LU506970B1

LU506970B1 - Ein material auf titanbasis und ein oberflächenbehandlungsverfahren

Info

Publication number: LU506970B1
Application number: LU506970A
Authority: LU
Inventors: Zhuping Yu; Xin Li
Original assignee: Chongqing Vocational Inst Eng
Priority date: 2024-03-30
Filing date: 2024-04-19
Publication date: 2024-10-21

Description

Ein Material auf Titanbasis und ein Oberflächenbehandlungsverfahren LU506970

Technischer Bereich

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Wasserstoffenergie und insbesondere auf ein Material auf Titanbasis und ein Oberflächenbehandlungsverfahren.

Technologie im Hintergrund

Fine Wasserstoff-Brennstoffzelle ist ein Gerät zur Stromerzeugung, das die chemische

Energie eines Brennstoffs und eines Oxidationsmittels durch eine elektrochemische Reaktion direkt in elektrische Energie umwandelt. Brennstoffzellen kônnen theoretisch mit einem thermischen Wirkungsgrad von nahezu 100 % arbeiten, was sehr wirtschaftlich ist. Derzeit ist der tatsächliche Betrieb der verschiedenen Brennstoffzellen, aufgrund der Grenzen der verschiedenen technischen Faktoren, und dann den Energieverbrauch des gesamten Systems Gerät betrachten, ist die gesamte Umwandlungseffizienz meist im Bereich von 45% bis 60%, wie die Berücksichtigung der Verwendung von Abwärme bis zu mehr als 80%. Darüber hinaus enthalten

Brennstoffzellengeräte keine oder nur wenige bewegliche Teile, sind zuverlässig, wartungsarm und leiser als herkömmliche Stromaggregate. Außerdem wandelt die isotherme elektrochemische

Methode chemische Energie direkt in elektrische Energie um, ohne den Prozess der

Wärmekraftmaschine zu durchlaufen, und unterliegt nicht dem Carnot-Zyklus, so dass die

Energieumwandlungseffizienz hoch ist und die Reaktion sauber und vollständig ist und selten gefährliche Stoffe erzeugt, was zu einer idealen Art der Energienutzung wird.

Allerdings ist die Arbeitsleistung der Brennstoffzelle sehr abhängig von der Leistung des

Elektrodenmaterials selbst, und zusätzlich zu der Notwendigkeit für das Elektrodenmaterial, um eine starke elektrische Leitfähigkeit haben, ist es auch notwendig, um eine starke Stabilität,

Lebensdauer und so weiter.

In Anbetracht dessen wird die vorliegende Erfindung vorgeschlagen.

Inhalt der Erfindung

Ein erstes Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Material auf Titanbasis bereitzustellen, das die Leistung des Elektrodenmaterials selbst verbessert, indem das Material auf Titanbasis auf das Flektrodenmaterial aufgebracht wird, was nicht nur die Leitfahigkeit des Elektrodenmaterials selbst verbessert, sondern auch den VerschleiBschutz, den Korrosionsschutz und die mechanischen

Eigenschaften des leitfähigen Materials verbessert und die Lebensdauer des Elektrodenmaterials selbst verlängert.

Das zweite Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, das oben genannte Verfahren zur

Herstellung von Material auf Titanbasis zur Verfügung zu stellen. Das Herstellungsverfahren selbst ist in den Arbeitsschritten einfach, die Arbeitsschritte sind vorher und nachher eng miteinander verbunden, und das hergestellte Material auf Titanbasis hat eine starke Leistung.

Ein drittes Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Oberflächenbehandlungsverfahren für das oben beschriebene Material auf =—Titanbasis bereitzustellen, wobei das

Oberflächenbehandlungsverfahren in der Lage ist, sowohl die Festigkeit als auch die Stabilität des

Materials selbst zu verbessern, indem das Material auf Titanbasis in einem Behandlungsbad imprägniert wird, so dass es eine stärkere Verwendbarkeit aufweisen kann, wenn es als

Elektrodenmaterial verwendet wird.

Um die oben genannten Ziele der vorliegenden Erfindung zu erreichen, wird die folgende technische Lösung angenommen:

Die vorliegende Erfindung stellt ein Material auf Titanbasis bereit, das einen Kohlenstofffilm in einer Oberflächenschicht, eine Titanoxidschicht in einer Zwischenschicht und eine leitfähige

Harzschicht in einer Innenschicht umfasst; LU506970

Die elektrisch leitfähige Harzschicht umfasst ein Kohlenstoffpulver und ein Harz, und das

Harz ist eines, das aus Acrylharzen, Polyesterharzen, Alkydharzen, Polyurethanharzen,

Silikonharzen, Phenolharzen, Epoxidharzen und Fluorharzen ausgewählt ist.

