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固體高分子型燃料電池間隔件用金屬板的制作方法

文檔序號(hao):7255396閱讀:394來(lai)源:國(guo)知(zhi)局(ju)

專利名稱::固體高分子型燃料電池間隔件用金屬板的制作方法
技術領域
:本發明涉及接觸電阻值低且耐腐蝕性優異的固體高分子型燃料電池(proton-exchangemembranefuelcell)的間隔件(separator)用金屬板。
背景技術
:近年,從保護地球環境(globalenvironment)的觀點出發,正在進行發電效率(powergenerationefficiency)優異且不排放CO2的燃料電池的開發。這種燃料電池通過使H2與O2發生電化學反應而產生電,其基本結構具有三明治(sandwich)這樣的結構,由電解質膜(electrolytemembrane)(即離子交換膜(ionexchangemembrane))、2個電極(即燃料極(afuelelectrode)及空氣極(anairelectrode))、O2(即空氣)和H2的擴散層(diffusionlayer)以及2個間隔件構成。而且,根據所使用的電解質膜的種類,正在開發磷酸型燃料電池(phosphoric-acidfuelcell)、溶融碳酸鹽型燃料電池(moltencarbonatefuelcell)、固體氧化物型燃料電池(solid-oxidefuelcell)、喊型燃料電池(alkalinefuelcells)以及固體高分子型燃料電池(PEFC;proton_exchangemembranefuelcellorpolymerelectrolytefuelcell)等。這些燃料電池中,固體高分子型燃料電池與其他燃料電池相比,具有以下優點(a)發電溫度為80°C左右,能夠以非常低的溫度發電,(b)可實現燃料電池主體的輕量化、小型化,(C)能夠在短時間啟動,燃料效率(fuelefficiency)、輸出密度(outputdensity)高等。因此,固體高分子型燃料電池作為電動車(electricvehicle)的車載用電源(onboardpowersupply)、家庭用(householduse)或業務用固定型發電機(stationarytypecompactelectricgenerator),攜帶用的小型發電機(portableandcompactdispersedpowersystem),是目前最受關注的燃料電池。固體高分子型燃料電池是介由高分子膜(polymermembrane)由H2和O2獲取電,如圖I所示,將膜_電極接合體(Membrane-ElectrodeAssembly)I利用氣體擴散層2、3(例如碳紙(carbonpaper)等)及間隔件4、5夾持,將其作為單獨構成要素(所謂單電池(singlecell)),在間隔件4與間隔件5之間生成電動勢(electromotiveforce)。應予說明,膜-電極接合體I被稱為MEA(即Membrance.ElectrodeAssembly),是使高分子膜在該膜的表面背面與擔載了鉬系催化劑(platinumcatalyst)的碳黑(carbonblack)等電極材料一體化而得到的,厚度為數1(^!^數10(^!11。另外,氣體擴散層2、3大多數情況也與膜-電極接合體I一體化。將固體高分子型燃料電池用于上述用途時,串聯數十數百個如上所述的單電池而構成燃料電池堆(stack)來使用。在此,對于間隔件4、5,除了作為(A)將單電池之間隔開的隔壁(separator)的作用以外,還要求作為(B)運送產生的電子的導電體(electricconductor)、(C)O2(即空氣)與H2流動的空氣流路6、氫流路7、(D)排出生成的水、氣體的排出流路(兼備空氣流路6、氫流路7)的功能。而且,為了將固體高分子型燃料電池實用化,需要使用耐久性(durability)、導電性(conductivity)優異的間隔件。關于耐久性,作為電動車的車載用電源使用的情況下應為約5000小時。另外,作為家庭用的固定型發電機等使用的情況下應為約40000小時。因此,間隔件要求能夠耐受長時間發電的耐腐蝕性。其理由是因為金屬離子因腐蝕而溶出時,電解質膜的質子傳導性(protonconductivity)降低。另外,關于導電性,優選間隔件與氣體擴散層的接觸電阻極低。其理由是因為間隔件與氣體擴散層的接觸電阻增大時,固體高分子型燃料電池的發電效率降低。換句話說,間隔件與氣體擴散層的接觸電阻越小,發電特性越優異。目前,使用了石墨(graphite)作為間隔件的固體高分子型燃料電池已經實用化。由該石墨構成的間隔件具有接觸電阻較低且不被腐蝕這種優點。然而,石墨制的間隔件容易受到沖擊破損,因此不僅難以小型化,而且存在用于形成空氣流路(airflowchannel)、氫流路(hydrogenflowchannel)的加工成本高等缺點。由石墨構成的間隔件所具有這些缺點已成為妨礙固體高分子型燃料電池普及的原因。因此,作為間隔件的材料,嘗試使用金屬材料來代替石墨。特別是從提高耐久性的觀點出發,對將不銹鋼或鈦、鈦合金等作為原材料的間隔件實用化,在進行各種研究。例如,專利文獻I中公開了使用不銹鋼或者鈦合金等的容易形成鈍化膜的金屬作為間隔件的技術。然而,鈍化膜的形成導致接觸電阻的上升,引起發電效率的降低。因此,被指出這些金屬原材料與石墨原材料相比存在接觸電阻大且耐腐蝕性差等需要改善的問題點。另外,專利文獻2中公開了通過在奧氏體系鋼板(SUS304)等金屬間隔件的表面實施鍍金(goldplate),從而降低接觸電阻,確保高輸出的技術。然而,如果鍍金很薄,則難以防止針孔(pinhole)的產生,相反地為厚鍍金則出現成本問題。另外,專利文獻3中公開了使碳粉末分散在鐵素體系不銹鋼基體上而得到改善了導電性(即降低接觸電阻)的間隔件的方法。然而,使用碳粉末時,也在間隔件的表面處理方面需要花費相應的成本,因此依然存在成本問題。另外,也指出實施了表面處理的間隔件在組裝時產生劃傷等時存在耐腐蝕性顯著降低等問題點。專利文獻I:日本特開平8-180883號公報專利文獻2:日本特開平10-228914號公報專利文獻3:日本特開號公報
