因为具有优良能量转换效率，燃料电池诸如聚合物电解质燃料电池(PEFC)已经作为下一代能源而受到关注。
例如，如图1中所示的包括单元电池结构9的聚合物电解质燃料电池。如图1中所示，在单元电池结构9中，正电极92和负电极93被层叠从而在电极之间插入固体聚合物电解质隔膜91，并且一对双极性板94和95被层叠从而包括正电极92、固体聚合物电解质隔膜91和负电极93的层叠体被插入双极性板之间。分别在双极性板94和95上形成用作氧气(空气)供应通道的凹槽96和用作氢气供应通道的凹槽97。通常通过层叠多个单元电池结构9形成燃料电池。
在单元电池结构9中，氧(空气)被供应到面对正电极92的双极性板94的凹槽96，并且氢被供应到面对负电极93的双极性板95的凹槽97。此外，在负电极93中，氢被分解成电子和氢离子(H+)。同时，在正电极92中，氧对氢离子和电子反应，并且产生水。能够通过在正和负电极92和93之间的反应而在电极92和93之间产生电动势。
具有优良抗撞击性的金属双极性板被用作燃料电池的双极性板94和95。因为还具有优良的成型性能，如图1中所示，在双极性板94和95上形成凹槽96和97时，该金属双极性板也是有利的。此外，在防止燃料电池的内阻增加方面，要求双极性板具有小的接触电阻和优良的导电性。
而且，燃料电池的双极性板94和95被暴露给在负电极93中产生的氢离子或者被供应到正电极92的氧。如果双极性板94和95被氢离子或者溶解的氧腐蚀，则因为双极性板的导电性降低而存在燃料电池的内阻增加的危险。因此，要求双极性板94和95对于氢离子或者氧具有优良的抗腐蚀性。
例如，作为用于燃料电池的金属双极性板，已经开发出下面的双极性板。
即，例如，已经存在一种由薄板构成的双极性板，该薄板由钛、钛合金或者不锈钢制成，在该薄板上电镀贵金属(见专利文献1)。
此外，已经存在一种双极性板，包括由Ti等制成的金属材料层，以及覆盖该金属层并且由Ti氮化物或者Ti合金氮化物的保护层(见专利文献2)。
此外，已经存在一种用于双极性板的钛基材料，通过在制造钛基片期间添加硼源诸如AIB12并且析出TiB硼化物颗粒来制造该材料(见专利文献3)。
然而，虽然在专利文献1中披露的双极性板具有优良耐腐蚀性和稳定性，但是使用稀有贵金属。因此，存在以下问题，即，双极性板的制造成本相当高。此外，如果降低要使用的贵金属的量来降低成本，则电镀粘附性减弱。因此，存在被电镀的贵金属膜剥离的危险。进而，当在由例如Al或者SUS(不锈钢)制成的薄板(基片)上形成电镀膜时，在电镀层的针孔处形成局部电池。因此，存在在基片上产生局部腐蚀诸如点腐蚀的危险。
另外，因为具有不充分的耐腐蚀性，在专利文献2中披露的双极性板比较易于被氢离子等腐蚀。因此，存在接触电阻升高的危险。
此外，在专利文献3中披露的用于双极性板的钛基材料由TiB基硼化物被分散的基片构成，但是该基片在延展性和成形性方面存在问题。因此，难以制造薄板，或者使双极性板成型。进而，在形成或者操作燃料电池期间，TiB基硼化物易于从基片分离，并且存在从被分离的部分发生腐蚀的危险。另外，硼化物的量可被降低以便于改进延展性和成形性。然而，在此情形中，暴露于表面的硼化物减少，并且存在具有导电性的部分和其它部件之间的接触面积减小的危险。结果，存在接触电阻降低的危险。
专利文献1：JP2000-123850专利特开(Kokai)
专利文献2：JP2000-353531专利特开(Kokai)
专利文献3：JP2004-273370专利特开(Kokai)

本发明所要解决的问题
