專利名稱：：燃料電池的金屬隔板用合金皮膜、其制造方法和濺射用靶材、以及金屬隔板和燃料電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及用于例如移動(dòng)電話、個(gè)人電腦等移動(dòng)設(shè)備、家用燃料電池、燃料電池汽車等的燃料電池的金屬隔板用合金皮膜、其制造方法和濺射用耙材、以及金屬隔板和燃料電池。
背景技術(shù)：
：燃料電池是以正電極和負(fù)電極夾著固體高分子電解質(zhì)膜作為單體電池，經(jīng)由被稱為隔板(或者雙極板(bipolarplate))的電極而使多個(gè)單體電池重合而構(gòu)成。對(duì)于構(gòu)成該燃料電池用的隔板的材料，要求有低接觸電阻，以及該低接觸電阻在作為隔板的使用中被長期維持的特性。因此，一直以來都結(jié)合加工性和強(qiáng)度這兩方面而研究鋁合金、不銹鋼、鎳合金、鈦合金等金屬材料的應(yīng)用。另外，一般認(rèn)為燃料電池內(nèi)是pH為24的酸性的腐蝕氣氛，對(duì)于隔板所使用的材料還要求具有在酸性氣氛中也維持低接觸電阻的耐腐蝕性(耐酸性)。不銹鋼和鈦等金屬，由于會(huì)在表面形成惰態(tài)皮膜而顯示出良好的耐腐蝕性，因此作為燃料電池的隔板用材料而得到研究。然而，因?yàn)樵摱钁B(tài)皮膜電阻大，所以若將不銹鋼和鈦等金屬直接作為燃料電池的隔板使用，則在酸性氣氛中由于其表面所形成的惰態(tài)皮膜，有可能導(dǎo)致導(dǎo)電性顯著劣化。因此，即使在使用之初的接觸電阻很低，而其低接觸電阻卻不能在作為隔板的使用中得到長期維持，仍存在接觸電阻隨時(shí)間推移而變高而招致電流損失這樣的問題。另外，也有因腐蝕導(dǎo)致從材料溶出的金屬離子使電解質(zhì)膜劣化等的問題。針對(duì)這樣的問題，為了抑制接觸電阻的增加而長期維持導(dǎo)電性，一直以來提出有各種金屬隔板。例如提出有在不銹鋼和鈦等金屬隔板表示實(shí)施鍍金(專利文獻(xiàn)1);除去由不銹鋼、鈦等構(gòu)成的基板的表面的氧化皮膜后，使貴金屬或貴金屬合金附著(專利文獻(xiàn)2);在不銹鋼基板表面形成耐酸性金屬皮膜，在其上形成貴金屬皮膜(專利文獻(xiàn)3)等。專利文獻(xiàn)l:特開平10-228914號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2:特開2001-6713號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3:特開2001-93538號(hào)公報(bào)然而，特開平10-228914號(hào)公報(bào)、特開2001-6713號(hào)公報(bào)或特開2001-93538號(hào)公報(bào)所記載的發(fā)明隔板材存在如下等缺點(diǎn)其在作為隔板的使用期間由于來自基板的皮膜的剝離和金屬溶出，因而不能發(fā)揮出充分的耐腐蝕性，不能降低接觸電阻，此外即使在使用之初顯示出低的接觸電阻，該低接觸電陰謀在燃料電池內(nèi)的腐蝕氣氛中也不能長期維持。另外，在現(xiàn)有的通過鍍敷等而形成皮膜的情況下，為了除去惰態(tài)皮膜而花費(fèi)時(shí)間，需要復(fù)雜的工序，因此有生產(chǎn)性降低這樣的缺點(diǎn)。
發(fā)明內(nèi)容因此，本發(fā)明的課題在于，提供一種耐腐蝕性優(yōu)異，并且接觸電阻低，該低接觸電阻即使在腐蝕氣氛中也能夠長期維持，此外生產(chǎn)性也優(yōu)異的燃料電池的金屬隔板用合金皮膜、其制造方法和濺射用靶材、以及金屬隔板和燃料電池。艮口，本發(fā)明涉及以下的(1)(18)。(1)一種燃料電池的金屬隔板用合金皮膜，其中，含有Au和Pt之中的至少1種貴金屬元素和從Ti、Zr、Nb、Hf及Ta中選擇的至少1種非貴金屬元素，所述貴金屬元素/非貴金屬元素的含有比例以原子比計(jì)為35/6595/5，膜厚為2nm以上。(2)—種燃料電池的金屬隔板用合金皮膜的制造方法，其中，包含如下工序在濺射法實(shí)施裝置的腔內(nèi)設(shè)置金屬基板的設(shè)置工序；在由所述設(shè)置工序設(shè)置的所述金屬基板的表面的至少一部分，通過濺射法形成合金皮膜的成膜工序，該合金皮膜按照貴金屬元素/非貴金屬元素的含有比例以原子比計(jì)為35/6595/5的比例含有Au和Pt之中的至少1種貴金屬元素和從Ti、Zr、Nb、Hf及Ta中選擇的至少1種非貴金屬元素，膜厚為2nm以上。(3)根據(jù)所述(2)記載的燃料電池的金屬隔板用合金皮膜的制造方法，其中，包含在所述成膜工序后，再對(duì)形成有所述合金皮膜的金屬基板進(jìn)行熱處理的熱處理工序。(4)根據(jù)所述(3)記載的燃料電池的金屬隔板用合金皮膜的制造方法，其中，所述熱處理工序中的熱處理溫度為150800°C。'(5)根據(jù)所述(4)記載的燃料電池的金屬隔板用合金皮膜的制造方法，其中，在具有2.1Xl(^Pa以下的氧分壓的氣氛下進(jìn)行所述熱處理。(6)根據(jù)所述(2)記載的燃料電池的金屬隔板用合金皮膜的制造方.法，其中，所述成膜工序是將所述金屬基板加熱至15080(TC而進(jìn)行。(7)—種燃料電池的金屬隔板用合金皮膜，其通過所述(2)所述(6)中任一項(xiàng)所述的制造方法制造。(8)—種燃料電池用金屬隔板，其是在金屬基板的表面，形成所述(1)或所述(7)中記載的金屬隔板用合金皮膜而獲得。(9)根據(jù)所述(8)記載的燃料電池用金屬隔板，其中，所述金屬基板，在其表面的至少一部分形成有形成使氣體流通的氣體流路的凹部。(10)根據(jù)所述(8)或所述(9)中記載的燃料電池用金屬隔板，其中，所述金屬基板由鈦、鈦基合金、鋁、鋁基合金和不銹鋼之中的至少1種金屬構(gòu)成。(11)一種燃料電池用金屬隔板的制造方法，其中包含如下工序?qū)⒔饘倩逶O(shè)置在濺射法實(shí)施裝置的腔內(nèi)的設(shè)置工序；在由所述設(shè)置工序設(shè)置的所述金屬基板的表面，通過濺射法形成合金皮膜的成膜工序，該合金皮膜含有Au和Pt之中的至少1種貴金屬元素和從Ti、Zr、Nb、Hf及Ta中選擇的至少l種非貴金屬元素，所述貴金屬元素/非貴金屬元素的含有比例以原子比計(jì)為35/6595/5，膜厚為2nm以上。(12)根據(jù)所述(11)記載的燃料電池用金屬隔板的制造方法，其中，包含在所述設(shè)置工序之前，在所述金屬基板的表面的至少一部分形成凹部7的形成工序，該凹部用于形成使氣體流通的氣體流路。(13)根據(jù)所述(II)或所述(12)記載的燃料電池用金屬隔板的制造方法，其中，包含在所述成膜工序后，再對(duì)形成有所述合金皮膜的金屬基板進(jìn)行熱處理的熱處理工序。(14)根據(jù)所述(13)記載的燃料電池用金屬隔板的制造方法，其中，所述熱處理工序中的熱處理溫度為150800°C。(15)根據(jù)所述(14)記載的燃料電池用金屬隔板的制造方法，其中，在具有2.1X104Pa以下的氧分壓的氣氛下進(jìn)行所述熱處理。