In dem Schema der vorliegenden Erfindung wird die Leitfähigkeit und Haltbarkeit des

Materials selbst durch die Designstruktur des Kohlenstofffilms in der Oberflächenschicht, der

Titanoxidschicht in der mittleren Schicht und der leitfähigen Harzschicht in der inneren Schicht verbessert. Da die leitfähige Harzschicht als Schutzfilm wirkt, kann außerdem der

Reibungswiderstand des leitfähigen Materials im Vergleich zu dem leitfähigen Material mit einer einzelnen leitfähigen Schicht weiter verbessert werden und die Leitfähigkeit des leitfähigen

Materials kann entsprechend weiter verbessert werden. .

Vorzugsweise, als eine weitere umsetzbare Lôsung, 1st die Titanoxidschicht eine alternierende

Schichtstruktur aus reinen Titanschichten und Titanoxidschichten, die Anzahl der Schichten aus reinen Titanschichten und alternierenden Schichten aus Titanoxidschichten beträgt 50-60

Schichten, und die Gesamtdicke beträgt 500-600 nm.

Der Grund, warum die vorliegende Erfindung eine alternierende Schichtstruktur verwendet, ist sicherzustellen, dass die Schichten zueinander geschlossen sind, um die Freisetzung von schädlichen Ionen zu verhindern, und auch die Vorteile der Vermischung der beiden Schichten zu nutzen, um die Freisetzung von leitfähigen Teilchen zu verbessern.

In einer weiteren Ausführungsform umfasst der Kohlenstofffilm vorzugsweise eine erste

Funktionsschicht aus Kohlenstoff-Nanorôhrchen, die im Verbund miteinander ausgebildet ist, und eine zweite Funktionsschicht aus Kohlenstoff-Nanorôhrchen, wobei die erste Funktionsschicht aus

Kohlenstoff-Nanorôhrchen und/oder die zweite Funktionsschicht aus Kohlenstoff-Nanorôhrchen mindestens ein funktionelles Material enthält.

In einer weiteren Ausführungsform ist das funktionelle Material vorzugsweise aus einem oder einer Kombination aus einem oder mehreren Nanomaterialien, Metalloxiden, Metallsulfiden,

Metallhydroxiden, Metallmonomeren, Metallsalzen, organischen Polymermaterialien und

Halbleitermaterialien ausgewählt.

Die oben erwähnte Kohlenstoffdünnschicht ermôglicht durch schichtweise Überlagerung auch, dass das Material selbst eine Vielzahl spezifischer Funktionen vereint, die anorganische oder organische Verbundmaterialien aufweisen.

Die vorliegende Erfindung stellt neben einem Material auf Titanbasis auch ein Verfahren zur

Herstellung des Materials auf Titanbasis bereit, das die folgenden Schritte umfasst:

Kohlenstoff-Film, Titanoxid-Schicht, und leitfähige Harzschicht in Übereinstimmung mit der

Reihenfolge der einzelnen Schichten für die Stapelung, gelten Druck 45-55MPa HeiBpräge-

Behandlung, Halten Druckkühlung auf 200-300 °C, die erhalten wird, Schneidkanten zu entgraten;

HeiBpräge-Behandlung vor der Vorwärmung in der Sauerstoffkonzentration von weniger als 5% der Atmosphäre für 2-3min.

Die vorliegende Erfindung stellt auch das oben beschriebene Verfahren zur

Oberflachenbehandlung des Materials auf Titanbasis bereit, das die folgenden Schritte umfasst:

Herstellung eines Behandlungsbades, Mischen einer wässrigen Lôsung von Eisennitrat, einer wässrigen Lôsung von Zinknitrat und einer wässrigen Lôsung von Zirkoniumchlorid, um eine

Lösung zu erhalten, die mehr als 200 ppm Fe-Ionen, mehr als 300 ppm Zn-Ionen und mehr als 350 ppm Zr-Ionen enthält, Zugabe von Ammoniak oder Salpetersäure während des

Herstellungsprozesses, um den pH-Wert des Behandlungsbades bei 2,5 zu halten, und

Stehenlassen für mehr als 6 Stunden nach der Herstellung; LU506970

Das besagte Material auf Titanbasis wird mit Wasser gewaschen, dann mit einer sauren

Lösung gewaschen, dann mit Wasser gewaschen und anschließend 6-7 Stunden lang in einem

Behandlungsbad imprägniert und mit Ultraschall geschüttelt.