發明內容本發明能有效解決上述問題,其目的在于以低成本提供一種接觸電阻低且間隔件使用環境下的耐久性優異,適于用作固體高分子型燃料電池用間隔件的金屬板。進而,發明人等反復進行了用于開發在固體高分子型燃料電池用的間隔件使用環境(pH3(硫酸環境)、使用溫度80°C)下富有耐腐蝕性的材料的各種研究。即,對涂布了各種金屬、各種氧化物的材料在間隔件使用環境下的耐腐蝕性和處理成本進行了研究。其結果,得到以下見解Sn涂覆件的處理成本低,雖然不滿足目標耐腐蝕性,但具有較優異的耐腐蝕性。因此,發明人等進一步進行研究,結果判明,如圖7所示,如果是金屬Sn單體則耐腐蝕性不充分,但通過制成含有Ni或Fe的一種以上的Sn合金,特別優選制成屬于金屬間化合物(intermetalliecompound)的Ni3Sn2,從而能使固體高分子型燃料電池用的間隔件使用環境下的耐腐蝕性變優異。另一方面,還判明存在屬于金屬間化合物的Ni3Sn2&Ni3Sn4的接觸電阻高這一問題。應予說明,圖7是將在SUS447J1的表面形成了膜厚10μm的各種被膜的試樣浸潰于溫度80°C、pH3的硫酸水溶液中,參照電極使用飽和KCl-Ag/AgCl,以200mV/min的掃描速度測定5個循環的-O.2I.2V(vs.SHE)的循環伏安(cyclicvoltammogram)時的、第5個循環的電壓上升時I.OV的電流密度值;將間隔件使用環境下的穩定性作為評價的指標,判斷為電流密度值越小,間隔件使用環境下越穩定。應予說明,發明人等利用相同的方法對認為耐腐蝕性優異的Ni-W合金、Ni-Cu合金進行了評價,但這些合金的電流密度值非常大,耐腐蝕性顯著地差。此外,發明人等為了解決作為金屬間化合物的Ni3Sn2及Ni3Sn4的接觸電阻高這種問題,進行反復研究的結果得到了以下見解通過在Sn合金中,優選在含有Ni或Fe的一種以上的Sn合金中,特別優選在Ni3Sn2中含有具有導電性的粒子(conductingparticle),從而能夠有效降低接觸電阻(contactresistance)。另外,判明在金屬板上形成有如下被膜,即,在Sn合金中、優選在含有Ni或Fe的一種以上的Sn合金中、特別優選在Ni3Sn2中含有具有導電性的粒子的被膜的情況下,與僅形成有未復合導電性粒子的Sn合金、優選含有Ni或Fe的一種以上的Sn合金、特別優選Ni3Sn2膜的情況相比,有時耐腐蝕性降低。認為其理由是因為將Sn合金中、優選在含有Ni或Fe的一種以上的Sn合金中,特別優選在Ni3Sn2中含有具有導電性的粒子的被膜,形成于金屬板上的情況下,介由形成于Sn合金、優選含有Ni或Fe的一種以上的Sn合金、特別優選Ni3Sn2與導電性粒子之間的界面上的缺陷,使基底金屬板腐蝕。因此,為了實現解決該問題,進一步反復研究的結果得到了以下見解在金屬板與含有導電性粒子的被膜之間作為中間層(intermediatelayer)設置Sn合金層、優選設置含有Ni或Fe的一種以上的Sn合金層、特別優選設置Ni3Sn2,介由所述Sn合金層,優選含有Ni或Fe的一種以上的Sn合金層,特別優選Ni3Sn2,覆蓋含有上述導電性粒子的被膜,由此兼得優異的導電性和耐腐蝕性。進而,判明通過將上述中間層多層化,從而能夠實現耐腐蝕性的進一步提高。并且,同時發現還具有該情況下能夠使中間層的厚度變更薄這種優點。認為其理由是如果使中間層厚例如鍍覆膜厚變薄,則存在于鍍層(platedlayer)的缺陷到達基底金屬板(這里也成為基體)的概率變高,因此有時在基底金屬板上發生腐蝕,但如果多層化,則存在于各鍍層的缺陷的位置互不相同,因此直接連通外部環境(outsideenvironment)的缺陷變少,結果耐腐蝕性得到提高。另外,通過使缺陷的存在位置互不相同,從而能夠使各鍍層進一步薄膜化,其結果,能夠實現中間層厚,進而表面被膜的總膜厚的薄化。本發明基于如上見解而完成。S卩,本發明的主旨構成如下。I.一種固體高分子型燃料電池的間隔件用金屬板,在金屬制的基體的表面具有由Sn合金層構成的被膜,在該被膜中含有導電性粒子。2.根據上述I所述的固體高分子型燃料電池的間隔件用金屬板,上述Sn合金層含有Ni或Fe的I種以上。3.根據上述I或2所述的固體高分子型燃料電池的間隔件用金屬板,上述Sn合金層為Ni3Sn2層。4.根據上述廣3中任一項所述的固體高分子型燃料電池的間隔件用金屬板,上述導電性粒子的導電度為IXIO2Ω4·m_1以上,平均粒徑為O.Γ6μπο5.根據上述廣4中任一項所述的固體高分子型燃料電池的間隔件用金屬板,上述導電性粒子的含量為O.Γ30質量%。6.根據上述I飛中任一項所述的固體高分子型燃料電池的間隔件用金屬板,上述導電性粒子選自碳黑、TiC,VC、TiN,TiB2'VB2、CrB2,TiSi2'ZrSi2及NbSi2中的一種或兩種以上。7.根據上述I飛中任一項所述的固體高分子型燃料電池的間隔件用金屬板,在上述被膜與上述基體之間作為中間層具有至少I層的Sn合金層。8.根據上述7所述的固體高分子型燃料電池的間隔件用金屬板,上述中間層含有Ni或Fe的I種以上。9.根據上述7或8所述的固體高分子型燃料電池的間隔件用金屬板,上述中間層為Ni3Sn2層。10.根據上述中任一項所述的固體高分子型燃料電池的間隔件用金屬板,上述中間層由24層構成,這些層的總平均厚度為6μπι以下。根據本發明,能夠以低成本得到在固體高分子型燃料電池用的間隔件的使用環境下接觸電阻低且耐久性也優異的適于作為固體高分子型燃料電池間隔件使用的金屬板。另外,特別是在基體與由Sn合金層構成的被膜之間設置中間層的情況下,能夠實現耐腐蝕性的進一步提高,而且使該中間層多層化的情況下,能夠實現各中間層厚度的減薄。圖I是表示燃料電池的基本構造的示意圖。圖2是表示接觸電阻的測定要領的圖。圖3是不含導電性粒子地制成的試樣的薄膜X射線衍射圖譜(x-raydiffractionpattern)。圖4是表示被膜中的導電性粒子(TiN粒子)的含量與接觸電阻的關系的圖。