鉴于传统问题完成了本发明，并且本发明的目的在于提供以低成本制造的具有优良导电性和耐腐蚀性的导电耐腐蚀材料，以及制造导电耐腐蚀材料的方法。
问题解决方法
根据本发明的第一方面，提供导电耐腐蚀材料，并且其特征在于至少含有钛、硼和氮，
其中以满足0.05≤[Ti]≤0.40、0.20≤[B]≤0.40和0.35≤[N]≤0.55(假设[Ti]+[B]+[N]＝1)的原子比率含有钛(Ti)、硼(B)和氮(N)。
如上所述，该导电耐腐蚀材料以满足0.05≤[Ti]≤0.40、0.20≤[B]≤0.40和0.35≤[N]≤0.55(假设[Ti]+[B]+[N]＝1)的原子比率含有钛(Ti)、硼(B)和氮(N)。具有这种原子组成比率的优良导电耐腐蚀材料能够具有优良的导电性和耐腐蚀性。因此，如果该导电耐腐蚀材料被应用于例如用于燃料电池的金属双极性板，则能够形成用于燃料电池稳定地提供优良特性的金属双极性板。
尚不清楚为什么如上所述的导电耐腐蚀材料能够提供优良导电性和耐腐蚀性的原因，但是认为含有Ti、B和N的导电耐腐蚀材料的Ti能够在接近稳定四阶元素时存在。相反，例如，TiB2或者TiN等也是导电材料，但是Ti的化合价显然地不是4。因此，TiB2或者TiN等具有导电性但是易于被水和溶解的氧腐蚀。导电耐腐蚀材料至少含有Ti、B和N。相应地，如从元素周期表所预期地，Ti能够在接近稳定四阶元素时存在。因此，如上所述，理解导电性得以保持并且耐腐蚀性被提高。此外，导电耐腐蚀材料具有优良导电性的原因被认为是至少含有Ti、B和N的导电耐腐蚀材料具有晶体结构，在其中电子存在于导带中。
根据本发明的第二方面，提供制造导电耐腐蚀材料的方法，该导电耐腐蚀材料的特征在于至少含有钛、硼和氮，该方法包括：
粘附步骤，将氮化硼粉末粘附到基片的表面，至少该基片的表面由钛或者钛合金制成；和
加热步骤，通过在500到1650℃的温度下，在非氧化气体环境下或者在真空中，加热粘附有氮化硼粉末的基片而在基片上形成导电耐腐蚀材料的膜。
该制造方法包括粘附步骤和加热步骤。
在粘附步骤中，氮化硼粉末粘附到基片的表面。在加热步骤中，在上述特定条件下加热粘附有氮化硼粉末的基片。结果，能够在基片上形成导电耐腐蚀材料的膜。
在基片上形成的导电耐腐蚀材料具有优良导电性并且还具有优良耐腐蚀性。相应地，在形成有导电耐腐蚀材料的基片具有小的接触电阻，并且适用于例如用于燃料电池的金属双极性板。因此，能够降低燃料电池的内阻。此外，该导电耐腐蚀材料具有优良耐腐蚀性。相应地，如果在形成有导电耐腐蚀材料的基片被用作用于燃料电池的双极性板，则该双极性板几乎不会被供应到燃料电池的酸(氢离子)、氧等腐蚀。因此，能够防止接触电阻由于腐蚀而升高。以此方式，在形成有导电耐腐蚀材料的基片适用于燃料电池的金属双极性板，并且安装有用于燃料电池的金属双极性板的燃料电池长期提供稳定性能。
同时，通常已知氮化硼在高温下是稳定的。导电耐腐蚀材料由该制造方法形成的原因尚不清楚，但是认为非常活跃并且易于产生硼化物或者氮化物的钛与氮化硼形成接触并且相互反应，从而产生具有优良导电性和耐腐蚀性的材料。此外，还可以认为由于在通常已知为电绝缘材料的氮化硼和钛之间的相互作用而在晶体结构中发生晶格畸变，从而提供导电性。
在该制造方法中，能够通过粘附步骤和加热步骤而简单地制造导电耐腐蚀材料。考虑到作为用于燃料电池的金属双极性板的应用，不需要使用昂贵的贵金属，与在相关技术中的金属双极性板不同。因此，能够以低成本制造具有优良导电性和耐腐蚀性的用于燃料电池的金属双极性板。
