本发明涉及氢燃料电池，具体是燃料电池金属双极板的碳氮化技术。
背景技术：
1、燃料电池金属极板的使用可大幅度提升燃料电池的体积功率密度,是燃料电池技术发展的重要方向，但是，由于燃料电池的强腐蚀环境,导致目前的金属极板普遍存在耐腐蚀不足的严重问题。为了提升金属极板的耐腐蚀性能，目前普遍采用pvd技术在金属(不锈钢、钛合金等)极板表面制作耐腐蚀涂层。这种做法存在设备投入高、靶材昂贵、加工成本高的问题,更为严重的是，这些涂层还存在容易脱落，耐腐蚀性不足等问题。
2、对于钛及钛合金金属极板，目前的一种技术是直接在氮气氛中对其进行氮化，在其表面形成一层氮化钛，以提升其耐腐蚀性能。然而，氮化后金属极板的电阻会有所提高，会导致燃料电池性能的降低。
技术实现思路
1、为了解决以上问题，本发明提出了一种对钛及钛合金极板直接进行碳氮化处理的技术，同步实现在金属极板表面的氮化和碳化，形成氮化物、碳化物、结晶碳共存的表面结构，不但大幅度提升了金属极板的耐腐蚀性能，且极板的电阻不会增加。
2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
3、燃料电池金属双极板的碳氮化技术，包括以下步骤：
4、板材预处理：表面活性剂溶液超声清洗，脱去表层油和脂类物质；使用0.1m硫酸溶液室温浸泡23～35分钟，脱去酸溶性杂质以及表层氧化物；纯净水洗涤，沥干，得到预处理好的极板；
5、碳氮化：将预处理好的极板置于氮化炉中，炉中专门容器中加入有机物；盖好炉盖后，抽真空至真空度为0mpa，放入氮气，其中氮气的纯度为99.999％；重复此操作，以完全脱除炉中的氧气和水分；保持氮气流速为10-1000ml/min，缓慢升温至500-800℃，优选温度为750℃，保温3-15小时，优选10个小时，使极板得到充分的氮碳化；最后保持氮气流速的情况下，通入冷却水对极板进行冷却至室温，取出工件。
6、作为本发明进一步的技术方案，在板材预处理的步骤中，所述表面活性剂为非离子型表面活性剂，浓度为0.1-0.3wt％，所述表面活性剂为烷基醇酰胺、脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚中的一种。
7、作为本发明进一步的技术方案，在碳氮化步骤中，所述氮化炉为管式炉、井式氮化炉、箱式氮化炉、推板炉中的一种。
8、作为本发明进一步的技术方案，在碳氮化步骤中，所述有机物为丙烯、丁烷、白油、机油、三乙醇胺、甲基咪唑和多巴胺中的一种或者一种以上的混合物。
9、作为本发明进一步的技术方案，在碳氮化步骤中，所述有机物为质量比为1：1的三乙醇胺和丁烷的混合物。
10、作为本发明进一步的技术方案，在碳氮化步骤中，按照极板的每平方厘米1mg碳的量来添加有机物。
11、作为本发明进一步的技术方案，在碳氮化步骤中，升温速率为每分钟5-10℃。
12、与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提出了燃料电池金属极板的碳氮化工艺，解决了单纯氮化存在的电阻提升、耐腐蚀性还不够强的行业难题；实现了高性能金属极板的低成本制备，可有效促进氢能燃料电池技术的发展。
1.燃料电池金属双极板的碳氮化技术，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的燃料电池金属双极板的碳氮化技术，其特征在于，在板材预处理的步骤中，所述表面活性剂为非离子型表面活性剂，浓度为0.1-0.3wt％，所述表面活性剂为烷基醇酰胺、脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚中的一种。
3.根据权利要求1所述的燃料电池金属双极板的碳氮化技术，其特征在于，在碳氮化步骤中，缓慢升温至750℃，保温10小时。
4.根据权利要求1所述的燃料电池金属双极板的碳氮化技术，其特征在于，在碳氮化步骤中，所述氮化炉为管式炉、井式氮化炉、箱式氮化炉、推板炉中的一种。
5.根据权利要求1所述的燃料电池金属双极板的碳氮化技术，其特征在于，在碳氮化步骤中，所述有机物为丙烯、丁烷、白油、机油、三乙醇胺、甲基咪唑和多巴胺中的一种或者一种以上的混合物。
6.根据权利要求5所述的燃料电池金属双极板的碳氮化技术，其特征在于，在碳氮化步骤中，所述有机物为质量比为1：1的三乙醇胺和丁烷的混合物。
7.根据权利要求1所述的燃料电池金属双极板的碳氮化技术，其特征在于，在碳氮化步骤中，按照极板的每平方厘米1mg碳的量来添加有机物。
8.根据权利要求1所述的燃料电池金属双极板的碳氮化技术，其特征在于，在碳氮化步骤中，升温速率为每分钟5-10℃。
