精密成形工程

作者：王婉卿, 张峻, 徐竹田, 邱殿凯, 彭林法

单位：上海交通大学 a.上海市复杂薄板结构数字化制造重点实验室,b.机械系统与振动国家重点实验室,上海 200240

关键词：水电解制氢,增材制造,黏结剂喷射,双极板,界面接触电阻

目的 利用黏结剂喷射增材制造技术制备掺杂不同比例铌的钛基双极板材料,探索材料成分和烧结温度对其微观结构、电化学性能和导电性的影响。目标是通过优化工艺和成分,提高水电解槽钛基双极板的导电性、耐腐蚀性和性能稳定性,为现有贵金属涂层双极板的性能提升和降本提供新思路。方法 采用黏结剂喷射增材制造技术,制备了不同成分和不同烧结温度下的钛铌合金样品。分析样品的微观结构、相组成,并通过电化学测试评估材料的耐腐蚀性能。此外,测量界面接触电阻（ICR）以评价不同样品的导电性。结果 钛铌合金的致密性随烧结温度的升高显著提升,钛-10铌致密度在1 250 ℃温度下达到77.3%;由于热膨胀系数差异,添加20%（质量分数）铌粉的样品界面存在微裂纹,因此其孔隙率高于钛-10铌样品的孔隙率。在1 250 ℃烧结后,钛-10铌合金在2 V（vs.SHE,相对于标准氢电极SHE）高电位下的腐蚀电流密度为1.72×10-4 A/cm2,明显低于纯钛样品的。20 h恒电位极化后,界面接触电阻仅为4.54 mΩ·cm2,与纯钛样品相比降低了64.5%,表面极板具有更优的导电性能和耐久性。最终实现了复合钛极板的试制。结论 相比于传统钛极板,通过增材制造的钛铌合金电解槽双极板的导电性和耐腐蚀性显著提升。

来源：2025年第9期

《精密成形工程》期刊编辑部

查看精密成形工程杂志2025年第9期