圖5是表示根據本發明的被膜結構的圖,Ca)是在基體上直接形成含有導電性粒子的被膜的情況,(b)是在基體上介由I層中間層形成含有導電性粒子的被膜的情況,(C)是在基體上介由3層中間層形成含有導電性粒子的被膜的情況。圖6是表示分別夾持I層、2層、3層中間層時的中間層的總厚度與電流密度的關系的圖。圖7是對在SUS447J1的表面形成了膜厚10μm的各種被膜的試樣,將按規定條件測定5個循環的循環伏安時的、第5個循環的電壓上升時I.OV的電流密度值進行比較而表不的圖。具體實施例方式以下,具體說明本發明。(I)作為基體使用的金屬板本發明中,對作為基體使用的金屬板沒有特別限制,但尤其優選使用耐腐蝕性優異的不銹鋼板(鐵素體系不銹鋼板、奧氏體系不銹鋼板、二相不銹鋼板)、鈦板、鈦合金板等。(2)被膜作為覆蓋在基體表面的被膜,優選為耐腐蝕性優異的Sn合金,優選為含有Ni或Fe的一種以上的Sn合金,特別優選為屬于金屬間化合物的Ni3Sn2。在固體高分子型燃料電池用的間隔件的使用環境(pH3(硫酸環境),使用溫度80°C)下,優選為Sn合金,優選為含有Ni或Fe的一種以上的Sn合金,特別優選為作為金屬間化合物(intermetalliccompound)的Ni3Sn2。固體高分子型燃料電池用的間隔件的使用環境下,Sn合金,優選為含有Ni或Fe的一種以上的Sn合金,特別優選為Ni3Sn2的穩定性優異的理由尚不明確,但認為基于以下理由。認為與金屬Sn單體的Sn-Sn鍵相比,通過制成Sn合金而導致的Sn-Ni或Sn-Fe的鍵為更穩定的鍵合狀態,因此耐腐蝕性優異。特別是Ni3Sn2,(根據Ni-Sn的二維合金狀態圖)形成的溫度在790°C以上的高溫區域,Sn-Ni的鍵合非常穩定,因此具有優異的耐腐蝕性。(3)在基體表面形成被膜的方法為了在上述基體的表面覆蓋Sn合金、優選含有Ni或Fe的一種以上的Sn合金,特別優選Ni3Sn2組成的金屬間化合物,特別優選利用鍍覆法(platingmethod),該情況下,在調整為規定組成的鍍覆浴(platedbath)中實施電鍍(galvanicelectroplating)即可。另外,為了在上述Sn合金中、優選在含有Ni或Fe的一種以上的Sn合金層中、特別優選在Ni3Sn2層中配合導電性粒子而形成含有導電性粒子的被膜(以下,簡稱為含有導電性粒子的被膜),利用鍍覆法的情況下,將規定量的導電性粒子分散在調整為規定組成的鍍覆浴中,邊攪拌鍍覆浴邊實施電鍍即可。應予說明,作為攪拌裝置,優選利用漿片(propeller)的攪拌、利用泵(pump)的攪拌等。利用鍍覆法形成本發明的被膜時,鍍覆浴中的導電性粒子的密度優選為f6g/cm3左右。如果導電性粒子的密度不足Ig/cm3,則無法含有充分量的導電性粒子,另一方面,如果超過6g/cm3,則由于容易在鍍覆浴中沉淀,因此難以在Ni3Sn2層中均勻含有。以上,主要說明了利用鍍覆法來形成含有導電性粒子的被膜情況,但在本發明中,即使利用下述方法也能夠形成含有導電性粒子的被膜。I)物理氣相生長法(PVD法)(physicalvapordepositionmethod)該方法是將2種以上的金屬作為靶,在基體上形成Sn合金層,優選含有Ni或Fe的一種以上的Sn合金層,特別優選Ni3Sn2層的方法。另外,含有導電性粒子時,在形成Sn合金、優選含有Ni或Fe的一種以上的Sn合金層、特別優選Ni3Sn2層的途中,使規定量的導電性粒子分布在基體的表面后,再次利用物理氣相生長法(例如蒸鍍等)形成Sn合金層、優選含有Ni或Fe的一種以上的Sn合金層、特別優選Ni3Sn2層,由此能夠含有導電性粒子。2)合金化法而且,利用上述鍍覆法或物理氣相生長法,在基體上形成Sn層和含有Ni或Fe的一種以上的層之后,實施合金化處理(熱處理),由此形成Sn合金層、優選含有Ni或Fe的一種以上的Sn合金層、特別優選Ni3Sn2層。具體而言,將金屬Ni與金屬Sn以原子比計32的比例進行覆蓋后,在790°C以上的溫度實施合金化處理(熱處理),由此能夠形成Ni3Sn2層。另外,將金屬Ni與金屬Sn以原子比計34的比例進行覆蓋后,在230°C以上且低于790°C的溫度實施合金化處理(熱處理),由此能夠形成Ni3Sn4層。此外,將金屬Fe與金屬Sn以原子比計I:1的比例進行覆蓋后,在510°C以上的溫度實施合金化處理(熱處理),由此能夠形成FeSn層,將金屬Sn與金屬Fe以原子比計為2I的比例進行覆蓋后,在232°C以上且低于510°C的溫度實施合金化處理(熱處理),由此能夠形成FeSn2層。應予說明,含有導電性粒子的被膜的膜厚優選設為導電性粒子的最小粒徑最大15μm。膜厚如果不足導電性粒子的粒徑則導電性粒子容易脫落,因此不優選,另一方面,如果超過15μm,則耐腐蝕性提高效果飽和,經濟上不利。(4)導電性粒子進而,通過上述鍍覆處理、物理氣相生長法或進一步進行合金化處理,在Sn合金中、優選在含有Ni或Fe的一種以上的Sn合金中、特別優選在Ni3Sn2層中,使導電性粒子以O.Γ30質量%的比例含有。如果含有導電性粒子的被膜的導電性粒子的含量低于O.I質量%,則減少接觸電阻的效果不足,另一方面,如果超過30質量%,則發生被膜變脆、被膜容易發生剝離這樣的問題。圖4中表示對含有導電性粒子的被膜中的導電性粒子(TiN粒子)的含量與接觸電阻的關系進行調查的結果。如該圖所示,可知如果導電性粒子的含量為O.I質量%以上,則接觸電阻急劇下降至IOmΩ·cm2以下,換言之導電性顯著提高。另外,優選上述導電性粒子的平均粒徑為O.1飛μm。這是因為如果導電性粒子的平均粒徑不足O.Iμm,則減少接觸電阻的效果不充分,另一方面如果超過6μm,則被膜變脆,被膜容易發生剝離。而且,從降低接觸電阻的觀點出發,優選導電性粒子的導電度為IXlO2Q-1.m-1以上。這是因為如果導電度不足IXlO2Q-1^nT1,則接觸電阻難以降低至本發明中所期望的目標水平以下。其中,本發明中的目標接觸電阻值是低于ΙΟπιΩcm2。另外,本發明中使用的導電性粒子除要求上述特性以外,還要求在間隔件使用環境下穩定性優異。作為滿足這些要求的導電性粒子,可舉出碳黑、TiC、VC、TiN、TiB2、VB2、CrB2、TiSi2、ZrSi2及NbSi2等。