In einer weiteren Ausführungsform beträgt die Konzentration der Säurelôsung, die zum

Waschen mit der Säurelôsung verwendet wird, vorzugsweise 20-30 Gew.-%.

In einer weiteren Ausführungsform beträgt die Frequenz der Ultraschallschwingung vorzugsweise 20-30 MHz, und die Schwingung wird 10-20 Minuten lang in Abständen von 20-30

Minuten durchgeführt.

In einer weiteren Ausführungsform wird die Konzentration der wässrigen Lôsung von

Eisennitrat, der wässrigen Lôsung von Zinknitrat und der wässrigen Lôsung von Zirkoniumchlorid vorzugsweise so gesteuert, dass sie im Bereich von 40-50 Gew.-% liegt.

Die oben beschriebene Oberflächenbehandlungsmethode fügt eine Vielzahl von Metallionen hinzu und führt eine Imprägnierung und Ultraschallschwingung durch, so dass das Material nach der Oberflächenbehandlung einen stabilen Zustand auch unter hoher Luftfeuchtigkeit und hoher

Temperaturumgebung haben kann, und die Behandlungsmethode des Behandlungsbades der vorliegenden Erfindung erhôht die Dichte und Stabilität des Materials selbst.

Das Material auf Titanbasis, das durch die vorliegende Erfindung bereitgestellt wird, und das

Material auf Titanbasis, das durch das obige Herstellungsverfahren erhalten wird, haben eine breite

Palette von Anwendungen in Elektrodenmaterialien für Wasserstoffbrennstoffzellen.

Verglichen mit dem Stand der Technik sind die vorteilhaften Wirkungen der vorliegenden

Erfindung folgende: (1) Das titanbasierte Material der vorliegenden Erfindung verbessert die Leitfähigkeit des

Materials selbst sowie die Dauerhaftigkeit der Verwendung durch die Designstruktur des

Kohlenstofffilms in der Oberflächenschicht, der Titanoxidschicht in der Mittelschicht und der leitfähigen Harzschicht in der Innenschicht. Da die leitfähige Harzschicht als Schutzfilm wirkt, kann außerdem der Reibungswiderstand des leitfähigen Materials im Vergleich zu einem leitfdhigen Material mit einer einzigen leitfähigen Schicht weiter verbessert werden, und die

Leitfahigkeit des leitfahigen Materials kann entsprechend weiter verbessert werden; (2) Die Titan-basierte Materialvorbereitungsmethode der vorliegenden Erfindung vor und nach den Arbeitsschritten sind eng miteinander verbunden, die Arbeitsschritte sind einfach, und es ist sehr lohnend, die Anwendung anschließend zu fördern; (3) Die Behandlungsmethode der vorliegenden Erfindung für Materialien auf Titanbasis fügt eine Vielzahl von Metallionen hinzu und imprägniert und schockt das Material nach der

Oberflächenbehandlung mit Ultraschall, so dass das Material auch unter hoher Feuchtigkeit und hohen Temperaturen stabil ist, und die Behandlungsmethode des Behandlungsbades der vorliegenden Erfindung erhôht die Dichte und Stabilität des Materials selbst.

Detaillierte Beschreibung

Ausführungsformen der Erfindung werden nachstehend im Zusammenhang mit den

Beispielen detailliert beschrieben, doch ist dem Fachmann klar, dass die folgenden Beispiele ausschlieBlich der Veranschaulichung der Erfindung dienen und nicht als Finschränkung des

Anwendungsbereichs der Erfindung zu betrachten sind. Wenn in den Ausführungsbeispielen keine spezifischen Bedingungen angegeben sind, werden herkömmliche oder vom Hersteller empfohlene Bedingungen befolgt. Ist kein Hersteller angegeben, so handelt es sich bei den verwendeten Reagenzien oder Instrumenten um herkömmliche, im Handel erhältliche Produkte.