(16)根據(jù)所述(11)記載的燃料電池用金屬隔板的制造方法，其中，所述成膜工序是將所述金屬基板加熱至15080(TC而進(jìn)行。(17)—種燃料電池，其具有所述(8)所述(10)中任一項(xiàng)中記載的燃料電池用金屬隔板。(18)—種濺射用靶材，是用于燃料電池的金屬隔板用合金皮膜的制造的濺射用靶材，其中，由Au和Pt之中的至少1種貴金屬元素和從Ti、Zr、Nb、Hf及Ta中選擇的至少1種非貴金屬元素構(gòu)成，兩者的原子比(貴金屬元素/非貴金屬元素)為35/6595/5。所述(1)的燃料電池的金屬隔板用合金皮膜，通過在被稱為貴金屬的金屬元素之中，使作為在氣化氣氛中其表面不會(huì)形成氧化皮膜的元素的Au禾BPt，和從Ti、Zr、Nb、Hf及Ta中選擇的而腐蝕性優(yōu)異且容易與氧、氮、碳結(jié)合的非貴金屬元素合金化，能夠抑制昂貴的貴金屬的使用量，并且防止Au和Pt的凝集，另外也使之與金屬基板的緊貼性提高，通過使貴金屬元素/非貴金屬元素的含有比例處于特定的范圍，即使在高溫、酸性氣氛中也能夠發(fā)揮長期良好的導(dǎo)電性和耐腐蝕性。另外，通過使膜厚為2nm以上，作為燃料電池用金屬隔板的表面皮膜，能夠防止氣泡的形成而使基板不會(huì)露出，從而抑制電阻大的惰態(tài)皮膜的形成。另外，還能夠防止源自氣泡部分的基材的腐蝕和金屬溶出。所述(2)的燃料電池的金屬隔板用合金皮膜的制造方法，通過成膜工序，在金屬基板的表面的至少一部分，由濺射法形成含有Au和Pt之中的至少1種貴金屬元素和從Ti、Zr、Nb、Hf及Ta中選擇的至少1種非貴8金屬元素的皮膜，從而能夠抑制昂貴的貴金屬的使用量，并且能夠以低成本制造兼具導(dǎo)電性和耐腐蝕性的金屬隔板用合金皮膜。另外，由于所述成膜工序通過濺射法進(jìn)行，由此可以穩(wěn)定地控制所形成的合金皮膜中的貴金屬元素和非貴金屬元素的含有比例，因此可以均勻地成膜為2nm左右的極薄的皮薄，且可以成膜為致密的膜。根據(jù)所述(5)的燃料電池的金屬隔板用合金皮膜的制造方法，通過對(duì)應(yīng)合金皮膜中的貴金屬元素和非貴金屬元素的含有比例，而將熱處理工序中的氧分壓調(diào)整到2.1Xl(^Pa以下的氧分壓，能夠提主同所得到的合金皮膜的導(dǎo)電性和耐腐蝕性。根據(jù)所述(6)的燃料電池的金屬隔板用合金皮膜的制造方法，通過邊將金屬基板加熱至15080(TC邊進(jìn)行成膜，能夠同時(shí)以相同的裝置進(jìn)行成膜和熱處理，因此能夠進(jìn)一步提高生產(chǎn)率。根據(jù)所述(7)的燃料電池的金屬隔板用合金皮膜，因?yàn)槭怯伤?2)所述(6)之中任一項(xiàng)的制造方法制造，所以能夠抑制昂貴的貴金屬的使用量，并且兼具導(dǎo)電性和耐腐蝕性，另外能夠以低成本制造。所述(8)的燃料電池用金屬隔板，通過具有形成于金屬基板的表面的、所述(1)或所述(7)的金屬隔板用合金皮膜，即使在高溫、酸性氣氛中也能夠發(fā)揮長期良好的導(dǎo)電性和耐腐蝕性。所述(9)的燃料電池用金屬隔板，通過在具有形成氣體流路的凹部的金屬基板的表面的至少一部分，具有被層疊的所述金屬隔板用合金皮膜，即使在高溫、酸性氣氛中也能夠發(fā)揮長期良好的導(dǎo)電性和耐腐蝕性。在所述(10)的燃料電池用金屬隔板中，這些鈦、鈦基合金、鋁、鋁基合金和不銹鋼因?yàn)槟透g性高，加工性也優(yōu)異，所以適合作為用于形成燃料電池用隔板的金屬材料。所述(11)的燃料電池用金屬隔板的制造方法，在金屬基板的表面通過所述成膜工序形成合金皮膜，能夠制造導(dǎo)電性和耐腐蝕性優(yōu)異的金屬隔所述(12)的燃料電池用金屬隔板的制造方法，因?yàn)樵诰哂行纬蓺怏w流路的凹部的金屬基板的表面的至少一部分形成金屬隔板用合金皮膜，所以即使是形成有凹部的金屬基板，也能夠制造出即使在高溫、酸性氣氛中9也能夠發(fā)揮出長期良好的導(dǎo)電性和耐腐蝕性的金屬隔板。根據(jù)所述(13)或(14)的燃料電池用金屬隔板的制造方法，若通過這樣的所述熱處理工序，對(duì)形成有合金皮膜的金屬基板進(jìn)行熱處理，則能夠制造導(dǎo)電性和耐腐蝕性更優(yōu)異的金屬隔板。根據(jù)所述(15)的燃料電池用金屬隔板的制造方法，通過根據(jù)合金皮膜中的貴金屬元素和非貴金屬元素的含有比例，調(diào)整至2.1X104Pa以下的氧分壓，能夠提高所得到的合金皮膜的導(dǎo)電性和耐腐蝕性。根據(jù)所述(16)的燃料電池用金屬隔板的制造方法，通過邊將金屬基板加熱至15080(TC邊進(jìn)行成膜，能夠以相同的裝置同時(shí)進(jìn)行成膜和熱處理，因此能夠進(jìn)一步提高生產(chǎn)性。所述(17)的燃料電池，因?yàn)槭褂玫氖撬?8)所述(10)中任意一種燃料電池用金屬隔板，所以具有良好的耐腐蝕性和導(dǎo)電性。所述(18)的濺射用靶材，用于所述的燃料電池的金屬隔板用合金皮膜的制造，能夠穩(wěn)定而高生產(chǎn)性地制造期望的皮膜組成的合金皮膜。本發(fā)明的燃料電池的金屬隔板用合金皮膜，因?yàn)榻佑|電阻低，所以導(dǎo)電性優(yōu)異。另外，因?yàn)槟透g性優(yōu)異，所以在腐蝕氣氛中也能夠長期維持低接觸電阻。另外，本發(fā)明的金屬隔板用合金皮膜的制造方法，是通過使用了合金靶的濺射法形成所述導(dǎo)電性和耐腐蝕性優(yōu)異的金屬隔板合金皮膜，由此能夠以良好的皮膜組成再現(xiàn)性和良好的生產(chǎn)性進(jìn)行制造。另外，本發(fā)明的燃料電池用金屬隔板，由于在表面具有所述金屬隔板用合金皮膜，因而導(dǎo)電性和耐腐蝕性優(yōu)異，此外生產(chǎn)性也優(yōu)異。此外，本發(fā)明的燃料電池用金屬隔板的制造方法，是通過使用了合金靶的濺射法而將所述金屬隔板合金皮膜形成于金屬基板的表面，由此導(dǎo)電性和耐腐蝕性優(yōu)異，并且能夠維持良好的皮膜給成再現(xiàn)性和良好生產(chǎn)性而加以制造。此外，本發(fā)明的燃料電池，因?yàn)槭褂盟鼋饘俑舭?，所以具有良好的耐腐蝕性和導(dǎo)電性。另外，本發(fā)明的濺射靶材，在所述燃料電池的金屬隔板用合金皮膜的制造時(shí)，能夠穩(wěn)定而高生產(chǎn)性地制造期望的皮膜組成的合金皮膜。圖1是說明本發(fā)明的燃料電池用金屬隔板的制造方法的工序的流程圖。圖2(A)是本發(fā)明的燃料電池用金屬隔板的俯視圖，(B)是燃料電池用金屬隔板的一部分放大剖面圖。圖3是說明使用了本發(fā)明的燃料電池用隔板的燃料電池的結(jié)構(gòu)的分解立體圖。圖4是說明接觸電阻的測定方法的圖。符號(hào)說明Sl形成工序S2設(shè)置工序S3成膜工序S4熱處理工序1、31金屬隔板2金屬基板3合金皮膜10單體電池20燃料電池21氣體流路22氣體導(dǎo)入口32固體高分子膜33碳布(carboncloth)41試驗(yàn)板42碳布43銅電極44直流電流電源45電壓計(jì)具體實(shí)施例方式以下，參照附圖對(duì)于本發(fā)明的燃料電池的金屬隔板用合金皮膜及其制li造方法，燃料電池用金屬隔板和燃料電池的實(shí)施方式，所述合金皮膜的成膜所使用的濺射靶材適宜進(jìn)行說明。