(5)中間層以上,對在作為基體的金屬板的表面直接形成含有導電性粒子的被膜的情況進行了說明,但在本發明中,也可以在含有導電性粒子的被膜與基體之間作為中間層形成至少I層的Sn合金、優選含有Ni或Fe的一種以上的Sn合金、特別優選Ni3Sn2層,介由該中間層在基體上形成含有導電性粒子的被膜。應予說明,作為中間層,優選在確保中間層相互以及與上述被膜的密合性的基礎上,使用相同的組成。通過夾持這樣的中間層,能夠使耐腐蝕性進一步提高。另外,通過將所述中間層設為多層,也有減薄中間層厚的效果。圖5表示根據本發明的被膜結構。圖5(a)是在基體11上直接形成含有導電性粒子的被膜12的情況。該情況下,存在如下可能介由形成于含有導電性粒子的被膜中的Ni3Sn2與導電性粒子的界面的缺陷,腐蝕基底金屬板。圖5(b)是在基體11上形成I層中間層13,并在其上形成含有導電性粒子的被膜12的情況。如該圖所示,通過在基體11與含有導電性粒子的被膜12之間夾設中間層13,從而能夠緩和形成于Ni3Sn2與導電性粒子的界面的缺陷的影響,因此能夠實現耐腐蝕性的提聞。在此,為了完全排斥形成于含有導電性粒子的被膜中的Ni3Sn2與導電性粒子的界面的缺陷的負面影響,優選將中間層設為5μπι以上。圖5(C)是在基體11上形成3層中間層13,并在其上形成含有導電性粒子的被膜12的情況。這樣在使中間層多層化的情況下,具有以下優點不僅能夠實現耐腐蝕性的進一步提高,還能夠使每一層的中間層厚變得更薄,進而使中間層的總厚度變得更薄。其理由是如果中間層厚例如鍍覆膜厚變薄,則依賴于鍍層的缺陷到達基底金屬板的概率變高,因此有時在基底金屬板上發生腐蝕,但如果多層化,則存在于各鍍層的缺陷的位置互不相同,因此直接連通到外部環境的缺陷變少。因此,將中間層多層化時,能夠將每I層的中間層厚制成Iym左右,由此,例如使中間層為3層時,總層厚成為3μm左右,能使總層厚比形成一層中間層時還變薄。應予說明,使中間層多層化時,其層數沒有特別限制,但優選設為24層左右。另夕卜,此時,優選每I層的層厚為O.53μπι左右。圖6中表示調查分別夾設I層(1、3、4、6、8、10μ)、2層(I+I=2μπι、1·5+I.5=3μπι、2+2=4μπι、3+3=6μπι)、3層(O.8+O.8+O.8=2·4μm、I+I+I=3μπι、2+2+2=6μπι)中間層(Ni3Sn2層)時的中間層的總厚度與電流密度的關系的結果。如該圖所示,可知總厚度相同的情況下,中間層的層疊數越多電流密度越下降,即間隔件的使用環境下的穩定性越高。應予說明,本發明中,為了提高規定的特性(例如,防止Ni向基體溶出、提高基體與Ni3Sn2層的密合性),在Ni3Sn2層(含有上述導電性粒子的被膜、中間層)與基體之間,也可以另外設置基底處理層(pre-treatmentlayer)作為間隔件。例如,為了提高基體與Ni3Sn2層的密合性,可設置Ni預鍍層(Nistrikelayer)、Au預鍍層。(6)作為基體使用的不銹鋼本發明中,對于作為基體使用的不銹鋼,只要在燃料電池的工作環境下具有所需要的耐腐蝕性,則對鋼種等沒有特別制約,鐵素體系不銹鋼ferriticstainlesssteel、奧氏體系不鎊鋼(austeniticstainlesssteel)、二相系不鎊鋼(duplexstainlesssteel)均可使用。但是,為了確保最低限度的耐腐蝕性,需要含有16質量%以上的Cr。優選為18質量%以上。以下,對于鐵素體系不銹鋼、奧氏體系不銹鋼以及二相系不銹鋼,如下表示特別優選的成分組成。應予說明,成分所涉及的“%”只要沒有特別說明表示質量%。I)鐵素體系不銹鋼的優選成分組成C:0.03%以下C與鋼中的Cr結合而導致耐腐蝕性(corrosionresistance)降低,因此越低越優選,但如果在O.03%以下則不會使耐腐蝕性顯著降低。因此,優選C量設定為O.03%以下,更優選為0.015%以下。Si:1.0%以下Si是用于脫氧(deoxidation)的元素,但如果過量含有則導致延展性的降低,因此優選為I.0%以下。更優選為0.5%以下。Mn:1.0%以下Mn與S結合形成MnS使耐腐蝕性降低,因此優選為I.0%以下。更優選為0.8%以下。S:0.01%以下如上所述,S與Mn結合形成MnS使耐腐蝕性降低,因此優選為0.01%以下。更優選為0.008%以下。P:0.05%以下P導致延展性降低,因此越低越優選,但如果為0.05%以下則不會使延展性顯著降低。因此,優選為0.05%以下,更優選為0.04%以下。Al:0.20%以下Al是用于脫氧的元素,但如果過量含有則導致延展性的降低,因此優選為0.20%以下。更優選為0.15%以下。N:0.03%以下N與鋼中的Cr結合導致耐腐蝕性降低,因此越低越優選,如果為0.03%以下則不會使耐腐蝕性顯著降低。因此,優選為0.03%以下。更優選為0.015%以下。Cr:16%以上Cr是用于保持不銹鋼的耐腐蝕性所必需的元素,因此為了得到該效果,需要含有16%以上。如果Cr含量低于16%,則作為間隔件無法耐受長時間使用。特別是使用中的環境變化成為問題的情況下,優選為18%以上,更優選為20%以上。另一方面,如果含有Cr超過40%,則加工性顯著降低,因此在重視加工性的情況下,優選為40%以下。更優選為35%以下。選自Nb、Ti、Zr中至少一種,總計1.0%以下Nb、Ti、Zr均是形成碳化物、氮化物或碳氮化物而固定鋼中的C、N的,用于改善耐腐蝕性的元素。但是,如果含有超過I.0%則延展性(ductility)的降低顯著,這些元素單獨含有或復合含有的情況下均限定為1.0%以下。應予說明,為了充分發揮含有這些元素的效果,優選含有O.02%以上。以上,對必須成分進行說明,但本發明中,還可以適當含有其他以下所述的元素。Mo:0.029Γ4.0%Mo是對改善不銹鋼的耐腐蝕性、特別是局部腐蝕性(Iocalizedcorrosion)有效的元素,為了得到該效果,優選含有O.02%以上。另一方面,如果含有超過4.0%則延展性的降低變顯著,因此優選上限為4.0%。更優選為2.0%以下。另外,除此以外,以改善耐腐蝕性為目的,可以將Ni、Cu、V、W各自含有I.0%以下。