Ausführungsform 1 LU506970

Schritt 1: Herstellung von Kohlenstoff-Filmen: Reine Kohlenstoff-Nanorôhren-Filme mit einer gleichmäßigen Dicke von 1 um bis 1 mm wurden durch chemische Abscheidung aus der

Gasphase hergestellt. Der reine Kohlenstoff-Nanorôhrenfilm mit gleichméaBiger Dicke wird in eine

Reihe von Blättern gleicher Größe geschnitten, und die drei Metalle Kupfer, Diamant und Silber werden abgeschieden und schnell getrocknet. Die Kohlenstoff-Nanorôhrenfilmblätter mit den drei

Metallen Kupfer, Diamant und Silber werden Schicht fiir Schicht mit den reinen Kohlenstoft-

Nanorôhrenfilmblättern gestapelt.

Schritt 2: Herstellung der leitfähigen Harzschicht: Die leitfähige Harzschicht wurde durch

Auftragen einer leitfähigen Harzbeschichtung gebildet, die durch Mischen des Harzes und des

Toners hergestellt wurde, und das Massenverhältnis der festen Harzkomponente in der

Beschichtung zum Toner (Masse der festen Harzkomponente in der Beschichtung/Masse des

Toners in der Beschichtung) betrug 1:1.

Phenolharz (Tamanol 2800 von Arakawa Chemical Industries), Acrylharz (COATAX LH681 von Toray Fine Chemicals), Epoxidharz (EP106 von CEMEDINE) und Polyesterharz (7005N von

Arakawa Chemical Industries) werden als leitfahige Harzbeschichtung verwendet; Als

Kohlenstoffpulver werden RuBpulver (CABOT, VULCANXC72, durchschnittliche PartikelgrôBe 40nm, Reinheit 99,2%) und Graphitpulver (Ito Graphite, Z-5F, durchschnittliche PartikelgrôBe 4um, Reinheit 98,9%) verwendet. Für jede Beschichtung auf Harzbasis wird ein für sie geeignetes organisches Lösungsmittel verwendet. Die Konzentration der festen Komponente (Harzkomponente + Kohlenstoffpulver) in der Beschichtung (= (Masse der Harzkomponente +

Masse des Kohlenstoffpulvers) x 100 )/Masse der Beschichtung) beträgt etwa 18 Massenprozent, und die Massenkonzentration des Kohlenstoffpulvers in der festen Komponente (= (Masse des

Kohlenstoffpulvers x 100 )/(Masse der Harzkomponente + Masse des Kohlenstoffpulvers)) beträgt etwa 25 Massenprozent. Darüber hinaus wird die Konzentration so eingestellt, dass das

Massenverhältnis von RuBpulver zu Graphitpulver 10:1 erreicht, und die Beschichtung wird mit einem Stick Coater auf das Material, auf dem die Kohlenstoffschicht gebildet wird, aufgetragen und getrocknet. Auf diese Weise wird auf beiden Seiten des Substrats eine elektrisch leitfähige

Harzschicht gebildet.

Schritt 3: Herstellung der Titanoxidschicht: Argongas wird in den Beschichtungsofen eingeleitet, die Argongasmenge beträgt 80 sccm, und die abwechselnden Schichten aus Reintitan und Titanoxid werden durch Magnetronsputtern abgeschieden, die Beschichtungszeit beträgt 4

Minuten, die Anzahl der Schichten der abwechselnden Schicht beträgt 50 Schichten, die

Gesamtdicke 500 nm.

Schritt 4: Herstellung von Materialien auf Titanbasis: die Kohlenstoffschicht, die in den oben genannten Schritten vorbereitet wurde, Titanoxidschicht und leitfähige Harzschicht in

Ubereinstimmung mit der Reihenfolge der Schichten, die überlagert werden sollen, Pre-

Sauerstoff-Konzentration von weniger als 5% der Atmosphäre im Vorfeld der Vorwärmung für 3min, und dann unter Druck auf 45MPa für HeiBprägen, Druckabkühlung auf 300 C, Schneide

Entgraten, um das endgültige Material zu erhalten;

Schritt 5: Oberflächenbehandlung des Materials auf Titanbasis: Das in Schritt 4 erhaltene

