Impact Coatings的PVD技術(shù)在綠氫和汽車產(chǎn)業(yè)中的商業(yè)應(yīng)用

11月8日下午，ImpactCoatings中國區(qū)總裁王耀文先生受邀在蘇美達(dá)香港第七屆進(jìn)博會專題直播活動中發(fā)表演講。

王耀文先生主要從以下五方面進(jìn)行PVD技術(shù)在綠氫和汽車產(chǎn)業(yè)中的商業(yè)化應(yīng)用的闡述：

一、ImpactCoatings公司介紹

ImpactCoatings是一家來自瑞典的專注于PVD設(shè)備和技術(shù)解決方案的企業(yè)，成立于1997年，總部在林雪平，在全球有研發(fā)和銷售網(wǎng)絡(luò)，公司于2004年在瑞典納斯達(dá)克上市。

2022年，在中國成立全資子公司，位于上海青浦，提供涂層的加工服務(wù)、技術(shù)服務(wù)以及設(shè)備的售后服務(wù)。

二、PVD技術(shù)原理

PVD（物理氣相沉積）技術(shù)，其原理就是通過物理方法將固態(tài)材料轉(zhuǎn)化為氣態(tài)或等離子體態(tài)，并在特定基底上沉積形成薄膜。該技術(shù)的核心就是利用高能離子、電子、激光或熱源，使靶材（即要沉積的材料）的原子或分子從固態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)。這些氣態(tài)原子或分子在真空環(huán)境中會遷移到基底表面，并在基底上凝結(jié)、聚集和生長，最終形成連續(xù)且均勻的薄膜。

PVD涂層與其他傳統(tǒng)表面處理技術(shù)比較，有幾方面的特點(diǎn)和優(yōu)勢。首先，在覆蓋從原子級到微米級的厚度范圍的同時，可以精準(zhǔn)地控制涂層的厚度。另外，因?yàn)槟芰扛?，跟基材的結(jié)合力更好，耐用性更好，比如手機(jī)、手表、刀具等表面的耐磨性涂層，適用面非常的廣泛。

三、氫能技術(shù)應(yīng)用

綠氫產(chǎn)業(yè)鏈的核心環(huán)節(jié)是燃料電池和水電解制氫技術(shù)。燃料電池，即將氫氣或者其他燃料轉(zhuǎn)化成電能的一個電化學(xué)的裝置。水電解就是將水電解成氫氣和氧氣。兩者互為逆反應(yīng)。涉及到的技術(shù)路線有很多，有質(zhì)子交換膜燃料電池，陰離子交換膜燃料電池，固態(tài)氧化物燃料電池等。ImpactCoatings在氫能相關(guān)技術(shù)已經(jīng)有10余年時間，在行業(yè)內(nèi)的經(jīng)驗(yàn)積累非常雄厚的，基本上常見的這些氫能技術(shù)的表面涂層，我們都有涉足，也有對應(yīng)的解決方案。燃料電池和水電解設(shè)備是一個電化學(xué)設(shè)備，是一個酸性的強(qiáng)腐蝕性的環(huán)境并且需要導(dǎo)電。其中很多金屬的組件，比如說極板/金屬氣體擴(kuò)散層等。本身基材的導(dǎo)電性和耐腐蝕性不夠，所以需要對其表面進(jìn)行處理，提高其導(dǎo)電性和耐腐蝕性，以及催化性能。

氫能技術(shù)經(jīng)過幾十年的發(fā)展，特別是在近年來的全球碳減排以及應(yīng)對氣候變化的趨勢下，發(fā)展非常迅速。氫能被認(rèn)為是一個終極的能源解決方案。它一個能量的介質(zhì)，將間歇性的可再生能源風(fēng)力、光電儲存起來，提供燃料、動力和工業(yè)原材料，可以實(shí)現(xiàn)真正的經(jīng)濟(jì)的零碳愿景。這個行業(yè)還面臨著諸多的挑戰(zhàn)。產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)技術(shù)都在快速迭代。另外作為一個能源的轉(zhuǎn)型，涉及到的基礎(chǔ)設(shè)施的投資和前期產(chǎn)業(yè)鏈的成熟都需要一定的時間。本人從事這個行業(yè)十多年，也看見了尤其中國這幾年在這個行業(yè)的迅速發(fā)展。

四、ImpactCoatings在氫能行業(yè)的應(yīng)用

ImpactCoatings是在2022年在中國成立全資子公司，為客戶提供PVD技術(shù)的全方位的解決方案。不光包括PVD設(shè)備（提供不同尺寸的PVD設(shè)備，滿足客戶在不同的產(chǎn)業(yè)化階段的需求），另外，我們也為客戶提供定制化的涂層技術(shù)和開發(fā)，保證和適應(yīng)客戶的不同應(yīng)用場景對涂層的需求。我們在上海青浦也有涂層的加工中心，為客戶在從產(chǎn)品的整個壽命周期（開發(fā)到最終的量產(chǎn)），實(shí)現(xiàn)一個順利的過渡。我們也會為一些沒有相關(guān)的生產(chǎn)制造經(jīng)驗(yàn)的客戶提供駐場和設(shè)備托管的服務(wù)。在中國，以及歐洲美國韓國都有本土的售后服務(wù)網(wǎng)絡(luò)。