進而以提高熱加工性(hotworkability)為目的,還可將Ca、Mg、REM(RareEarthMetals)、B各自含有O.1%以下。剩余部分為Fe和不可避免的雜質。優選不可避免的雜質中的O(氧)為O.02%以下。2)奧氏體系不銹鋼的優選成分組成C:0.08%以下C與間隔件用奧氏體系不銹鋼中的Cr反應形成化合物,在晶界作為Cr碳化物析出,因此導致耐腐蝕性的降低。因此,C的含量越少越優選,如果為O.08%以下則不會使耐腐蝕性顯著降低。因此,優選C為O.08%以下。更優選為O.03%以下。Cr:16%以上Cr是為了確保作為奧氏體系不銹鋼板的基本耐腐蝕性所必需的元素,如果Cr含量低于16%,則作為間隔件無法耐受長時間的使用。因此,設為16%以上。另一方面,如果Cr含量超過30%,則難以得到奧氏體組織。因此,優選為30%以下。更優選為189Γ26%。Mo:0.Ρ/ΓΟ.0%Mo是對抑制間隔件用奧氏體系不銹鋼的縫隙腐蝕等局部腐蝕有效的元素。為了得到該效果,需要含有O.1%以上。另一方面,如果超過10.0%,則間隔件用不銹鋼顯著脆化而生產率降低。因此,優選為O.1%10·0%。更優選為O.5%7.0%。Ni7%"40%Ni是穩定奧氏體相的元素。如果Ni含量低于7%,則不能得到奧氏體相的穩定化的效果。另一方面,如果Ni含量超過40質量%,則由于過度消耗Ni而導致成本的上升。因此,優選為7%40%。本發明的間隔件用奧氏體系不銹鋼中,除了上述C、Cr、Mo、Ni以外,還可以根據需要含有以下元素。N:2.0%以下N有具有抑制間隔件用奧氏體系不銹鋼的局部腐蝕的作用的效果。但是,工業上很難使N含量超過2.O質量%地含有,因此優選為2.0%以下。并且在通常的熔煉方法中,如果超過O.4%,則為了在間隔件用不銹鋼的熔煉階段使N含有而需要很長時間,因此導致生產率的降低。因此,從成本方面考慮,更優選為O.4%以下。進一步優選為Ο.ΟΡ/ΓΟ.3%。Cu0.01%以上3.0%以下Cu是具有改善間隔件用奧氏體系不銹鋼的耐腐蝕性作用的元素。為了得到這種效果,優選為O.01%以上。但是,如果Cu含量超過3.0%,則熱加工性降低,導致生產率的降低。因此,含有Cu時,優選為3.0%以下。更優選為O.019Γ2.5%。Si:0·01%1·5%Si是對脫氧有效的元素,在間隔件用奧氏體系不銹鋼的熔煉階段添加。為了得到這種效果,優選Si含量為O.01%以上。但是,如果過量含有則間隔件用不銹鋼硬質化,延展性降低。因此,含有Si時,優選為I.5%以下。更優選為O.019Γ1.0%。Mn:0·001%2·5%Mn與不可避地免混入的S結合,從而具有降低間隔件用奧氏體系不銹鋼中固溶的S的效果,因此是對抑制S的晶界偏析(grainboundarysegregation),防止熱軋時的開裂有效的元素。這種效果在Mn含量為O.0019Γ2.5%時能夠發揮。因此,含有Mn時,優選為O.001%2.5%O更優選為O.0012.0%的范圍。Ti、Nb、V以及Zr中的至少I種,總計為O.01O.5%Ti、Nb、V以及Zr均與奧氏體系不銹鋼中的C反應形成碳化物。Ti、Nb、V以及Zr以這種方式固定C,因此是對改善間隔件用奧氏體系不銹鋼的耐晶界腐蝕性有效的元素。特別是如果C的含量為O.08%以下,則含有Ti、Nb、V以及Zr的至少任一種時的耐腐蝕性的改善效果,不論在單獨含有或復合含有Ti、Nb、V以及Zr的哪一種情況,總計為O.01%以上時均能夠發揮。另一方面,不論單獨含有或復合含有Ti、Nb、V以及Zr的哪一種情況,總計超過O.5%而含有,則效果均飽和。因此,含有Ti、Nb、V以及Zr時,優選將這些元素中的至少I種,以總計含有O.01%0·5%O本發明中,除了上述元素以外,為了提高間隔件用奧氏體系不銹鋼的熱加工性,可以將Ca、Mg、B、稀土類元素(所謂的REM)各自含有O.1%以下。出于在鋼水階段脫氧的目的,可以將Al在O.2%以下的范圍內含有。剩余部分為Fe和不可避免的雜質。不可避免的雜質中的O(氧)優選為O.02%以下。3)二相系不銹鋼的優選成分組成C:0.08%以下C與Cr反應形成化合物在晶界作為Cr碳化物析出,因此導致耐腐蝕性的降低。因此,C的含量越少越優選,如果為O.08%以下則不會使耐腐蝕性顯著降低。因此,優選C為O.08%以下。更優選為O.03%以下。Cr:16%以上Cr是為了確保作為二相系不銹鋼板的基本耐腐蝕性所必需的元素,如果Cr含量低于16%,則作為間隔件無法耐受長時間的使用。因此,設為16%以上。另一方面,如果Cr含量超過30%,則難以得到二相組織(以下,只要沒有特別說明就意味著鐵素體相和奧氏體相的二相組織)。因此,優選為30%以下。更優選為2(Γ28%。Mo0.ΓΙΟ.0%Mo是對抑制縫隙腐蝕(crevicecorrosion)等局部腐蝕有效的元素。為了得到該效果,需要含有0.1%以上。另一方面,如果超過10.0%,則不銹鋼顯著脆化(embrittlement),生產率降低。因此,優選為O.1%10·0%。更優選為O.5%7.0%。NiΓ10%Ni是穩定奧氏體相的兀素。如果Ni含量低于1%,貝U變得難以生成奧氏體相,難以得到二相組織。另一方面,如果Ni含量超過10%,則難以生成鐵素體相,難以得到二相組織。因此,Ni優選為1%10%。本發明的間隔件用二相系不銹鋼中,除了上述C、Cr、Mo、Ni以外,還可以根據需要含有以下元素。N:2.0%以下N是具有抑制間隔件用二相系不銹鋼的局部腐蝕的作用的元素。但是工業上很難使N含量超過2.O質量%地含有,因此優選將其作為上限。并且在通常的熔煉方法中,如果超過O.4%,則為了在間隔件用不銹鋼的熔煉階段使N含有而需要很長時間,因此導致生產率的降低。因此,從成本方面考慮,優選為O.4%以下。更優選為O.OfO.3%的范圍。Cu:3.0%以下Cu是具有改善間隔件用二相系不銹鋼的耐腐蝕性的作用的元素。為了得到這種效果,優選為O.01%以上。但是,如果Cu含量超過3.0%,則熱加工性降低,導致生產率的降低。因此,含有Cu時,優選為3.0%以下。更優選為O.019Γ2.5%。Si:L5%以下Si是對脫氧有效的元素,在間隔件用二相系不銹鋼的熔煉階段添加。為了得到這種效果,優選為0.01%以上。