在參照的附圖中，圖l是說明本發(fā)明的燃料電池用金屬隔板的制造方法的工序的流程圖。在圖2中，(A)是本發(fā)明的燃料電池用隔板的俯視圖，(B)是其一部分的放大剖面圖。圖3是表示將使用了本發(fā)明的燃料電池用隔板的燃料電池的一部分展開的形態(tài)的圖。圖4是說明接觸電阻的測定方法的圖。本發(fā)明的燃料電池的金屬隔板用合金皮膜(參照?qǐng)D2(B)，以下僅稱為"合金皮膜"。)3由含有貴金屬元素和非貴金屬元素的合金構(gòu)成。作為形成合金皮膜3的貴金屬元素，在氧化氣氛中在其表面不會(huì)形成氧化皮膜，即使在氧化氣氛中也能夠良好地保持導(dǎo)電性，并且是耐腐蝕性優(yōu)異的金屬，因此使用Au和Pt之中的至少l種。另外，作為非貴金屬元素，由于是在其表面形成惰態(tài)皮膜而顯示出高耐腐蝕性，并且容易與氧、氮、碳結(jié)合的金屬，因此使用從Ti、Zr、Nb、Hf及Ta中選擇的至少1種。含有這些具有高耐腐蝕性的非貴金屬元素和所述貴金屬元素的合金皮膜3兼具導(dǎo)電性和耐腐蝕性，另外，使用從Ti、Zr、Nb、Hf及Ta中選擇的至少l種，能夠降低貴金屬元素的使用量，并且提高與金屬基板2的緊貼性，防止皮膜的凝集。在本發(fā)明的燃料電池的金屬隔板用合金皮膜3中，所述貴金屬元素/非貴金屬元素的含有比例，以原子比計(jì)為35/6595/5，更優(yōu)選以原子比計(jì)為35/6585/15，進(jìn)一步優(yōu)選為35/6580/20。通常，在基板上薄薄地形成只有Au和Pt的貴金屬的皮膜時(shí)，在高溫、酸性氣氛中(例如8(TC，lmo1/1的硫酸中)貴金屬發(fā)生凝集，基板的一部分露出，基板的溶解發(fā)生，貴金屬的皮膜不久就有可能從基板剝離。相對(duì)于此，本發(fā)明的合金皮膜3，通過使Au和Pt的貴金屬元素和高耐腐蝕性的非貴金屬元素合金化，能夠防止含有Au和Pt的皮膜的凝集，即使在高溫、酸性氣氛中也能夠發(fā)揮長期良好的導(dǎo)電性和耐腐蝕性。貴金屬元素的含有比例以原子比計(jì)超過95%時(shí)，不能充分抑制高溫、酸性氣氛中的凝集，若長期曝露在高溫、酸性氣氛中，則合金皮膜3的凝集發(fā)生，金屬基板2露出，有可能發(fā)生金屬基板2的溶解和合金皮膜3的剝離。另外，在表面及其周邊的金屬皮膜3與金屬基板2的界面形成厚的氧化皮膜，導(dǎo)電性有可能劣化。另一方面，貴金屬元素的含有比例以原子比計(jì)低于35%時(shí)，合金皮膜3雖然不會(huì)發(fā)生凝集，但是合金皮膜3的表面所形成的氧化皮膜的面積率和其厚度增加，導(dǎo)電性有可能劣化。本發(fā)明的金屬隔板用合金皮膜3的膜厚需要在2rnn以上。合金皮膜3的膜厚低于2nm時(shí)，合金皮膜3上氣泡大量形成，因此發(fā)生金屬基板2有露出的部分，作為隔板使用時(shí)，在露出部分的表面及其周邊的合金皮膜3與金屬基板2的界面形成厚的氧化皮膜，導(dǎo)電性有可能劣化。另外，合金皮膜3的膜厚更優(yōu)選為5nm以上，特別優(yōu)選為7nm以上。另一方面，合金皮膜3的膜厚的上限沒有特別限定，但從成膜所需要的時(shí)間和成本面出發(fā)優(yōu)選為500nm以下。本發(fā)明的燃料電池的金屬隔板用合金皮膜的制造方法，是包含本發(fā)明的燃料電池用金屬隔板的制造方法中的設(shè)置工序S2和成膜工序S3的方法，更優(yōu)選是在其后包含熱處理工序S4的方法。關(guān)于該成膜工序S3和熱處理工序S4，在后述的燃料電池的金屬隔板用合金皮膜的制造方法中進(jìn)行說明。接下來，對(duì)于本發(fā)明的燃料電池用金屬隔板的制造方法進(jìn)行說明。如圖1所示，本發(fā)明的燃料電池用金屬隔板1的制造方法，包含設(shè)置工序S2和成膜工序S3而成，更優(yōu)選為在其后包含熱處理工序S4的方法。另外，在設(shè)置工序S2之前也可以包含形成工序S1。以下，就包含形成工序Sl的燃料電池用金屬隔板1的制造方法進(jìn)行說明。形成工序S1，在金屬基板2的表面的至少一部分形成凹部，該凹部用于形成使氫氣和空氣等氣體流通的氣體流路21(參照?qǐng)D2(A))。在此，所謂金屬基板2的表面，是指構(gòu)成金屬基板2的外側(cè)的面，包含所謂表面、背面、側(cè)面。在該形成工序S1之前，優(yōu)選先將金屬基板2的縱寬、橫寬、厚度等形成為預(yù)先設(shè)定的尺寸和形狀。在此，用于在金屬基板2的表面的至少一部分形成氣體流路21的裝置沒有特別限定，能夠適宜采用能夠達(dá)成規(guī)定的目的的一有公知的裝置。還有，不進(jìn)行該形成工序Sl時(shí)，表面未形成凹部，能夠制造表面為平面的金屬基板的燃料電池用金屬隔板。作為金屬基板2，能夠使用JISH4600所規(guī)定的1種4種純鈦、Ti一A1、Ti一Ta、Ti—6A1—4V、Ti—Pd等Ti合金、SUS304、SUS316等不銹鋼、純鋁、鋁合金等鋁材等。成本面上雖然鋁材和不銹鋼占優(yōu)勢，但在耐腐蝕性方面純鈦和鈦合金有利。另外，在防止僅會(huì)從不銹鋼溶出的Fe離子造成的燃料電池的固體高分子膜的劣化這一點(diǎn)上，優(yōu)選使用純鈦和鈦A會(huì)1=1五o設(shè)置工序S2是將由形成工序Sl形成了凹部的金屬基板2設(shè)置在濺射法實(shí)施裝置的腔內(nèi)的規(guī)定位置的工序。還有，當(dāng)然也要將所述本發(fā)明的濺射材通過該設(shè)置工序Sl設(shè)置在該裝置的腔內(nèi)的規(guī)定位置。成膜工序S3是在形成有凹部，由設(shè)置工序S2設(shè)置在實(shí)施濺射的裝置的腔內(nèi)的金屬基板2的表面(金屬基板2的表面整體或表面的一部分)，形成含有Au和Pt之中的至少1種貴金屬元素和從Ti、Zr、Nb、Hf及Ta中選擇的至少1種非貴金屬元素的合金皮膜3(參照?qǐng)D2(B))的工序。另外，本發(fā)明的燃料電池用金屬隔板的制造方法，也可以在合金皮膜的成膜工序S3之前，除去惰態(tài)皮膜等由于金屬基板2的制造工序而形成的表面層。在該成膜工序S3中，含有所述貴金屬元素和非貴金屬元素的合金皮膜3的成膜通過濺射法進(jìn)行。由濺射法進(jìn)行的成膜具有的優(yōu)點(diǎn)是，能夠以常溫至數(shù)百度的溫度進(jìn)行，能夠減少對(duì)金屬基板2造成的傷害，能夠均勻地使致密的皮膜穩(wěn)定成膜。另外，通過濺射法，可以在寬廣的范圍自由地控制所述貴金屬元素和非貴金屬元素的含有比例，并且也能夠容易地控制膜厚。例如，雖然鍍敷也能夠形成合金皮膜3，但由于貴金屬元素和非貴金屬元素的組合使其含有比例上存在限制，有鍍液中的貴金屬元素和非貴金屬元素的濃度管理繁瑣等缺點(diǎn)，工業(yè)上缺乏實(shí)用性。另一方面，濺射法具有含有比率沒有限制容易變化的優(yōu)點(diǎn)。還有，如前述在寬廣的范圍內(nèi)控制所述貴金屬元素和非貴金屬元素的含有比例和膜厚而進(jìn)行濺射，并研究所得到的合金皮膜的皮膜組成，在決定所述貴金屬元素和非貴金屬元素的優(yōu)選的含有比例后，制作其含有比例的合金靶材用于濺射，由此能夠獲得穩(wěn)定的組成的合金皮膜3。