Material wurde mit Wasser gewaschen und dann mit einer 30 gewichtsprozentigen Säurelôsung gewaschen, und nach dem Waschen mit Wasser wurde es 6 Stunden lang in einem Behandlungsbad imprägniert. Die 30-MHz-Ultraschallschwingung wurde angewandt, und die Schwingung wurde 10 Minuten lang in Intervallen von 30 Minuten angewandt, und das Behandlungsbad wurde nach dem folgenden Verfahren konfiguriert: 50 Gew.-% wässrige Eisennitratlôsung, 50 Gew.-44/506970 wässrige Zinknitratlôsung und 50 Gew.-% wässrige Zirkoniumchloridlésung wurden gemischt, um eine Lösung zu erhalten, die 200 ppm Fe-Ionen, 300 ppm Zn-Ionen und 350 ppm Zr-Ionen enthielt, und Ammoniak oder Salpetersäure wurde während des Vorbereitungsprozesses 5 zugegeben, um den pH-Wert des Behandlungsbades bei 2,5 zu halten, und das Bad wurde nach der Vorbereitung für mehr als 6 h stehen gelassen.

Ausführungsform 2

Gasphase hergestellt. Der reine Kohlenstoff-Nanorôhrenfilm mit gleichmäBiger Dicke wird in mehrere Blatter gleicher Größe geschnitten, und die drei Metalle Kupfer, Diamant und Silber werden abgeschieden und schnell getrocknet. Die Kohlenstoff-Nanorôhrenfilmblätter mit den drei

Metallen Kupfer, Diamant und Silber werden Schicht für Schicht mit den reinen Kohlenstoff-

Nanorôhrenfilmblättern gestapelt.

Schritt 2: Herstellung der leitfähigen Harzschicht: Die leitfähige Harzschicht wird durch

Toners hergestellt wird, wobei das Massenverhältnis der festen Komponente des Harzes in der

Beschichtung zum Toner (Masse der festen Komponente des Harzes in der Beschichtung/Masse des Toners in der Beschichtung) 0,5:1 beträgt.

Für die leitfähige Harzbeschichtung werden ein Phenolharz (Tamanol 2800 von Arakawa

Chemical Industries), ein Acrylharz (COATAX LH681 von Toray Fine Chemicals), ein Epoxidharz (EP106 von CEMEDINE) und ein Polyesterharz (7005N von Arakawa Chemical Industries) verwendet, Als Kohlenstoffpulver werden RuBpulver (CABOT, VULCANXC72, durchschnittliche TeilchengrôBe 40nm, Reinheit 99,2%) und Graphitpulver (Ito Graphite, Z-SF, durchschnittliche Teilchengrofe 4um, Reinheit 98,9%) verwendet. Für jede Beschichtung auf

Harzbasis wird ein für sie geeignetes organisches Lôsungsmittel verwendet. Die Konzentration der festen Komponente (Harzkomponente + Kohlenstoffpulver) in der Beschichtung (= ((Masse der Harzkomponente + Masse des Kohlenstoffpulvers) x 100 )/Masse der Beschichtung) beträgt etwa 18 Massenprozent, und die Massenkonzentration des Kohlenstoffpulvers in der festen

Komponente (= (Masse des Kohlenstoffpulvers x 100 )/(Masse der Harzkomponente + Masse des

Kohlenstoffpulvers)) beträgt etwa 25 Massenprozent. Darüber hinaus wird die Konzentration so eingestellt, dass das Massenverhältnis von RuBpulver zu Graphitpulver 10:1 erreicht, und die

Beschichtung wird mit einem Stick Coater auf das Material, auf dem die Kohlenstoffschicht gebildet wird, aufgetragen und getrocknet. Auf diese Weise wird auf beiden Seiten des Substrats eine elektrisch leitfähige Harzschicht gebildet.

Schritt 3: Herstellung der Titanoxidschicht: Argongas wird in den Beschichtungsofen eingeleitet, und die Argongasmenge beträgt 80 scem, und die abwechselnden Schichten aus

Reintitan und Titanoxid werden durch Magnetronsputtern abgeschieden, und die

Beschichtungszeit beträgt 4 Minuten, und die Anzahl der Schichten der abwechselnden Schicht beträgt 60 Schichten, und die Gesamtdicke beträgt 600 nm.