但是,如果過量含有則間隔件用不銹鋼硬質化,延展性降低。因此,含有Si時,優選為I.5%以下。更優選為O.019Γ1.0%。Mn:0.00Ρ/Γ2.5%Mn與不可避免混入的S結合,從而具有降低間隔件用二相系不銹鋼中固溶的S的效果,因此是對抑制S的晶界偏析,防止熱軋時的開裂有效的元素。這樣的效果在Mn含量為O.001%2.5%時能夠發揮。因此,含有Mn時,優選為O.001%2.5%。更優選為O.0012.0%。Ti、Nb、V以及Zr中的至少I種總計為O.01O.5%Ti、Nb、V以及Zr均與二相系不銹鋼中的C反應形成碳化物。Ti、Nb、V以及Zr以這種方式固定C,因此是對改善間隔件用二相系不銹鋼的耐晶界腐蝕性有效的元素。特別是如果C的含量為O.08%以下,則含有Ti、Nb、V以及Zr的至少任一種時的耐腐蝕性的改善效果,不論在單獨含有或復合含有Ti、Nb、V以及Zr的哪一種情況,在總計為O.01%以上時均能夠發車。另一方面,不論在單獨含有或復合含有Ti、Nb、V以及Zr的哪一種情況,當總計超過O.5%而含有時,其效果均飽和。因此,含有Ti、Nb、V以及Zr時,優選將這些元素中的至少I種,以總計含有O.0Γ0.5%的范圍。本發明中,除了上述元素以外,為了提高間隔件用二相系不銹鋼的熱加工性,可以將Ca、Mg、B、稀土類元素(也記載為REM)各自含有O.1%以下,出于在鋼水階段脫氧的目的,可以將Al以O.2%以下的范圍含有。剩余部分為Fe和不可避免的雜質。不可避免的雜質中的O(氧)優選為O.02%以下。(7)不銹鋼的優選制造方法應予說明,本發明中,對于作為基材的鐵素體系不銹鋼、奧氏體系不銹鋼或二相系不銹鋼的制造方法沒有特別制造條件等限制,按照以往公知的方法進行即可,優選的制造條件如下所述。將調整為優選成分組成的鋼片加熱至1100°C以上的溫度后,進行熱軋,接著在80(Tii0(rc的溫度實施退火后,反復進行冷軋和退火,制得不銹鋼板。優選得到的不銹鋼板的板厚為O.02、.8_左右。這里,有效的是最終退火與酸洗在線(online)連續實施,但另一方面也可以將其中一部分或全部工序脫線(off_line)獨立進行,在這些工序之間實施清洗等。(8)作為基體使用的鈦及鈦合金本發明的鈦及鈦合金的組織、化學組成沒有特別限定,但為了得到耐腐蝕性優異的以欽氧化物為主體的純化I旲,優選含有70質量%以上的欽。進而,以提聞耐腐蝕性、提聞強度、提高成型性等為目的,可以含有各種元素。對本發明的鈦(工業用純鈦,以下稱為鈦)或者鈦合金的具體組織和成分的限定理由進行說明。鈦或鈦合金的組織本發明的鈦和鈦合金的組織沒有特別限定。鈦的組織是在882°C以下時為α相(六方最密堆積結構(hep)),在其以上的溫度時為β相(體心立方結構(bcc))。是塑性變形時的滑移系數小,但加工固化性小且在六方晶金屬中富于塑性加工性的材料,并且一般比鈦合金廉價,因此是適于本發明目的之一的間隔件的加工的材料。另一方面,鈦合金的組織被分類為以α相為主的α型、以β相為主的β型以及以由α相和β相二相構成的(α+β)型這3個種類。這些鈦合金的組織根據純鈦所含的合金元素的種類和其含量、加工方法及熱處理而決定,由于α相和β相中其性質不同,因此根據合金的種類特性有很大差異。因(α+β)型合金顯示超塑性,所以可以利用超塑性成型,而β型合金的冷塑性加工性優異,所以可以利用沖壓加工等冷加工,能偶加工成作為本發明目的之一的間隔件,因此優選。接下來,對鈦的化學組成進行規定。應予說明,成分所涉及的“%”只要沒有特別說明表示質量%。鈦作為鈦,優選使用工業用純鈦,因此鈦以外的元素為雜質。作為雜質,有Fe、O、C、N及H等,這些元素中,特別是O和Fe,有時為了提高強度而在鈦中含有。其量越多強度越高,但如果其總量超過1%,則效果飽和。因此,優選O和Fe總計為1%以下,剩余部分為Ti。接著對鈦合金的化學組成進行規定。·Ti:70%以上為了得到耐腐蝕性優異的以鈦氧化物為主體的鈍化膜,優選含有70%以上的鈦。·Al:0.59%Al在鈦合金中作為α相穩定化元素而被含有,不損害耐腐蝕性且有助于強度的提高。為了得到該效果,Al量優選O.5%以上。另外,如果Al超過9%,則脆化相析出、熱變形阻抗增大,并且開裂敏感性顯著增大,制造性變差。Al的范圍優選為O.57%。而且,本發明的鈦合金,除上述元素以外,還可以根據需要含有下述元素。·Fe、Ni、Co以及Cr的一種以上各自為O.23%Fe、Ni、Co以及Cr為共析型β相穩定化元素,主要在β相固溶使強度上升。另夕卜,通過降低β相變點,從而能夠降低顯現超塑性的溫度。此外,這些元素在鈦中的擴散速度大,并且熱加工性優良的β相的體積率增大,由此具有以下效果,即,能夠抑制使熱加工時、特別是超塑性成型時的變形電阻降低的、開裂等缺陷的產生。為了得到這些效果,優選Fe、Ni、Co以及Cr各自為O.2%以上。另一方面,如果Fe、Ni、Co以及Cr的含量各自超過3%,則在這些元素與Ti之間形成作為脆化相的金屬間化合物,進而,在溶解、凝固時形成稱為β斑點的偏析相,其結果,合金的機械性質、特別是延展性變差。因此,優選Fe、Ni、Co以及Cr的一種以上各自為O.23%。·Mo和V的一種以上,總計125%Mo和V均是完全固溶型β相穩定化元素,主要在β相固溶使強度上升。為了得到該效果,優選總計為1%以上,但如果總計超過25%,則該效果飽和。另外,Mo、V為質量較重的元素,并且為高價的元素,因此不優選總計超過25%地含有。此外,Mo在鈦中的擴散速度小,因此在熱加工時特別是超塑性成型時的變形應力增大。因此,優選Mo和V的含量總計為I25%。·O:0.05O.5%O在α相固溶而使強度上升。為了得到該效果,優選為O.05質量%以上。另一方面,如果O含量超過O.5%,則冷加工性、延展性變差。因此,優選O為O.05、.5%。·Zr、Sn的一種以上,總計為O.26%Zr、Sn在鈦合金中作為中性元素而被含有,不使延展性降低地使強度上升,并且也不會損害耐腐蝕性。另外,耐腐蝕磨損性也得到改善。為了得到該效果,優選其總計為O.2%以上。另一方面,如果Zr、Sn的總含量超過6%,則無法得到目的效果。因此,優選Zr、Sn的總計為O.26%。