該合金皮膜3的基于濺射法的成膜工序S3，優(yōu)選邊將金屬基板2加熱至150800。C邊形成合金皮膜3。若根據(jù)這一方法，則能夠在同樣的裝置內(nèi)同時(shí)進(jìn)行熱處理，因此生產(chǎn)性提高。由此濺射法進(jìn)行的成膜，優(yōu)選在氬氣氣氛下，以壓力0.1331.33Pa的條件進(jìn)行。還有，在該合金皮膜3中，雖然關(guān)于該合金皮膜3內(nèi)的組織構(gòu)造尚不充分明確，但組成除了含有與作為合金皮膜3中的貴金屬元素/非貴金屬元素的含有比例而顯示的比例(以下為合金皮膜3的平均組成)同等的合金相以外，還含有貴金屬元素比合金皮膜3的平均組成稠化的相(貴金屬元素稠化相)和非貴金屬元素稠化的相(非貴金屬元素稠化相)。非貴金屬元素稠化相露出表面時(shí)，該部分從表面到內(nèi)部形成氧化皮膜(含惰態(tài)皮膜)而發(fā)揮出優(yōu)異的耐腐蝕性。雖然該部分被認(rèn)為導(dǎo)電性差，但耐腐蝕性優(yōu)異且氧化皮膜難以形成的貴金屬元素稠化相露出表面則能夠確保導(dǎo)電性，可認(rèn)為能夠兼?zhèn)淠透g性和導(dǎo)電性。另外，因?yàn)橘F金屬元素稠化相被埋入難以凝集的非貴金屬元素稠化相和其上所形成的氧化皮膜中，所以難以凝集、脫落，認(rèn)為能夠長期維持導(dǎo)電性。本發(fā)明的合金皮膜3雖然至成膜工序S3就能夠具有充分的導(dǎo)電性和耐腐蝕性，但施加熱處理工序S4則能夠得到更優(yōu)異的特性。熱處理工序S4的熱處理溫度優(yōu)選為15(TC以上。其具有如下優(yōu)點(diǎn)通過使合金皮膜3和金屬基板2之間存在的惰態(tài)皮膜等的界面層薄膜化，導(dǎo)電性提高，另外合金皮膜3的膜應(yīng)力得到緩和，和/或合金皮膜3和金屬基板2之間發(fā)生原子的擴(kuò)散，因此緊貼性提高。此外在金屬基板2的端面部等合金皮膜3難以附著的部分形成氧化皮膜，這部分的耐腐蝕性提高。另一方面，若熱處理溫度超過80(TC，則認(rèn)為出于如下等理由而無法獲得優(yōu)異的接觸電阻形成于非貴金屬元素稠化相的表面的氧化皮膜在合金皮膜3的表面所占的面積率增加，并其厚度增加，致使導(dǎo)電性劣化，和/或因?yàn)楹辖鹌つ?凝集，所以耐腐蝕性劣化。因此，熱處理工序S4的熱處理溫度優(yōu)選為150800°C。還有，熱處理溫度更優(yōu)選為15065(TC，最優(yōu)選為200650°C。在本發(fā)明中，如果在金屬基板2和合金皮膜3之間所形成的層(界面層(未圖示))兼具緊貼性、導(dǎo)電性、耐腐蝕性，則能夠獲得同樣的效果。15另外，形成本發(fā)明的合金皮膜3的非貴金屬(Ti、Zr、Nb、Hf、Ta)除了氧以外，也容易與氮和碳等結(jié)合，因此即使在金屬基板2的表面存在碳化物和氮化物，也能夠得到與惰態(tài)皮膜存在時(shí)同樣優(yōu)異的緊貼性。艮P，在本發(fā)明中，所述界面層為含有Zr、Nb、Hf、Ta、Ti之中的1種以上的元素的氧化物(含惰態(tài)皮膜)、氮化物、氮氧化物、碳氧化物、碳氮化物和其中的2種以上的物質(zhì)的混合物時(shí)能夠得到同樣的效果。這樣的界面層能夠通過在以PVD法(濺射法、真空蒸鍍法、離子電鍍法等)成膜作為該界面層的皮膜后，再成膜合金皮膜3而形成。另外，界面層來自合金皮膜3的成膜前的金屬基板2的表面層也能夠得到同樣的效果。這樣的表面層，例如可以是由如下方法形成的表面層:通過熱精加工和冷精加工得到的方法；酸洗而形成惰態(tài)皮膜的方法；通過陽極氧化而形成陽極氧公皮膜的方法；經(jīng)過在大氣中和有氧存在的氣氛中的熱處理而形成氧化皮的方法；其他一般性的表面處理方法。還有，沒有這些氧化皮膜等的界面層時(shí)，當(dāng)然也能夠得到優(yōu)異的導(dǎo)電性、緊貼性、耐腐蝕性。另外，成膜前的金屬基板2的表面平滑的方法能夠抑制氣泡的發(fā)生，進(jìn)一步提高緊貼性和耐久性。熱處理工序S4優(yōu)選在具有2.1X104Pa以下的氧分壓(大氣氣氛下的氧分壓以下)的氣氛下進(jìn)行。還有，在本發(fā)明中所謂氧分壓，是指進(jìn)行熱處理工序S4的熱處理爐內(nèi)的氧所占的壓力(還有，在本發(fā)明中大氣的組成以氮氧大體4:1構(gòu)成。)。例如，合金皮膜3的膜厚為比較薄的35nm時(shí)，優(yōu)選在氧分壓在大氣氣氛中的氧分壓以下的氣氛中進(jìn)行115分鐘左右的短時(shí)間的熱處理，如果合金皮膜3在50nm以上，則即使在大氣氣氛中進(jìn)行1050分鐘左右的熱處理也能夠得到良好的結(jié)果。另外，以高溫(例如50(TC)對(duì)所述貴金屬元素的含量以原子比計(jì)大約為525%的范圍的合金皮膜3進(jìn)行熱處理時(shí)，氧分壓越低越能夠獲得更優(yōu)異的導(dǎo)電性和耐腐蝕性等，可以根據(jù)合金皮膜3的膜厚和貴金屬元素的含有比例適宜調(diào)整氧分壓、溫度、時(shí)間。還有，即使在低氧分壓條件下，在現(xiàn)實(shí)可以到達(dá)的真空度下，非貴金屬元素稠化相在合金皮膜3的表面露出時(shí)，因?yàn)槠浔砻嫘纬捎醒趸つ?，因此合金皮膜既能夠確保導(dǎo)電性，又能夠發(fā)揮耐腐蝕性。氧分壓優(yōu)選為13.33Pa以下，更優(yōu)選為1.33Pa以下。16該熱處理工序S4能夠通過使用能夠?qū)t內(nèi)減壓的電爐和氣爐等現(xiàn)有公知的熱處理爐進(jìn)行。由本發(fā)明的制造方法制造的燃料電池隔板1，如前述因?yàn)樵诮饘倩?的表面具有滿足導(dǎo)電性和耐腐蝕性的合金皮膜3，所以能夠適合用作燃料電池用金屬隔板。接下來，對(duì)于根據(jù)前述的本發(fā)明的燃料電池用隔板的制造方法制造的本發(fā)明的燃料電池用隔板1進(jìn)行詳細(xì)地說明。如圖2(A)和(B)所示，本發(fā)明的燃料電池用金屬隔板1具有的構(gòu)造是，在表面的至少一部分形成有用于形成使氣體流通的氣體流路21的凹部的金屬基板2的表面，形成有前述的本發(fā)明的金屬隔板用的合金皮膜接著，適宜參照附圖對(duì)于本發(fā)明的燃料電池進(jìn)行說明。如圖3所示，本發(fā)明的燃料電池20具有的構(gòu)造是使多個(gè)單體電池10重合，而單體電池IO具有的構(gòu)造是，在2片碳布33、33之間夾有固體高分子膜32，此外在碳布33、33的外側(cè)層疊有前述的本發(fā)明的燃料電池用金屬隔板31、31。該燃料電池20，例如以規(guī)定數(shù)量準(zhǔn)備鈦或鈦合金制的金屬基板2，使該規(guī)定數(shù)量準(zhǔn)備的金屬基板2成為縱寬95.2mmX橫寬95.2mmX厚度19mm這樣規(guī)定的尺寸，并且通過機(jī)械加工和刻蝕等在該基板2的表面的中央部形成例如槽寬0.6mm、槽深0.5mm的凹部，形成如圖3所示的形狀的氣體流路21。