PEM燃料電池的涂層解決方案，這是一個燃料電池電堆爆炸圖，一個簡單的結(jié)構(gòu)圖，中間是MEA（膜電極），氫氣轉(zhuǎn)化成電能的一個核心組件，兩邊是極板，起到隔離和氣體擴(kuò)散、分布、導(dǎo)電的作用，這兩個核心組件就形成一個電池單元。多個電池單元堆疊在一起，再加上兩邊的電流集流板和端板組成了燃料電池的一個電堆。我們在這里就是為這個極板做一個導(dǎo)電防腐的涂層。

這是我們一款針對乘用車和無人機(jī)的一個涂層工藝方案——CeramicMAXPHASE^{TM。區(qū)別于傳統(tǒng)的貴金屬涂層，石墨涂層。我們這個導(dǎo)電陶瓷涂層有以下這幾個方面的優(yōu)勢：}

導(dǎo)電性好，良好的防腐蝕性，優(yōu)于其他涂層的結(jié)合力，可實(shí)現(xiàn)1萬小時以上的產(chǎn)品壽命。

另外，我們還有針對需要更長壽命的應(yīng)用，比如卡車、備用電源、固定式發(fā)電，開發(fā)了耐久性更好的涂層產(chǎn)品——PremiumFC。這款產(chǎn)品的耐腐蝕性更好，另外對工況的兼容性也更好。這款產(chǎn)品兩年前已經(jīng)在中國市場投放。

PEM（質(zhì)子交換膜）水電解電堆的一個示意圖，與燃料電池是比較類似的，包括極板、氣體擴(kuò)散層等組件。我們?yōu)檫@個極板、鈦氈、倒流板等提供導(dǎo)電防腐的涂層。另外，起到防脆的作用。高壓的氫氣會進(jìn)入到基材里面導(dǎo)致基材脆性。氫氣是易燃易爆的，氫脆對于水電解設(shè)備的安全性是一種挑戰(zhàn)，在這方面我們也是行業(yè)內(nèi)做的比較早的一家企業(yè)。從2022年已經(jīng)在歐美市場批量化的交付。中國這個行業(yè)才剛剛起步，我們現(xiàn)在在上海的涂層加工中心，可以提供相應(yīng)的加工服務(wù)。

這個是我們的涂層設(shè)備，INLINECOATER^{TM鍍膜系統(tǒng)系列產(chǎn)品，下面看一下3D動畫，了解一下設(shè)計(jì)的原理。可以看見，現(xiàn)在機(jī)械手臂放進(jìn)去的就是金屬的雙極板，抽真空的速度非?？欤a(chǎn)的節(jié)拍也非?？?，不同的尺寸或者型號，可以覆蓋到幾十萬片到幾百萬片，不同產(chǎn)能的需求，同時實(shí)現(xiàn)多層的涂層和同時雙面的鍍膜。傳動機(jī)也很簡單，將基材在系統(tǒng)的不同工位下流轉(zhuǎn)，并且設(shè)備配備了全方位涂層工藝參數(shù)的監(jiān)控，并且融合了自動化學(xué)習(xí)的模塊。對不同工藝的控制策略智能化監(jiān)控和學(xué)習(xí)。}

相對于工業(yè)涂層比較傳統(tǒng)的立式隧道，我們和半導(dǎo)體轉(zhuǎn)盤式或者單工位轉(zhuǎn)盤式的比較類似。我們追求的節(jié)拍要快，產(chǎn)品的一致性控制更好，另外，可控?cái)U(kuò)展性，節(jié)拍能耗要更低，設(shè)備的靈活性和可靠性要更高。非常適合于這種金屬雙極板對涂層的工藝的穩(wěn)定性和精益生產(chǎn)的一個要求。

五、ImpactCoatings在汽車行業(yè)的應(yīng)用

汽車行業(yè)PVD的應(yīng)用也非常廣泛，包括汽車前面的雷達(dá)，雷達(dá)的車罩，車標(biāo)，這是一個透波的涂層，方向盤上的車標(biāo)，這是一個裝飾性的涂層以及電磁波的遮蔽涂層，還有燈的反光涂層，這里面的應(yīng)用也非常多，我們也都有相關(guān)的產(chǎn)品。

汽車行業(yè)對產(chǎn)品的一致性和可靠性要求都非常高，尤其是這些安全性組件。我們的設(shè)備可以做到精細(xì)化生產(chǎn)，對每一片產(chǎn)品進(jìn)行一個質(zhì)量的追蹤和實(shí)時監(jiān)控，非常適用于汽車的工業(yè)化和大規(guī)模的生產(chǎn)。本身PVD就有諸多技術(shù)優(yōu)點(diǎn)，比如說它可以代替現(xiàn)在的濕法涂層，避免六價(jià)鉻這樣的有毒金屬的使用，另外涂層表面形態(tài)的定制化，以及安全性都要優(yōu)于傳統(tǒng)涂層。

最后感謝大家的聆聽，謝謝蘇美達(dá)提供這次演講機(jī)會，歡迎大家來我們ImpactCoatings中國——毅湃（上海）真空鍍膜技術(shù)有限公司參觀。