而且,本發明的鈦合金中,除限定上述元素以外,還可以根據需要含有下述元素。·Si0.5%以下Si是對提高耐腐蝕磨損性有效的元素,在鈦合金的熔煉階段添加。但是,如果過量含有,則與Ti之間形成金屬間化合物,延展性降低。因此含有Si時,優選為O.5%以下。但是,進一步優選為O.05O.5%。·Mn、Cu的一種以上,總計為5%以下Mn和Cu各自為共析型β相穩定化元素,主要在β相固溶使強度上升。另外,通過降低β相變點,從而能夠降低顯現超塑性的溫度。為了得到這些效果,優選Mn和Cu的一種以上總計為O.2%以上。另一方面,如果Mn、Cu的總計量超過5%,則在這些元素與Ti之間形成作為脆化相的金屬間化合物,進而在溶解、凝固時形成稱為β斑點的偏析相,其結果,合金的機械性質,特別是延展性變差。因此,優選含有Mn和Cu總計為5%以下。另外,本發明的鈦合金,除了上述組成以外,還可以含有O.5%以下的Pd或Ru。這些元素提高鈦合金的耐腐蝕性。為了得到該效果,優選各自為0.01%以上。但是,這些元素非常昂貴,過量添加導致成本上升,因此將上限設為O.5%。其他元素是余量的Ti和不可避免的雜質。(9)鈦或鈦合金的優選制造方法接下來,對本發明的鈦或鈦合金的優選制造方法進行說明。通過對具有上述成分組成的鈦或鈦合金鑄塊進行開坯鍛造或開坯軋制,破壞鑄造組織,形成在組織上與均質相近的組織后,通過熱鍛造、熱軋、熱擠壓等熱加工,制造出規定的形狀。此時,從加工性的觀點出發,存在適于熱加工、熱軋的溫度區域,因此從大截面鑄塊或粗片進行軋制時,或者軋制成壁厚較薄的材料(以下,成為薄物軋制)時,難以在I次加熱鑄塊或粗片后進行軋制而得到產品的工序中制造所希望的產品,因此,優選進行再加熱而車L制的多熱軋制。熱軋鋼板經退火和脫氧化皮后,用大型的鐵鋼用或不銹鋼用冷軋機、森吉米爾軋制機等進行冷軋。被冷軋的冷軋鋼板在在真空爐或非活性氣體氣氛爐中退火,使鋼板整體的機械性質、結晶粒度均勻化。特別是,α型鈦合金、α+β型鈦合金的冷軋與純鈦相比,大多時不易軋制,有時將粗片利用碳鋼至少覆蓋其上下2面并進行熱軋(疊軋)而進行薄板化。β型合金的冷加工性良好,但為了防止邊裂,防止伴隨過度冷軋產生的內部裂縫,有時也增加冷軋的中間退火次數。優選將這樣得到的鈦板或鈦合金板通過沖壓加工、超塑性加工等形成氣體流路后,制得間隔件。另外,也可以直接使用熱軋后的熱軋板或使用熱軋后退火得到的熱軋板,通過切削加工形成氣體流路而制得間隔件。實施例對于固體高分子型燃料電池的間隔件,為了抑制發電效率的降低,要求低接觸電阻。另外,由于在固體高分子型燃料電池的起動停止時發生電位變動以及溫度80°C、pH3左右的嚴酷環境下使用,因此同時要求耐腐蝕性優異。在此,鑒于這些要求特性,實施了以下2個試驗。I)接觸電阻如圖2所示,將2片試驗片8用相同大小的3片碳紙9(東麗制TGP-H-120)從兩面交替夾持,進而與在銅板上實施了鍍金的電極10接觸,向每單位面積施加9.8MPa(=IOkgf/cm2)的壓力測定2片間隔件間的電阻,乘以接觸面積再除以接觸面數(=2),將由此得到的值作為接觸電阻值。應予說明,測定是通過改變位置在4處進行并求得了其平均值。O:接觸電阻低于IOmΩ·cm2X:接觸電阻為IOmΩ·cm2以上2)間隔件環境下的穩定性的評價將試樣浸潰于溫度80°C、pH:3的硫酸水溶液中,參照電極(referenceelectrode)使用飽和KClAg/AgCl,以200mV/min的掃描速度(sweeprate)測定5個循環的-O.2I.2V(vs.SHE)的循環伏安(cyclicvoltammogram),以第5個循環的電壓上升時1.0V的電流密度(currentdensity)值評價間隔件環境下的穩定性,判斷為電流密度越小在間隔件使用環境下越穩定。S卩,將第5個循環的電壓上升時I.OV的電流密度的值按以下基準評價。◎電流密度低于2.5μA/cm2O電流密度為2.5μA/cm2以上且低于4μA/cm2Λ:電流密度為4μA/cm2以上且低于5μA/cm2X電流密度為5μA/cm2以上實施例I作為基體,使用板厚0.Imm的SUS447J1(O.003%C、0.20%Si、0.10%Μη、30·0%Cr、0.20%Ni、2.0%Μο、0·02%Cu、0.14%Nb、0.007%N、剩余部分Fe)、SUS304(0.05%C、0.55%Si、1.0%Mn、18.2%Cr、8.5%Ni、0.02%Mo、0.03%N、剩余部分Fe)以及板厚0.2mm的鈦板(JIS1種純鈦0.002%H、0.04%0(氧)、0·01%N、0.19%Fe、剩余部分Ti),酸洗-水洗后,使用以下所示的鍍覆浴組成和導電性粒子,邊攪拌浴邊在pH8.I、溫度60°C、電流密度5A/dm2的條件下進行電鍍,在基體表面形成復合被膜,所述復合被膜是在Sn合金具體而言是含有Ni或Fe的Sn合金的Ni3Sn2層中含有導電性粒子的復合被膜。導電性粒子的鍍覆浴中的添加量為IOlOOg/1,鍍覆膜厚為ΙΟμπι。另外,為了比較,制造不復合導電性粒子的、在表面僅形成Ni3Sn2的試樣。<鍍覆浴組成>·O.15mol/I=NiCl2·2Η20、0·15mol/I=SnCl2·2Η20、0·45mol/I=K2P2O7,0.15mol/I:甘氨酸·<導電性粒子>·碳黑(TOKAICARBON制AquaBlack001)平均粒徑140nm(O.14μm)·TiC(和光純藥制)最小最大粒徑廣2μm·VC(KISHIDACHEMICAL制)平均粒徑:1·4μm·TiN(添川理化學制)平均粒徑:1·5μm·TiB2(高純度化學制)最小最大粒徑23μm·VB2(日本新金屬制)最小最大粒徑25μηι·CrB2(日本新金屬制)最小最大粒徑36μm·TiSi2(日本新金屬制)最小最大粒徑25μm·ZrSi2(日本新金屬制)最小最大粒徑25μηι·NbSi2(日本新金屬制)最小最大粒徑25μm將不復合導電性粒子地制成的試樣的薄膜X射線衍射譜圖示于圖3。由該圖可知,在表面形成由Ni3Sn2構成的被膜。將如上得到的各試樣的接觸電阻與間隔件環境下的穩定性的調查結果整理并示于表I。如該表所示,相對于不含有導電性粒子時接觸電阻超過ΙΟπιΩ通過含有導電性粒子,能夠將接觸電阻減小至ΙΟιΩ·cm2以下。