇게 되면, 이 산화티타늄층(41a)과 카본 박막층(50)의 밀착성이 향상되기 때문에, 관련 기술과 같은 중간층을 개재하지 않아도, 또는 산화티타늄층(41a)을 제거하지 않아도, 당해 산화티타늄층(41a)의 표면에 카본 박막층(50)을 밀착시키는 것이 가능하게 된다. 따라서, 산화티타늄층(41a)과 카본 박막층(50)의 밀착성 확보를 위한 중간층을 형성하는 공정, 또는 산화티타늄층(41a)을 제거하는 공정이 불필요하게 되어, 제조 비용을 저감시킬 수 있다.
더욱 상세한 설명을 추가하면 이하와 같다. 즉, 일반적으로 산화티타늄(10a)에는 3종류 있고, 그 중 주된 2종류의 한쪽은 루틸(안정, 대부분)형, 다른 쪽은 아나타제형이다. 또한, 상술한 광촉매 효과는, 여기 상태에 있어서 발생하는 전자, 정공이 있어야만 발현된다. 여기서, 당해 여기에 필요한 에너지는, 루틸형의 경우 3.0eV, 아나타제형의 경우 3.2eV이기 때문에, 이론적으로는 각각 410㎚, 390nm 이하의 광을 조사함으로써 여기가 발생한다. 이 점, 플라즈마 CVD의 프로세스 중에 있어서의 봄버드 가스로서 질소 가스를 포함하는 가스(일례로서, 아르곤 가스＋질소 가스)를 사용하는 본 실시 형태에 있어서는, 질소(N2) 플라즈마의 발광 피크가 410㎚ 이하에 있는 점에서, 산화티타늄(10a)이 루틸형, 아나타제형의 어느 것이어도, 광촉매 효과에 의해 활성화를 촉진하여, 당해 산화티타늄층(41a)의 표면 자유 에너지를 향상시킬 수 있다(도 5 참조).
또한, 상술한 실시 형태는 본 발명의 적합한 실시의 일례이지만 이것으로 한정되는 것은 아니고 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에 있어서 다양하게 변형 실시 가능하다.
상술한 제조 방법에 의한 효과를 확인하기 위한 시험을 실시하였다. 실시예로서 이하에 설명한다(도 6 등 참조).
<티타늄 기재의 종별>
본 예에 있어서는, 티타늄 기재(41)로서, BA재, 산세재, 아나타제형의 3종류를 시험하였다. 여기서, BA재, 산세재, 아나타제형 산화막의 각각에 대해 설명을 추가하면, 이하와 같다.
BA재는, 광휘 어닐링재, 냉간 압연 후에 비산소 분위기하에서 연소를 실시한 것이다. 표면 조성은 산화티타늄 외에, 탄화티타늄을 함유한다. 탄화티타늄은 냉간 압연 시에 압연유와 티타늄의 반응에 의해 불가피적으로 형성된다.
산세재는, 냉간 압연 후에 주로 질불산 중에서 표면을 에칭한 소재이다. 표면 조성은 거의 산화티타늄이다.
아나타제형 산화막은, 일반적으로, 냉간 압연 후에 양극 산화를 행함으로써 얻어진다. 표면은 거의 산화티타늄이고, 결정 구조는 아나타제형이다.
<샘플 제작>
프레스 가공이 종료된 티타늄 기재(41)를 외형 약 200㎜×300㎜로 커트한 것을 플라즈마 CVD의 기재로서 사용하였다. 티타늄 기재(41)는 미리 탄화수소 및 알칼리에 의한 세정을 행하고, 프레스 오일을 제거해 둔 것을 사용하였다. 기재 표면에 있어서의 프레스 오일의 잔유량은 2.25㎍/㎠ 이하로 하였다.
