高性能不锈钢双极板的激光粉末床熔融成形及活性屏等离子渗氮表面改性研究
编号:1228 稿件编号:457 访问权限:仅限参会人 更新:2023-04-04 21:50:23 浏览:640次 口头报告

报告开始:2023年04月23日 18:10 (Asia/Shanghai)

报告时间:15min

所在会议:[I] 激光加工及增材制造技术论坛 » [I2] 下午场

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摘要
316L不锈钢因良好的耐腐蚀性、导电性和低廉的价格被广泛应用于质子交换膜燃料电池双极板。激光粉末床熔融技术通过激光选择性熔化粉床区域,可实现具有复杂流场结构316L不锈钢双极板的精密成形,并实现燃料电池性能的提升,但表面耐蚀性能/导电性能较差仍是制约激光粉末床熔融316L不锈钢双极板大规模应用的主要因素。本文采用活性屏等离子渗氮技术,对锻造成形316L不锈钢及激光粉末床熔融成形316L不锈钢进行表面改性处理,主要研究了活性屏等离子渗氮对激光粉末床熔融成形316L不锈钢微观组织、双极板性能的影响,并与传统锻造成形316L不锈钢双极板的改性渗氮效果进行了对比。结果表明,在相同的渗氮工艺下,致密度最高的激光粉末床熔融成形样品的渗氮效果最好,其渗氮深度、表面氮元素含量、渗氮层硬度均高于其他样品。通过测试双极板性能发现,渗氮样品的表面接触电阻均发生下降,表面导电性能得到提升。但因渗氮工艺未进行优化,发生了少量氮化铬的析出,导致渗氮样品的耐蚀性能提升不显著。同时本研究针对不同工艺及方法成形的316L不锈钢样品渗氮效果差异进行研究,发现宏观缺陷如气孔、未融颗粒等会影响激光粉末床熔融316L不锈钢的渗氮效果,样品致密度越高,宏观缺陷越少,渗氮效果越好。而在相同致密度情况下,激光粉末床熔融316L不锈钢的渗氮层厚度、氮含量等均明显高于锻造316L不锈钢。基于此,本文提出了激光粉末床熔融316L不锈钢内部原子结构、亚晶结构、晶粒结构、多层级结构等跨尺度显微组织对对渗氮效果的影响计制。
关键字
燃料电池双极板;活性屏等离子表面改性;激光粉末床熔融316L不锈钢;跨尺度多层级微观结构;渗氮机制研究
报告人
林开杰
南京航空航天大学

稿件作者
林开杰 南京航空航天大学
乔竞驰 南京航空航天大学
顾冬冬 南京航空航天大学
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