另外,無論有無含有導電性粒子,通過在表面覆蓋由Ni3Sn2構成的被膜,能提高在間隔件環境下的穩定性。實施例2作為基體,使用與實施例I中使用的基體相同的板厚0.Imm的SUS447J1、SUS304以及板厚0.2mm的鈦板,酸洗-水洗后,使用以下所示的鍍覆浴組成和導電性粒子,形成中間層,接著形成含有導電性粒子的被膜。形成中間層時,按以下鍍覆浴組成,在pH:8.I、溫度60°C、電流密度5A/dm2的條件下進行鍍覆,在基體表面形成I層層的中間層。應予說明,作為中間層和含有導電性粒子的被膜,使用Sn合金,具體而言,使用含有Ni或者Fe的Sn合金4種(Ni3Sn2、Ni3Sn4、FeSn、FeSn2)。其中,中間層和含有導電性粒子的被膜為相同被膜種類。另外,形成含有導電性粒子的被膜時,邊攪拌以各種比例配合以下導電性粒子的下述鍍覆浴邊以pH8.I、溫度60°C、電流密度5A/dm2的條件進行鍍覆,在中間層上形成被膜,該被膜是在含有Ni或Fe的Sn合金4種(Ni3Sn2、Ni3Sn4,FeSn,FeSn2)中以各種比例含有導電性粒子的各種膜厚的被膜。導電性粒子的鍍覆浴中的添加量為IOlOOg/I。另外,為了比較,還制造了不含有導電性粒子地在表面僅形成含有Ni或Fe的Sn合金4種(Ni3Sn2、Ni3Sn4、FeSn、FeSn2)而得到的試樣。<鍍覆浴組成>I)·Ni3Sn2O.15mol/I=NiCl2·2Η20、0·15mol/I=SnCl2·2Η20、0·45mol/I=K2P2O7,O.15mol/I:甘氨酸2)·Ni3Sn40.15mol/I=NiCl2·2Η20、0·30mol/I=SnCl2·2Η20、0·45mol/I=K2P2O7,0.15mol/I:甘氨酸3)·FeSn0.15mol/I=FeCl2·4Η20、0·18mol/I=SnCl2·2Η20、0·45mol/I=K2P2O7,0.15mol/I:甘氨酸4)FeSn20.15mol/I=FeCl2·4H20、0.36mol/I=SnCl2·2H20、0.45mol/I=K2P2O7,0.15mol/I:甘氨酸<導電性粒子>·碳黑(TOKAICARBON制AquaBlack001)平均粒徑140nm(O.14μm)·TiC(和光純藥制)最小最大粒徑12μm·VC(KISHIDACHEMICAL制)平均粒徑:1·4μm·TiN(添川理化學制)平均粒徑:1·5μm·TiB2(高純度化學制)最小最大粒徑23μm·VB2(日本新金屬制)最小最大粒徑25μm·CrB2(日本新金屬制)最小最大粒徑3飛μm·TiSi2(日本新金屬制)最小最大粒徑25μm·ZrSi2(日本新金屬制)最小最大粒徑25μηι·NbSi2(日本新金屬制)最小最大粒徑25μηι將如上得到的各試樣的接觸電阻與間隔件環境下的穩定性的調查結果整理并示于表2表5。如表2表5所示,如果是Ni3Sn2、Ni3Sn4的被膜,則相對于不含有導電性粒子時接觸電阻超過ΙΟιΩ·cm2,通過含有導電性粒子,能夠將接觸電阻減小至ΙΟιΩ·cm2以下。另外,如果是FeSn、FeSn2的被膜,則通過含有導電性粒子,與不含有導電性粒子時相比,能夠得到更低的接觸電阻。而且,形成中間層的情況下,與沒有形成中間層的情況相比,特別是在間隔件的使用環境下的穩定性優異。如表2所示,可知特別是被膜和中間層為Ni3Sn2時,與其他3種被膜種類相比,與被膜、中間層的膜厚無關地穩定,間隔件環境下的穩定性優異。工業上的可利用性根據本發明,能夠得到與以往使用的鍍金不銹鋼制間隔件、石墨制間隔件同等的接觸電阻低且耐腐蝕性優異的間隔件。另外,本發明中,不需要如同以往那樣使用高價的鍍金不銹鋼制間隔件、石墨制間隔件,能夠從金屬板廉價地制作間隔件,因此可降低固體高分子型燃料電池的制造成本。符號說明I膜-電極接合體2、3氣體擴散層4、5間隔件6空氣流路7氫流路8試驗片9碳紙10電極11基體12導電性粒子含有的被膜13中間層權利要求1.一種固體高分子型燃料電池的間隔件用金屬板,其特征在于,在金屬制的基體的表面具有由Sn合金層構成的被膜,在該被膜中含有導電性粒子。2.根據權利要求I所述的固體高分子型燃料電池的間隔件用金屬板,所述Sn合金層含有Ni或Fe的I種以上。3.根據權利要求I或2所述的固體高分子型燃料電池的間隔件用金屬板,所述Sn合金層為Ni3Sn2層。4.根據權利要求廣3中任一項所述的固體高分子型燃料電池的間隔件用金屬板,所述導電性粒子的導電度為IXIO2Ω4·m_1以上,平均粒徑為O.Γ6μπο5.根據權利要求廣4中任一項所述的固體高分子型燃料電池的間隔件用金屬板,所述導電性粒子的含量為O.Γ30質量%。6.根據權利要求1飛中任一項所述的固體高分子型燃料電池的間隔件用金屬板,所述導電性粒子選自碳黑、TiC,VC、TiN,TiB2'VB2、CrB2,TiSi2'ZrSi2及NbSi2中的一種或兩種以上。7.根據權利要求1飛中任一項所述的固體高分子型燃料電池的間隔件用金屬板,在所述被膜與所述基體之間作為中間層具有至少I層的Sn合金層。8.根據權利要求述7所述的固體高分子型燃料電池的間隔件用金屬板,所述中間層含有Ni或Fe的I種以上。9.根據權利要求廣8中任一項所述的固體高分子型燃料電池的間隔件用金屬板,所述中間層為Ni3Sn2層。10.根據權利要求7、中任一項所述的固體高分子型燃料電池的間隔件用金屬板,所述中間層由24層構成,這些層的總厚度為6μπι以下。全文摘要本發明以低成本提供一種接觸電阻低且間隔件使用環境下的耐久性優異,適于作為固體高分子型燃料電池用間隔件的金屬板。具體而言,一種固體高分子型燃料電池間隔件用金屬板,其在金屬制的基體的表面具有由Sn合金層構成的被膜,在該被膜中含有導電性粒子。文檔編號H01M8/02GK102859768SQ20118001991公開日2013年1月2日申請日期2011年4月21日優先權日2010年4月23日發明者西山直樹,石川伸,宇城工,加藤康申請人:杰富意鋼鐵株式會社
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