Металлическая полоса, биполярная пластина и соответствующий способ изготовления - RU2017132729A

1. Способ изготовления металлических полосы или листа (1; 1’), включающий:

получение подложки (3; 3’), изготовленной из нержавеющей стали; и

осаждение на подложку (3; 3’) слоя на основе нитрида хрома посредством физического осаждения из газовой фазы в установке для осаждения (14), содержащей камеру для осаждения (20) и мишень из хрома (22), расположенную в камере для осаждения (20), при этом подложку (3; 3’) перемещают через камеру для осаждения (20) в продольном направлении,

при этом камера для осаждения (20) включает в себя область осаждения (30; 30’), имеющую длину, меньшую, чем длина камеры для осаждения (20) в продольном направлении, и по меньшей мере первую запретную область (32), примыкающую к области осаждения (30; 30’) в продольном направлении,

при этом во время осаждения нитрид хрома осаждают на подложку (3; 3’) только в области осаждения (30; 30’), причем нитрид хрома не осаждают на подложку (3; 3’) в первой запретной области (32).

2. Способ по п. 1, в котором первая запретная область (32) расположена по ходу технологического потока ниже мишени (22) на пути подложки (3).

3. Способ по п. 2, в котором скорость осаждения хрома на подложку (3) является большей или равной в сравнении с предварительно определенным пороговым значением в области осаждения (30; 30’) по ходу технологического потока ниже мишени (22).

4. Способ по п. 1 или 2, в котором камера для осаждения (20) содержит расположенное ниже по ходу технологического потока перекрытие (28), непроницаемое для атомов хрома, при этом упомянутое перекрытие (28) расположено ниже по ходу технологического потока в камере (20) таким образом, чтобы предотвращать перенос нитрида хрома на подложку (3; 3’) в первой запретной области (32) и обеспечивать перенос нитрида хрома на подложку (3) в области осаждения (30; 30’).

5. Способ по п. 4, в котором перекрытие (28), расположенное ниже по ходу технологического потока, вставляют на траектории атомов хрома, проходящих в направлении к первой запретной области (32) таким образом, чтобы предотвратить их перенос в данную первую запретную область (32).

6. Способ по п. 4 в комбинации с п. 3, в котором перекрытие (28), расположенное ниже по ходу технологического потока, расположено в камере для осаждения (20) таким образом, чтобы предотвратить осаждение на подложку (3; 3’) атомов хрома из мишени (22), скорость осаждения которых на подложку (3; 3’) ниже предварительно определенного порогового значения.

7. Способ по любому из пп. 1 или 2, в котором камера для осаждения (20) также содержит вторую запретную область (33), в которой нитрид хрома не осаждается на подложку (3; 3’) во время стадии осаждения, при этом вторая запретная область (33) примыкает к области осаждения (30’) таким образом, чтобы первая запретная область (32) и вторая запретная область (33) обрамляли бы область осаждения (30’) в продольном направлении.

8. Способ по п. 7, в котором вторую запретную область (33) располагают по ходу технологического потока выше мишени (22) на пути подложки (3; 3’).

9. Способ по п. 8 в комбинации с п. 3, в котором по всей области осаждения (30’) скорость осаждения атомов хрома на подложку (3; 3’) во время осаждения является большей или равной в сравнении с предварительно определенным пороговым значением.

10. Способ по п. 7, в котором камера осаждения (20) также содержит расположенное выше по ходу технологического потока перекрытие (29), непроницаемое для атомов хрома, при этом упомянутое перекрытие (29) расположено в камере (20) таким образом, чтобы обеспечить перенос нитрида хрома на подложку (3; 3’) в первой области осаждения (30’) и предотвратить перенос нитрида хрома на подложку (3; 3’) во второй запретной области (33).

11. Способ по п. 10, в котором перекрытие (29), расположенное выше по ходу технологического потока, вставляют на траектории атомов хрома, проходящих в направлении ко второй запретной области (33) от мишени (22) таким образом, чтобы предотвратить их перенос в данную вторую запретную область (33).

12. Способ по п. 1 или 2, включающий в себя до стадии осаждения стадию предварительного определения порогового значения заданной установки для осаждения посредством калибровки, при этом предварительно определенное пороговое значение соответствует минимальной скорости осаждения, для которой получают слой покрытия, характеризующийся желательным контактным сопротивлением.

13. Способ по п. 1 или 2, в котором во время стадии получения получают металлические полосу или лист, изготовленные из нержавеющей стали и имеющие на своей поверхности пассивный слой окисления, при этом упомянутая стадия получения также включает в себя стадию обдирания пассивного слоя (10) для полного удаления пассивного слоя (10) по меньшей мере в областях металлических полосы (1’) или листа, предназначенных для нанесения покрытия в виде слоя покрытия (5’) таким образом, чтобы в данных областях не оставалось никаких остатков пассивного слоя (10) перед началом стадии осаждения.

14. Металлические полоса или лист (1; 1’), содержащие подложку (3; 3’), изготовленную из нержавеющей стали со слоем покрытия на основе нитрида хрома (5; 5’), при этом слой покрытия (5; 5’) необязательно содержит кислород, причем упомянутый слой покрытия (5; 5’) получен посредством физического осаждения из газовой фазы, при этом слой покрытия (5; 5’) содержит на своей поверхности зону поверхности (8), имеющую уровень содержания атомарного кислорода меньший, чем уровень содержания атомарного азота.

15. Металлические полоса (1; 1’) или лист по п. 14, в которых зона поверхности (8) имеет высоту, меньшую или равную 15 % от общей толщины слоя покрытия (5; 5’).

16. Металлические полоса (1’) или лист по п. 14 или 15, в которых слой покрытия (5; 5’) содержит на границе с подложкой (3; 3’) пограничную зону (6), имеющую уровень содержания атомарного кислорода меньший, чем уровень содержания атомарного азота.

17. Металлические полоса (1; 1’) или лист по п. 16, в которых пограничная зона (6) имеет высоту, меньшую или равную 15 % от общей толщины слоя покрытия (5; 5’).

18. Металлические полоса (1; 1’) или лист по п. 14 или 15, которые состоят, начиная с подложки (3; 3’) и перемещаясь в направлении к поверхности слоя покрытия (5; 5’), из пограничной зоны (6), зоны сердцевины (7) и зоны поверхности (8), при этом упомянутые зоны (6, 7, 8) наложены друг на друга в направлении, нормальном к средней плоскости подложки (3; 3’).

19. Металлические полоса (1; 1’) или лист по п. 14 или 15, имеющие контактное сопротивление, составляющее менее, чем 10 мОм·см² при 100 Н·см^-2.

20. Металлические полоса (1’) или лист по п. 14 или 15, в которых слой покрытия (5; 5’) образован непосредственно на подложке из нержавеющей стали (3’) без промежуточного размещения пассивного слоя (10) между слоем покрытия (5’) и нержавеющей сталью подложки (3’).

21. Металлические полоса (1’) или лист по п. 14 или 15, в которых слой покрытия (5’) является текстурированным, и, в частности, имеет эпитаксиальную связь с нержавеющей сталью подложки (3’).

22. Биполярная пластина (11), содержащая по меньшей мере одну пластину (13), полученную посредством деформации листа (1; 1’) по п. 14 или 15, или заготовки, вырезанной из полосы (1; 1’) по п. 14 или 15.

23. Способ изготовления биполярной пластины (11), включающий в себя резку металлической полосы (1; 1’), полученной способом по п. 1 или 2, для получения пластины (13) и профилирование указанной пластины (13).