然后，使用形成有凹部的金屬基板2，進(jìn)行前述的成膜工序S3和熱處理工序S4，由此能夠以規(guī)定數(shù)量制造燃料電池用金屬隔板接著，如圖3所示，使用以規(guī)定數(shù)量制造的燃料電池用隔板31，例如2片，使之面對(duì)形成有氣體流路21的面而配置，在形成有氣體流路21的各個(gè)面上，配置由用于使氣體均勻地?cái)U(kuò)散到膜上的碳布33等構(gòu)成的氣體擴(kuò)散層，在一方的氣體擴(kuò)散層和另一方的氣體擴(kuò)散層之間夾隔表面涂布有白金觸媒的固體高分子膜32，由此形成單體電池10。多個(gè)層疊同樣多個(gè)制作的單體電池10而成為電池堆(未圖示)，并對(duì)其進(jìn)行燃料電池所需要的其他規(guī)定的部件的安裝和連接等，由此能夠制作具有良好的耐腐蝕性和導(dǎo)電性的本發(fā)明的燃料電池(固體高分子型燃料電池)20。還有，燃料電池20所使用的固體高分子膜32，如果是具有使陰極生成的質(zhì)子移動(dòng)到陽極的作用便能夠使用，而沒有特別地限定，例如能夠適用具有砜基的氟系的高分子膜。如果制作的燃料電池20，對(duì)于作為陽極被配置的燃料電池用金屬隔板31，經(jīng)由氣體流路導(dǎo)入燃料氣體(例如純度99.999%的氫氣)，對(duì)于作為陰極被配置的燃料電池用金屬隔板31，經(jīng)由氣體流路導(dǎo)入空氣。這時(shí)燃料電池20，優(yōu)選將整體加熱保持在80'C左右，使前述氫氣和空氣通過被加溫過的水中，從而將露點(diǎn)溫度調(diào)整到80。C。另外，燃料氣體(氫氣)和空氣例如可以以2026hPa(2個(gè)氣壓)的壓力導(dǎo)入。燃料電池20，通過如此向陽極導(dǎo)入氫氣，由氣體擴(kuò)散層對(duì)于固體高分子膜32均勻地供給，經(jīng)該固體高分子膜32發(fā)生下式(1)的反應(yīng)。H2—2H+十2e-…(1)另一方面，燃料電池20，通過向陰極導(dǎo)入空氣，由氣體擴(kuò)散層對(duì)于固體高分子膜32均勻地供給，經(jīng)該固體高分子膜32發(fā)生下式(2)的反應(yīng)。4H++02+4e-—2H20…(2)如此，經(jīng)固體高分子膜32發(fā)生前式(1)、(2)的反應(yīng)，理論上能夠得到約1.2V的電壓。在此，本發(fā)明的燃料電池20，如前述，因?yàn)槭褂帽景l(fā)明的燃料電池用金屬隔板l，所以與使用現(xiàn)有的金屬制的隔板的燃料電池相比，可以發(fā)揮出更良好的耐腐蝕性和導(dǎo)電性。本發(fā)明的濺射用靶材(未圖示)用于形成所述燃料電池的金屬隔板用金屬皮膜3，其構(gòu)成為，使Au和Pt之中的至少1種非貴金屬元素和從Ti、Zr、Nb、Hf及Ta中選擇的至少1種非貴金屬元素這兩者的原子比(貴金屬元素/非貴金屬元素)為35/6595/5。進(jìn)行小規(guī)模的生產(chǎn)時(shí)，在貴金屬元素的靶之上貼附非貴金屬元素的碎片，或者在非貴金屬元素的靶上貼附貴金屬元素碎片而作為濺射用靶材使用，由此也能夠形成改變了組成的合金皮膜，但是這種方法存在已成膜的皮膜的合金組成的再現(xiàn)性變差的情況。因此，在金屬隔板用合金皮膜3量產(chǎn)時(shí)為了形成大量的合金皮膜，在實(shí)驗(yàn)性地進(jìn)行了組成研究后，優(yōu)選制作期望的組成的合金靶而成膜合金皮膜3。還有，根據(jù)構(gòu)成合金的元素的種類，合金靶組成和合金膜組成會(huì)產(chǎn)生偏差。其主要理由被認(rèn)為是，根據(jù)元素的種類，在濺射中各原子從靶材的表面向金屬基板2移動(dòng)期間，由于與Ar離子的碰撞而散亂并脫離到金屬基板2之外。然而，本發(fā)明中選擇的貴金屬元素和非貴金屬元素很難發(fā)生這樣的散亂，認(rèn)為能夠獲得與靶材同樣組成的合金皮膜3。本發(fā)明的濺射用靶材，能夠通過粉末冶金法和熔融法制造，但組合的貴金屬元素和非貴金屬元素的熔點(diǎn)和比重有很大的差異時(shí)，和相互難以固溶的元素進(jìn)行組合時(shí)，以熔融法制造有困難，因此優(yōu)選以粉末冶金法制造。這時(shí)能夠以如下工藝規(guī)程制造"原料粉末混合—模具填充—模具脫氣—HIP(熱靜水壓壓縮)燒結(jié)—脫模—鍛造—軋制—機(jī)械加工—向背襯板的接合"。若使用這樣的濺射用靶材，能夠形成膜組成穩(wěn)定的合金皮膜3，能夠提供性能穩(wěn)定的燃料電池的金屬隔板31和燃料電池20。實(shí)施例就本發(fā)明的燃料電池的金屬隔板用合金皮膜及其制造方法，金屬隔板和燃料電池，將滿足本發(fā)明的要件的實(shí)施例和不滿足本發(fā)明的要件的比較例進(jìn)行對(duì)比而具體說明。(實(shí)施例18，比較例17)用丙酮對(duì)JISH4600所規(guī)定的1種純鈦構(gòu)成的鈦制基板(20X50X0.15mm，算術(shù)平均粗糙度(Ra)=15nm)進(jìn)行超聲波清洗后，安裝到腔內(nèi)的基板臺(tái)上。然后，將作為合金皮膜形成用靶而在貴金屬元素的靶上貼有非貴金屬元素的碎片，或者在非貴金屬元素的靶上貼有貴金屬元素碎片(無論使用哪一種，貴金屬元素與非貴金屬元素的含有比例(在表15中表示為"貴金屬元素/非貴金屬元素的含有比例")根據(jù)(原子比)而有所不同)的靶安裝到腔內(nèi)的電極上之后，將腔內(nèi)排氣到0.00133Pa以下的真空。在此，基板的表面粗糙度用表面粗糙度裝置(Dektak6M)測定，從測定得到的粗糙度曲線選擇2(^m的范圍計(jì)算Ra。接著，將Ar氣導(dǎo)入腔內(nèi)，調(diào)整腔內(nèi)的壓力使之成為0.266Pa。其后，19對(duì)耙外加輸出功率100W、頻率13.56Hz的RF(高頻)而使氬等離子體發(fā)生，由此進(jìn)行濺射，在基板的一面成膜有期望組織的合金皮膜。再反轉(zhuǎn)基板，以同樣的方法成膜。在此，變化用于靶和碎片的金屬元素種類而改變合金皮膜的貴金屬元素和非貴金屬元素的組合，另外變化靶上所貼的碎片的片數(shù)而改變合金皮膜的貴金屬元素和非貴金屬元素的含有比例，另外變化成膜時(shí)間而控制膜厚，成膜表l所示的合金皮膜。接著，在0.00665Pa的真空氣氛中以50(TC對(duì)成膜有合金皮膜的基板進(jìn)行5分鐘熱處理，得到試驗(yàn)板。對(duì)于得到的試驗(yàn)板，測定合金皮膜中的貴金屬元素和非貴金屬元素的含有比例(原子比)、合金皮膜的膜厚和熱處理前后的接觸電阻。另外，作為酸性氣氛中的耐腐蝕性的指標(biāo)，測定硫酸浸漬后的接觸電阻。貴金屬元素和非貴金屬元素的含有比例的測定通過ICP(InductivelyCoupledPlasma:感應(yīng)耦合等離子體)發(fā)光分析法測定得到的試驗(yàn)板的合金皮膜中的貴金屬元素和非貴金屬元素的含有比例(原子比)。在此，采用能夠使合金皮膜和基板一起溶解的酸溶液使試驗(yàn)板溶解，測定得到的溶解液中的貴金屬元素和非貴金屬元素的濃度，使其和規(guī)格化為100%而計(jì)算合金皮膜中的貴金屬元素和非貴金屬元素的含有比例(原子比)。