Schritt 4: Vorbereitung von Titan-basierten Materialien: die oben genannten Schritte, um eine gute Kohlenstoff-Film, Titanoxid-Schicht und leitfähige Harzschicht in Übereinstimmung mit der

Reihenfolge der Schichten überlagert werden, Pre-Sauerstoff-Konzentration von weniger als 5% der Atmosphäre Vorwärmen für 2min, und dann unter Druck auf SSMPa für HeiBprägen, Druck K ühlung auf 200 °C, Schneide Entgraten, um das endgültige Material zu erhalten;

Schritt 5: Oberflächenbehandlung des Materials auf Titanbasis: Das in Schritt 4 erhalten&/ 506970

Material wurde mit Wasser gewaschen und dann mit einer 20 gewichtsprozentigen Säurelösung gewaschen. Nach dem Waschen mit Wasser wurde es 7 Stunden lang in einem Behandlungsbad imprägniert. 20 MHz-Ultraschallvibrationen wurden angewandt, und das Behandlungsbad wurde 20 Minuten lang in 20-minütigen Abständen vibriert: 40 Gew.-% wässrige Eisennitratlösung, 40

Gew.-% wässrige Zinknitratlösung und 40 Gew.-% wässrige Zirkoniumchloridlösung wurden gemischt, um eine Lösung zu erhalten, die 300 ppm Fe-Ionen, 400 ppm Zn-Ionen und 450 ppm

Zr-Ionen enthielt, und Ammoniak oder Salpetersäure wurde während des Vorbereitungsprozesses zugegeben, um den pH-Wert des Behandlungsbades bei 2,5 zu halten, und das Bad wurde nach der Vorbereitung mehr als 7 Stunden stehen gelassen.

Ausführungsform 3

Der spezifische Vorgang entspricht dem von Ausführungsform 1, mit dem Unterschied, dass keine Oberflächenbehandlung durchgeführt wird.

Ausführungsform 4

Der spezifische Vorgang entspricht dem von Ausführungsform 1, mit dem Unterschied, dass der Vorgang des Vorwärmens nicht in Schritt 4 durchgeführt wird.

Ausführungsform 5

Der spezifische Vorgang entspricht dem von Ausführungsform 1, mit dem Unterschied, dass

Schritt 5 keine Fe-Ionen enthält.

Vergleichsbeispiel 1

Der spezifische Vorgang entspricht dem von Ausführungsform 1, mit dem Unterschied, dass die Kohlenstoffschicht der Oberflächenschicht nicht vorhanden ist.

Vergleichsbeispiel 2

Der spezifische Vorgang entspricht dem von Ausführungsform 1, mit dem Unterschied, dass die leitfähige Harzschicht der Innenschicht nicht vorgesehen ist.

Experimentierbeispiel 1

Die Leistung des nach der obigen Ausführungsform und dem Vergleichsbeispiel hergestellten

Materials wurde mit der Leistung des Materials verglichen, wenn es als Elektrodenmaterial verwendet wurde, wie in Tabelle 1 unten dargestellt:

Wie aus der obigen Tabelle 1 ersichtlich ist, sind alle Aspekte der Figenschaften der

Materialien, die mit dem Herstellungsverfahren der vorliegenden Erfindung hergestellt werden, relativ hervorragend, aber natiirlich, wenn einige Parameter nicht in Ubereinstimmung mit dem

Programm der vorliegenden Erfindung implementiert werden, werden seine elektrischéi/206970

Eigenschaften sowie seine eigenen mechanischen Eigenschaften beeinträchtigt, und daher ist das obige Programm durch den Erfinder nach einer großen Menge von Praxis erhalten, und es ist notwendig, in Übereinstimmung mit dem Programm der vorliegenden Erfindung zu arbeiten, um dies tun zu können.

Schließlich ist es zu verstehen, dass die obigen Ausführungsformen lediglich beispielhafte

Ausführungsformen zum Zweck der Veranschaulichung der Prinzipien der vorliegenden

Erfindung sind, jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Der Fachmann kann verschiedene Variationen und Verbesserungen vornehmen, ohne von den Grundsätzen und der

Substanz der vorliegenden Erfindung abzuweichen, und diese Variationen und Verbesserungen werden auch als der Schutzbereich der vorliegenden Erfindung angesehen.

Claims

Anspriiche LU506970

1. Fin Material auf Titanbasis, dadurch gekennzeichnet, dass es einen Kohlenstofffilm in einer Oberflächenschicht, eine Titanoxidschicht in einer Zwischenschicht und eine leitfähige Harzschicht in einer Innenschicht umfasst; Die elektrisch leitfähige Harzschicht umfasst Kohlenstoffpulver und ein Harz, und das Harz ist eines, das ausgewählt ist aus Acrylharzen, Polyesterharzen, Alkydharzen, Polyurethanharzen, Silikonharzen, Phenolharzen, Epoxidharzen und Fluorharzen.