성막에 사용하는 진공 장치는, 로드 로크실과 성막실의 2실 구성의 것으로 하였다. 로드 로크실은, 성막실(반응실)을 대기에 개방하지 않는 것을 목적으로 설치된 진공실이고, 성막실과는 게이트 밸브로 구획되어 있고, 기판 반송 기구를 구비하여 처리 전, 처리 후의 기재의 출입을 여기에서 행하게 함으로써, 성막실의 진공을 유지할 수 있다.
공정은, 먼저 티타늄 기재(41)의 샘플을, 방전 지그로 그 주위를 지지하도록 하여 세트하고, 로드 로크실에 투입 후, 진공화를 개시하는 시점에서 개시하였다. 진공 압력 10㎩ 도달과 동시에, 램프 가열(단순한 가열 형태의 일례로, 램프 열을 이용한 가열)을 이용한 외부로부터의 가열에 의해 워크를 약 300℃까지 가열하고, 표면에 잔존하고 있는 유분을 제거하였다. 그 후, 성막실과의 사이의 게이트 밸브를 개방하고, 워크를 성막실에 투입하고, 성막을 실시하였다.
성막실은 300℃로 예비 가열되어 있고, 성막 압력은 10㎩로 실시하였다. 이때, 성막실 내의 수분량을 Q-mass에 의해 측정한 결과, 1.0×10- 8Amp·s(수분량은 분압으로 약 10-3㎩ 정도)이었다. 이것에 의하면, 상기 진공 장치에 의해 형성되는 진공 중에 수분이 잔존하는 것을 확인할 수 있었다.
워크를 성막실에 투입한 후, 지그에 바이어스 접점을 접속하고, DC로 -2.5㎸ 또는 -2.0㎸의 바이어스 전압을 인가하고, 워크와 양극 사이에 글로우 방전 플라즈마를 발생시켰다. 양극은 워크와 평행하게, 또한 양면에 대향하도록 배치하고, 양면 동시에 플라즈마를 발생시켰다. 또한, 플라즈마 밀도를 높이는 목적으로, 챔버 내에 사마륨코발트제의 자석을 배치하고, 플라즈마에 의해 발생하는 전자를 포착시켰다.
플라즈마의 프로세스는, 승전압, 봄버드, 성막의 순서로 실시하고, 모두 10㎩로 제어된 상태에서 행하였다. 압력 제어에는 APC(오토 프레셔 컨트롤러)를 사용하였다. 승전압 및 봄버드의 가스종은 동일하게 하고, 아르곤을 베이스로 한 가스 조성으로 하였다. 또한, 성막에는, 탄화수소계의 가스를 베이스로 하고, 카본계 박막을 형성하였다. 형성한 박막의 두께는 50㎜로 하였다.
<밀착성 평가 방법>
시험편을 100㎜×50㎜로 커트한 후, 프레셔 쿠커(주식회사 히라야마 제작소제)에 의해 박리 시험을 행하였다. 여기서는, 순수를 사용한 수증기 중에서 폭로함으로써, 박리를 촉진시켰다. 시험 조건은, 130℃ 포화 수증기 중에 폭로하고, 1시간의 유지 시간을 설정한 후, 냉각하고, 취출을 실시하였다.
박리의 평가는, SEM(주사형 전자 현미경)을 사용한 관찰에 의해, 표면의 박리 정도를 관찰하고, 박리 면적률, 저항 상승률의 각각에 관한 기준에 의해 구분하였다(도 6 참조). 또한, 그 때에 접촉 저항의 측정을 행하고, 막의 박리에 수반되는 저항 상승을 확인하였다. 또한, SEM에 의한 박리 면적률은 측정자의 육안에 의한 개산으로 구하였다.
<실시예 및 비교예>
봄버드 가스종을 「아르곤 가스＋질소 가스」의 혼성 가스로 한 경우에 있어서, 기재, 바이어스 전압, Ar/N 유량을 적절히 변경한 각종 실시예 중 일부를 실시예 1∼실시예 7로서 나타낸다(도 7 참조). 또한, 봄버드 가스종을 「아르곤 가스」로 한 경우에 있어서(이 경우, 봄버드 가스의 Ar/N 유량에 있어서의 질소 가스 유량은 0), 기재, 바이어스 전압을 적절히 변경한 각 예 중 일부를 비교예 1∼비교예 5로서 나타낸다(도 7 참조).