還有，非貴金屬元素為Ti時(shí)，在Si晶片基板上成膜合金膜而進(jìn)行測定。熱處理前后的接觸電阻的測定對(duì)于在金屬基板的表面形成了合金皮膜之后的試驗(yàn)板(熱處理前)和在形成合金皮膜后進(jìn)行了熱處理的試驗(yàn)板(熱處理后)，使用圖4所示的接觸電阻測定裝置測定熱處理前后的接觸電阻。即，由2片碳布42、42夾住試驗(yàn)板41的兩面，再用接觸面積lcn^的2枚銅電極43、43夾住其外側(cè)，以載荷98N(10kgf)加壓，使用直流電流電源44通電1A的電流，以電壓計(jì)45測定施加到碳布42、42之間的電壓，求得接觸電阻。硫酸水溶液浸漬后的接觸電阻將試驗(yàn)板41在85r的硫酸水溶液(10mmo1/1)中浸漬500小時(shí)，掩蔽其端面部分等沒有形成合金皮膜的部分，之后從硫酸水溶液中取出，清洗、干燥后除去掩蔽材，之后以與前述同樣的方法測定接觸電阻。硫酸水溶液浸漬后的接觸電阻為15mQci^以下時(shí)為合格。各試驗(yàn)板的合金皮膜中的貴金屬元素與非貴金屬元素的含有比例(原子比)和合金皮膜的膜厚、熱處理前后的接觸電阻和硫酸水溶液浸漬后的接觸電阻的測定結(jié)果顯示在表1中。<table>tableseeoriginaldocumentpage21</column></row><table>比較例3和比較例5的試驗(yàn)板，貴金屬的含有比例多。因此可知，雖然熱處理后的接觸電阻低，但是硫酸水溶液浸漬后的接觸電阻增加，酸性氣氛中的耐腐蝕性劣化。這被認(rèn)為是由于，合金皮膜向硫酸水溶液的浸漬中的發(fā)生凝集，在基板和合金皮膜的界面形成厚的氧化皮膜。比較例2和4的試驗(yàn)板雖然熱處理前接觸電阻為比較低的值，但是因?yàn)楹辖鹌つさ哪ず癖?，所以?jīng)熱處理并未使氧化進(jìn)行，可見接觸電阻的增加。另外，比較例2和4的試驗(yàn)板，向硫酸水溶液的浸漬后可見接觸電阻的增加。這被認(rèn)為是由于合金皮膜的膜厚薄，因此氣泡等基板露出的部分多，在基板與合金膜的界面形成很厚的氧化皮膜。比較例6和7的試驗(yàn)板，Ag在85°C、lOmmol/1的硫酸水溶液中氧化或一部分溶解，認(rèn)為接觸電阻的增加發(fā)生。相對(duì)于此，實(shí)施例18的試驗(yàn)板，雖然根據(jù)合金皮膜中的貴金屬的含有比例和膜厚而性能有所變化，但顯示出良好的導(dǎo)電性和耐腐蝕性。(實(shí)施例916，比較例812)在丙酮中清洗由SUS304構(gòu)成的基板(20X50Xlmm，Ra=12nm)后，通過與實(shí)施例1相同的濺射方法成膜具有表2所示的貴金屬元素的含有比例和膜厚的合金皮膜。接著，將形成有合金皮膜的基板在0.00665Pa的真空氣氛中以50(TC進(jìn)行5分鐘熱處理，得到試驗(yàn)板。對(duì)于得到的試驗(yàn)板，遵循與實(shí)施例l同樣的方法，測定合金皮膜中的貴金屬元素和非貴金屬元素的含有比例、熱處理前后和硫酸水溶液浸漬后關(guān)于各試驗(yàn)板，合金皮膜中的貴金屬元素和非貴金屬元素的含有比例、熱處理前后和硫酸水溶液浸漬后的接觸電阻的測定結(jié)果顯示在表2中。[表2]合金皮膜接觸'6附Q.cra2)類《戰(zhàn)#.貞免屬元*的有'比辛，(S子比)旗'(tim)硫酸水裕液實(shí)施W9AuTi45/55106.95.08.7實(shí)施例IOAuZr40/60256.06.26.9實(shí)施例llAuZr72/2856.95.58.2實(shí)施例12AuHf90/1056.54.012.5實(shí)施例13AuHf46/54404.24.09.0實(shí)施WMPtTi70/30205.03.96.3實(shí)施例15PtZr55/45106.94.56.5實(shí)施ftijl6PtNb85/1555.24.27.5比較例SAuTa25/75120.165.2132.1比校例9Au丁i40/6017.645.6105.6比較!列IOAuZr80/2017.032.688.8比較例MPtNb98/217.233.5105.0比校例12PtNb30/7018.248.6112.2比較例8、9、10、11和12的試驗(yàn)板，雖然熱處理前接觸電阻比較低，但是合金皮膜的膜厚薄，熱處理后可見接觸電阻的增加。另外，這些比較例8、9、10、11和12的試驗(yàn)板在浸漬到硫酸水溶液之后可見接觸電阻的22增加。這被認(rèn)為是由于合金皮膜的膜厚薄，因此氣泡等基板露出的部分多，在基板與合金皮膜的界面形成很厚的氧化皮膜。相對(duì)于此，實(shí)施例916的試驗(yàn)板，合金皮膜的膜厚為2nm以上，雖然根據(jù)該合金皮膜中的貴金屬的含有比例和合金皮膜的膜厚性能會(huì)有所變化，但均顯示出良好的導(dǎo)電性和耐腐蝕性。(實(shí)施例1720，比較例13，比較例14)以丙酮對(duì)JISH4600所規(guī)定的1種純鈦構(gòu)成的鈦制基板(20X50X0.15mm，Ra=15nm)進(jìn)行超聲波清洗后，通過與實(shí)施例1相同的濺射方法成膜具有表3所示的貴金屬元素的含有比例和膜厚的合金皮膜。其后，以表3所示的各種熱處理?xiàng)l件進(jìn)行熱處理，得到試驗(yàn)板。在此，氧分壓是將熱處理爐內(nèi)進(jìn)行真空排氣達(dá)到0.00133Pa，加熱到規(guī)定溫度后，邊對(duì)爐內(nèi)進(jìn)行排氣邊導(dǎo)入氧而調(diào)整為表3所示的氧分壓。遵循與實(shí)施例1同樣的方法，測定各個(gè)試驗(yàn)板的合金皮膜中的貴金屬元素和非貴金屬元素的含有比例、熱處理前后和硫酸水溶液浸漬后的接觸電阻。各試驗(yàn)板的合金皮膜中的貴金屬元素和非貴金屬元素的含有比例和膜厚、熱處理前后的接觸電阻和硫酸水溶液浸漬后的接觸電阻的測定結(jié)果顯示在表3中。<table>tableseeoriginaldocumentpage23</column></row><table>比較例13的試驗(yàn)板，確認(rèn)到熱處理后接觸電阻的增加。這被認(rèn)為是由于熱處理溫度過高，因此合金皮膜凝集，在基板表面形成很厚的氧化皮膜。比較例14的試驗(yàn)板，確認(rèn)到熱處理后接觸電阻的增加。這被認(rèn)為是由于，雖然合金皮膜沒有凝集，但熱處理溫度過高，因此在合金皮膜表面形成很厚的氧化皮膜，熱處理后的接觸電阻顯著變高。相對(duì)于此，實(shí)施例1720的試驗(yàn)板，因?yàn)橐缘陀?0(TC的溫度進(jìn)行熱處理，所以雖然根據(jù)合金皮膜中的貴金屬的含有比例和合金皮膜的膜厚而性能有所變化，但均顯示出良好的導(dǎo)電性和耐腐蝕性。(實(shí)施例2136，比較例1518)以丙酮對(duì)JISH4600所規(guī)定的1種純鈦構(gòu)成的鈦制基板(20X50X0.15mm，Ra=15nm)進(jìn)行超聲波清洗后，通過與實(shí)施例1相同的濺射方法成膜合金皮膜。還有，合金皮膜形成用靶的貴金屬元素均使用Au，非貴金屬元素均使用Ta。