2. Fin Material auf Titanbasis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Titanoxidschicht eine alternierende Schichtstruktur aus einer Reintitanschicht und einer Titanoxidschicht ist, und die Anzahl der Schichten der Reintitanschicht und der alternierenden Schicht der Titanoxidschicht 50-60 Schichten beträgt und die Gesamtdicke 500-600 nm beträgt.

3. Fin Material auf Titanbasis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kohlenstofffilm eine erste funktionelle Schicht aus Kohlenstoffnanorôhrchen, die im Verbund miteinander gebildet ist, und eine zweite funktionelle Schicht aus Kohlenstoffnanorôhrchen umfasst, wobei die erste funktionelle Schicht aus Kohlenstoffnanorôhrchen und/oder die zweite funktionelle Schicht aus Kohlenstoffnanorôhrchen mindestens ein funktionelles Material enthält.

4. Fin Material auf Titanbasis nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das funktionelle Material aus einem oder einer Kombination aus einem oder mehreren Nanomaterialien, Metalloxiden, Metallsulfiden, Metallhydroxiden, Metallmonomeren, Metallsalzen, organischen Polymermaterialien und Halbleitermaterialien ausgewählt ist.

5. Das Verfahren zur Herstellung eines Materials auf Titanbasis nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass es die folgenden Schritte umfasst: Kohlenstoff-Film, Titanoxid-Schicht, und leitfähige Harzschicht in Ubereinstimmung mit der Reihenfolge der Schichten überlagert werden, gelten Druck 45-55MPa HeiBpräge-Behandlung, Nachdruck Abkühlung auf 200-300 °C, die erhalten wird, Schneidkante Entgraten; HeiBpräge- Behandlung vor dem Vorwärmen in der Sauerstoffkonzentration von weniger als 5% der Atmosphäre für 2-3min.

6. Das Oberflächenbehandlungsverfahren zur Herstellung eines Materials auf Titanbasis, das durch das in einem der Anspriiche 1-4 beschriebene Material auf Titanbasis und das in Anspruch 5 beschriebene Herstellungsverfahren hergestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass es die folgenden Schritte umfasst: Herstellung eines Behandlungsbades, Mischen einer wässrigen Lôsung von Eisennitrat, einer wässrigen Lôsung von Zinknitrat und einer wässrigen Lôsung von Zirkoniumchlorid, um eine Lösung zu erhalten, die mehr als 200 ppm Fe-Ionen, mehr als 300 ppm Zn-Ionen und mehr als 350 ppm Zr-lonen enthält, und Zugabe von Ammoniak oder Salpetersäure während des Herstellungsprozesses, um den pH-Wert des Behandlungsbades bei 2,5 zu halten, und Belassen desselben fiir mehr als 6 Stunden nach der Herstellung; Das besagte Material auf Titanbasis wird mit Wasser gewaschen, dann mit einer sauren Lösung gewaschen, dann mit Wasser gewaschen und dann in einem Behandlungsbad 6-7 Stunden lang imprägniert und mit Ultraschall geschüttelt.

7. Das Verfahren zur Oberflächenbehandlung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Konzentration der Säurelôsung, die zum Waschen mit der Säurelôsung verwendet wird, 20-30

Gew.-% beträgt.

8. Das Verfahren zur Oberflächenbehandlung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Frequenz der Ultraschallschwingung 20-30 MHz beträgt und die Schwingung alle 20-46/506970 Minuten 10-20 Minuten dauert.

9. Das Verfahren zur Oberflächenbehandlung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Konzentration der wässrigen Lôsung von Eisennitrat, der wässrigen Lôsung von Zinknitrat und der wässrigen Lösung von Zirkoniumchlorid auf eine Konzentration zwischen 40-50 Gew.-% gesteuert wird.

10. Das in einem der Ansprüche 1-4 beschriebene Material auf Titanbasis und das durch das in Anspruch 5 beschriebene Herstellungsverfahren hergestellte Material auf Titanbasis werden bei der Anwendung des Materials auf Titanbasis auf dem Elektrodenmaterial der Wasserstoff- Energiebrennstoffzelle verwendet.