각 실시예 및 비교예에 있어서의, 기재, 바이어스 전압, 봄버드 가스종, 봄버드 가스의 Ar/N 유량, 봄버드 시의 최대 온도, 성막 중의 N2 가스의 유무, 그리고 밀착성 평가 결과를 표에 나타내었다(도 7 참조). 또한 밀착성 평가 결과란에 있어서의 각 기호의 의미는 이하와 같다. A(very good):박리 면적률이 1％ 이하, B(good):박리 면적률이 5％ 이하, C(average):박리 면적률이 20％ 이하, D(poor):상기 이외
아울러, 접촉 저항의 측정을 행하고, 막의 박리에 수반되는 저항 상승을 확인하였다. 저항 상승률은, 상기 A, B, C의 경우에는 20％ 이하, D의 경우에는 그 이외(즉, 20％를 초과하는 비율)이었다.
본 발명은 표면에 산화티타늄층을 갖는 티타늄 기재에 탄소 피막을 CVD(화학 기상 성장)에 의해 성막할 때에 적용하여 적합하다.

Claims (9)

  1. 표면에 산화티타늄층(41a)을 갖는 티타늄 기재(41)에 탄소 피막(50)을 CVD에 의해 성막하는, 연료 전지용 세퍼레이터의 제조 방법에 있어서,
    표면에 상기 산화티타늄층(41a)을 갖는 상기 티타늄 기재(41)를 진공 분위기에 배치한 상태로 하고,
    상기 탄소 피막(50)의 성막 전, 상기 티타늄 기재(41)의 상기 산화티타늄층(41a)의 표면에 390㎚ 이하의 파장의 광을 조사하고,
    상기 티타늄 기재(41)의 상기 산화티타늄층(41a)의 표면에 390㎚ 이하의 파장의 광을 조사할 때에, 상기 광이 조사된 상기 산화티타늄층(41a)의 광조사면에 상기 탄소 피막(50)을 성막하는 것을 포함하며,
    상기 조사가 10초 이하의 기간에 실시되고,
    상기 CVD의 프로세스 중에 있어서의 봄버드 가스로서, 아르곤 가스와 질소 가스의 혼성 가스를 250/250 ~ 500/50의 유량으로 사용하는 것을 특징으로 하는, 연료 전지용 세퍼레이터의 제조 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 티타늄 기재(41)의 상기 산화티타늄층(41a)의 표면에 390㎚ 이하의 파장의 광을 조사하는 것 전에, 상기 티타늄 기재(41)의 표면을 산 처리하는, 연료 전지용 세퍼레이터의 제조 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 산화티타늄층(41a)의 결정 구조는, 루틸형 또는 아나타제형인, 연료 전지용 세퍼레이터의 제조 방법.
  8. 표면에 산화티타늄층(41a)을 갖는 티타늄 기재(41)에 탄소 피막(50)을 CVD에 의해 성막하는, 연료 전지용 세퍼레이터의 제조 방법에 있어서,
    상기 티타늄 기재(41)의 주위를 진공 분위기로 하고,
    상기 탄소 피막(50)의 성막 전,
    상기 CVD의 프로세스 중에 있어서의 봄버드 가스를 사용하여, 상기 티타늄 기재(41)의 상기 산화티타늄층(41a)의 표면을 봄버드 처리하고,
    봄버드 처리된 상기 산화티타늄층(41a)의 표면에 상기 탄소 피막(50)을 성막하며, 상기 봄버드 처리가 10초 이하의 기간에 실시되고,
    상기 CVD의 프로세스 중에 있어서의 봄버드 가스로서, 아르곤 가스와 질소 가스의 혼성 가스를 250/250 ~ 500/50의 유량으로 사용하는, 연료 전지용 세퍼레이터의 제조 방법.
  9. 삭제
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