另外，調(diào)整成膜時(shí)間而使膜厚成為20nm。其后，以表4所示的各種熱處理?xiàng)l件(熱處理氣氛(Pa)，熱處理溫度(°C))進(jìn)行熱處理，得到試驗(yàn)板。熱處理在各溫度下保持5分鐘而進(jìn)行。遵循與實(shí)施例1同樣的方法，測定各個(gè)試驗(yàn)板的合金皮膜的貴金屬元素的含有比例(Au/Ta)(原子比)、熱處理前后和硫酸水溶液浸漬后的接觸電阻(mncm2)。各試驗(yàn)板的合金皮膜中的貴金屬元素/非貴金屬元素的含有比例、熱處理前后的接觸電阻和硫酸水溶液浸漬后的接觸電阻的測定結(jié)果與熱處理?xiàng)l件一起顯示在表4中。[表4]<table>tableseeoriginaldocumentpage25</column></row><table>比較例15的試驗(yàn)板，成膜后的接觸電阻雖然與非貴金屬元素的含有比例低的相比幾乎沒有改變，但因?yàn)榉琴F金屬元素的含有比例高，所以在硫酸水溶液浸漬后接觸電阻增加。比較例16的試驗(yàn)板，是對(duì)于非貴金屬元素的含有比例高的比較例15的試驗(yàn)板，在大氣壓條件下，以比較低的熱處理?xiàng)l件進(jìn)行熱處理。比較例16的試驗(yàn)板與比較例15的試驗(yàn)板相比，雖然硫酸水溶液浸漬后的接觸電阻較低，但仍超過了15mQcm2。比較例17的試驗(yàn)板，是對(duì)于非貴金屬元素的含有比例高的比較例15的試驗(yàn)板，在大氣壓條件下，以比較高的熱處理?xiàng)l件進(jìn)行熱處理。比較例17的試驗(yàn)板，熱處理后接觸電阻增加。另外，硫酸水溶液浸漬后的接觸電阻也增加。比較例18的試驗(yàn)板，是在真空中(0.00665Pa)對(duì)比較例15的試驗(yàn)板進(jìn)行熱處理。比較例18的試驗(yàn)板雖然熱處理后的接觸電阻在15mQcm2以下，但是在硫酸水溶液浸漬后接觸電阻大大增加。相對(duì)于此，實(shí)施例2136的試驗(yàn)板，雖然根據(jù)合金皮膜中的貴金屬的含有比例和熱處理?xiàng)l件而性能有所變化，但顯示出良好的導(dǎo)電性和耐腐蝕性。(實(shí)施例37、實(shí)施例38、比較例19)用丙酮對(duì)經(jīng)過鏡面研磨的JISH4600規(guī)定的1種純鈦構(gòu)成的鈦制基板(20X50X0.15mm，Ra=3nm)進(jìn)行超聲波清洗后，通過與實(shí)施例1相同的濺射方法成膜合金皮膜。還有，合金皮膜形成用靶的貴金屬元素使用Au，非貴金屬元素均使用Ta。另外，調(diào)整成膜時(shí)間而使膜厚成為20nm。其后，以表5所示的各種熱處理?xiàng)l件(熱處理氣氛(Pa)，熱處理溫度(°C))進(jìn)行熱處理，得到試驗(yàn)板。熱處理以各溫度保持5分鐘。遵循與實(shí)施例1同樣的方法，測定各個(gè)試驗(yàn)板的合金皮膜的貴金屬元素/非貴金屬元素的含有比例(Au/Ta)(原子比)、熱處理前后和硫酸水溶液浸漬后的接觸電阻(mQ*cm2)。還有，硫酸水溶液浸漬后的接觸電阻是將各個(gè)試驗(yàn)板在8(TC的硫酸水溶液(lmo1/1)中浸漬100小時(shí)而測定接觸電阻。各個(gè)試驗(yàn)板的合金皮膜的貴金屬元素/非貴金屬元素的含有比例、熱處理后的接觸電阻和硫酸水溶液浸漬后的接觸電阻的測定結(jié)果顯示在表5中。貴fe厲幾泰,非貫金厲元素的含有比率(Au/Ta)(原子比)^處理?xiàng)lf卜接觸電阻(mQ'cm2)熱處理氣氛(Pa)熱處理溫度(。C)熱處理前熱處理后硫能水溶液浸漬后比較例19100/0無熱處理無熱處理1,31.3不能測定實(shí)施例3737/63無熱處理無熱處理1.i1.19.5實(shí)施例:i837/630.006654001.10.99.026比較例19的試驗(yàn)板，在硫酸水溶液中的浸漬試驗(yàn)后，鈦基板溶解，因此不能測定接觸電阻。這被認(rèn)為是純Au膜凝集、剝離，鈦基板露出、溶解。相對(duì)于此，實(shí)施例37、實(shí)施例38的試驗(yàn)板，通過使基板表面平滑化，防止合金被膜中的氣泡形成，合金被膜具有適當(dāng)?shù)暮斜壤笰u和Ta合金化，因此即使在硫酸水溶液浸漬中，與金屬基板的緊貼性也不會(huì)受損，合金皮膜沒有凝集，另外，因合金皮膜具有優(yōu)異的耐腐蝕性，所以能夠得到良好的結(jié)果。(實(shí)施例39)將本發(fā)明的金屬隔板組裝到燃料電池，進(jìn)行發(fā)電試驗(yàn)。按以下的步驟制作金屬隔板。首先，如圖2(A)所示，在由鈦板(95.2X95.2X19mm)構(gòu)成的金屬基板2的表面中央部，通過機(jī)械加工形成槽寬0.6mm、槽深0.5mm的氣體流路21。氣體流路21在其兩端具有用于導(dǎo)入氫氣或空氣的氣體導(dǎo)入□22。合金皮膜的成膜時(shí)，制造Au-Ta合金耙，使用它進(jìn)行成膜?；旌螦u和Ta的粉末使Au組成為60原子％，按模具填充、模具脫氣、HIP、脫模、鍛造、軋制和機(jī)械加工的順序進(jìn)行成形，制造外徑152.4mm(6英寸)、厚5mm的圓盤形的濺射靶。接著，在形成有氣體流路21的金屬基板2的面上，使用上述Au-Ta濺射靶，根據(jù)與實(shí)施例1同樣的成膜條件成膜合金皮膜并使皮膜厚度為20nm。還有，使用同一濺射靶以同條件在純鈦基板上成膜，通過ICP發(fā)光分析法測定合金膜中的Au組成，其結(jié)果確認(rèn)為與靶組成大體相同的61原子％。接著，在0.00665Pa真空氣氛中以50(TC對(duì)形成有由Au和Ta構(gòu)成的合金皮膜的金屬基板2進(jìn)行5分鐘熱處理，制造金屬隔板。接下來，如圖3所示，將金屬隔板31、31組裝到Electrochem社制的市場銷售的燃料電池(EFC-05-01SP)20的單體電池10上。在圖3所示的燃料電池單元中，32為固體高分子膜，33為碳布。接著，作為陽極側(cè)燃料氣體使用99.999%的氫氣，作為陰極側(cè)氣體使用空氣而進(jìn)行發(fā)電試驗(yàn)。這時(shí)，燃料電池是將整體加熱保持在8(TC，使氫氣和空氣通過加溫過的水中，由此將露點(diǎn)溫度調(diào)整到8(TC，以2026hPa(2個(gè)氣壓)的壓力導(dǎo)入燃料電池。然后，使用電池性能測定用系統(tǒng)(Scribner公司制890CL)，使流經(jīng)隔板的電流為300mA/cm2而發(fā)電100小時(shí)，測定電壓和輸出功率的變化。其結(jié)果是，鈦基板的隔板的發(fā)電初期的電壓和使之發(fā)電IOO小時(shí)后的電壓均為0.61V，未確認(rèn)到電壓的變化。另外，作為比較對(duì)象，配置歷來所使用的石墨隔板(Electrochem公司制，F(xiàn)C05-MP)替換鈦基板的隔板而制作燃料電池，以與前述相同的條件進(jìn)行發(fā)電試驗(yàn)。其結(jié)果是，發(fā)電初期的電壓和發(fā)電IOO小時(shí)后的電壓均為0.61V，為與鈦基板的隔板同樣的結(jié)果。由以上的結(jié)果可知，根據(jù)本發(fā)明的燃料電池用隔板的制造方法制造的隔板，即使是金屬制的隔板也會(huì)顯示出與石墨隔板同等的性能。雖然是參照特定的方式來詳細(xì)地說明本發(fā)明，但是可以不脫離本發(fā)明的精神和范圍而進(jìn)行各種的變更和修正，這對(duì)從業(yè)者來說顯而易見。還有，本申請(qǐng)基于2006年12月21日申請(qǐng)的日本專利申請(qǐng)(特愿2006-344895)及2007年9月21日申請(qǐng)的日本專利申請(qǐng)(特愿2007-245917)，其整體被援引。另外，在此引用的全部的參照作為整體被采用。產(chǎn)業(yè)上的利用可能性根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種耐腐蝕性優(yōu)異，并且接觸電阻低，該低接觸電阻即使在腐蝕氣氛中也能夠長期維持，此外生產(chǎn)性也優(yōu)異的燃料電池的金屬隔板用合金皮膜、其制造方法和濺射用靶材、以及金屬隔板和燃料電池。28權(quán)利要求1.一種燃料電池的金屬隔板用合金皮膜，其特征在于，含有Au和Pt之中的至少1種貴金屬元素，和從Ti、Zr、Nb、Hf及Ta中選擇的至少1種非貴金屬元素，所述貴金屬元素/非貴金屬元素的含有比例以原子比計(jì)為35/65～95/5，膜厚為2nm以上。2.—種燃料電池的金屬隔板用合金皮膜的制造方法，其特征在于，包括如下工序在濺射法實(shí)施裝置的腔內(nèi)設(shè)置金屬基板的設(shè)置工序；在由所述設(shè)置工序設(shè)置的所述金屬基板的表面的至少一部分，通過濺射法形成合金皮膜的成膜工序，該合金皮膜膜厚為2nm以上，含有Au和Pt之中的至少1種貴金屬元素和從Ti、Zr、Nb、Hf及Ta中選擇的至少l種非貴金屬元素，所述貴金屬元素/非貴金屬元素的含有比例以原子比計(jì)為35/6595/5。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的燃料電池的金屬隔板用合金皮膜的制造方法，其特征在于，還包含在所述成膜工序后，對(duì)形成有所述合金皮膜的金屬基板進(jìn)行熱處理的熱處理工序。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的燃料電池的金屬隔板用合金皮膜的制造方法，其特征在于，所述熱處理工序中的熱處理溫度為150800°C。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的燃料電池的金屬隔板用合金皮膜的制造方法，其特征在于，在具有2.1X10Va以下的氧分壓的氣氛下進(jìn)行所述熱處理。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的燃料電池的金屬隔板用合金皮膜的制造方法，其特征在于，所述成膜工序是將所述金屬基板加熱至15080(TC而進(jìn)行。7.—種燃料電池的金屬隔板用合金皮膜，其特征在于，由權(quán)利要求26中任一項(xiàng)所述的制造方法制造。8.—種燃料電池用金屬隔板，其特征在于，在金屬基板的表面形成權(quán)利要求1或7所述的金屬隔板用合金皮膜而獲得。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的燃料電池用金屬隔板，其特征在于，所述金屬基板在表面的至少一部分形成有凹部，該凹部用于形成使氣體流通的氣體流路。10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的燃料電池用金屬隔板，其特征在于，所述金屬基板由鈦、鈦基合金、鋁、鋁基合金和不銹鋼之中的至少l種金屬構(gòu)成。11.一種燃料電池用金屬隔板的制造方法，其特征在于，包括如下工序?qū)⒔饘倩逶O(shè)置在濺射法實(shí)施裝置的腔內(nèi)的設(shè)置工序；在由所述設(shè)置工序設(shè)置的所述金屬基板的表面，通過濺射法形成合金皮膜的成膜工序，該合金皮膜膜厚為2nm以上，含有Au和Pt之中的至少l種貴金屬元素和從Ti、Zr、Nb、Hf及Ta中選擇的至少1種非貴金屬元素，所述貴金屬元素/非貴金屬元素的含有比例以原子比計(jì)為35/6595/5，。12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的燃料電池用金屬隔板的制造方法，其特征在于，包含在所述設(shè)置工序之前，在所述金屬基板的表面的至少一部分形成凹部的形成工序，該凹部用于形成使氣體流通的氣體流路。13.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的燃料電池用金屬隔板的制造方法，其特征在于，還包含在所述成膜工序后，對(duì)形成有所述合金皮膜的金屬基板進(jìn)行熱處理的熱處理工序。14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的燃料電池用金屬隔板的制造方法，其特征在于，所述熱處理的溫度為15080(TC。15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的燃料電池用金屬隔板的制造方法，其特征在于，在具有2.1X104Pa以下的氧分壓的氣氛下進(jìn)行所述熱處理。16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的燃料電池用金屬隔板的制造方法，其特征在于，所述成膜工序是將所述金屬基板加熱至15080(TC而進(jìn)行。17.—種燃料電池，其特征在于，具有權(quán)利要求810中任一項(xiàng)中所述的燃料電池用金屬隔板。18.—種濺射用靶材，是用于燃料電池的金屬隔板用合金皮膜的制造的濺射用靶材，其特征在于，由Au和Pt之中的至少l種貴金屬元素和從Ti、Zr、Nb、Hf及Ta中選擇的至少1種非貴金屬元素構(gòu)成，兩者的原子比即貴金屬元素/非貴金屬元素為35/6595/5。全文摘要本發(fā)明涉及燃料電池的金屬隔板用合金皮膜，其中，含有Au和Pt之中的至少1種貴金屬元素，和從Ti、Zr、Nb、Hf及Ta中選擇的至少1種非貴金屬元素，所述貴金屬元素/非貴金屬元素的含有比例以原子比計(jì)為35/65～95/5，膜厚為2nm以上。另外，本發(fā)明還涉及燃料電池的金屬隔板用合金皮膜的制造方法和濺射用靶材，以及金屬隔板和燃料電池。本發(fā)明的燃料電池的金屬隔板用合金皮膜，耐腐蝕性優(yōu)異，并且接觸電阻低，該低的接觸電阻即使在腐蝕氣氛中也能夠長期維持，此外生產(chǎn)性也優(yōu)異。文檔編號(hào)H01M8/02GK101578728SQ20078004551公開日2009年11月11日申請(qǐng)日期2007年12月12日優(yōu)先權(quán)日2006年12月21日發(fā)明者伊藤弘高,伊藤良規(guī),佐藤俊樹,谷藤信一,鈴木順申請(qǐng)人:株式會(huì)社神戶制鋼所