如上所述，根据本发明的第二方面，能够提供制造导电耐腐蚀材料的方法，它能够在低成本下制造具有优良导电性和耐腐蚀性的导电耐腐蚀材料。
根据本发明的第三方面，提供制造导电耐腐蚀材料的方法，该导电耐腐蚀材料的特征在于至少含有钛、硼和氮，该方法包括：
渗硼步骤，通过对至少表面由钛或者钛合金制成的基片的表面渗硼，在基片的表面上形成至少含有Ti和B的Ti硼化物层；和
渗氮步骤，通过对Ti硼化物层渗氮而在基片上形成导电耐腐蚀材料的膜。
该制造方法包括渗硼步骤和渗氮步骤。
在渗硼步骤中，对至少表面由钛或者钛合金制成的基片的表面渗硼。相应地，能够在基片的表面上形成至少含有Ti和B的Ti硼化物层。
此外，在渗氮步骤中，对在基片上形成的Ti硼化物层渗氮。相应地，能够在基片上形成导电耐腐蚀材料的膜。
导电耐腐蚀材料具有优良导电性并且还具有优良耐腐蚀性。相应地，在形成有导电耐腐蚀材料的基片具有小的接触电阻，并且适用于例如用于燃料电池的金属双极性板。因此，能够降低燃料电池的内阻。此外，该导电耐腐蚀材料具有优良耐腐蚀性。相应地，如果在形成有导电耐腐蚀材料的基片被用作用于燃料电池的双极性板，则该双极性板几乎不受到被供应到燃料电池的酸(氢离子)、氧等的腐蚀。因此，能够防止接触电阻由于腐蚀而升高。以此方式，在形成有导电耐腐蚀材料的基片适用于燃料电池的金属双极性板，并且安装有用于燃料电池的金属双极性板的燃料电池长期呈现稳定性能。
如上所述通过该制造方法获得的导电耐腐蚀材料能够提供优良导电性和耐腐蚀性的原因尚不清楚，但是认为含有Ti、B和N的该导电耐腐蚀材料的Ti能够在接近稳定四阶元素时存在。相反，例如，TiB2或者TiN等也是导电材料，但是Ti的化合价显然地不是4。因此，TiB2或者TiN等具有导电性但是易于被水和溶解的氧腐蚀。导电耐腐蚀材料至少含有Ti、B和N。相应地，如从元素周期表所预期地，Ti能够在接近稳定四阶元素时存在。因此，如上所述，理解导电性得以保持并且耐腐蚀性被提高。此外，该导电耐腐蚀材料具有优良导电性的原因被认为是至少含有Ti、B和N的导电耐腐蚀材料具有下述晶体结构，在其中电子存在于导带中。
如上所述，通过该制造方法获得的导电耐腐蚀材料含有不同于TiB2和TiN的新材料，并且认为该材料对于导电性和耐腐蚀性有重要作用。
进而，在该制造方法中，能够通过渗硼步骤和渗氮步骤简单地制造导电耐腐蚀材料。考虑到作为用于燃料电池的金属双极性板的应用，不需要使用昂贵的贵金属，与在相关技术中的金属双极性板不同。因此，能够以低成本制造具有优良导电性和耐腐蚀性的用于燃料电池的金属双极性板。
如上所述，根据本发明的第三方面，能够提供制造导电耐腐蚀材料的方法，它能够以低成本制造具有优良导电性和耐腐蚀性的导电耐腐蚀材料。
根据本发明的第四方面，提供制造导电耐腐蚀材料的方法，该导电耐腐蚀材料的特征在于至少含有钛、硼和氮，该方法包括：
热喷涂步骤，通过将TiB2粉末喷涂到金属基片的至少一部分表面而形成由TiB2颗粒形成的TiB2层；和
渗氮步骤，通过对TiB2层渗氮而在金属基片上形成导电耐腐蚀材料的膜。
该制造方法包括热喷涂步骤和渗氮步骤。
在热喷涂步骤中，TiB2粉末被喷涂到金属基片的至少一部分表面上。在渗氮步骤中，对喷涂到金属基片的表面上的TiB2颗粒渗氮。相应地，能够在金属基片上形成导电耐腐蚀材料的膜。
该导电耐腐蚀材料具有优良导电性并且还具有优良耐腐蚀性。相应地，在形成有导电耐腐蚀材料的金属基片具有小的接触电阻，并且适用于例如用于燃料电池的金属双极性板。因此，能够降低燃料电池的内阻。此外，该导电耐腐蚀材料具有优良耐腐蚀性。相应地，如果在形成有导电耐腐蚀材料的金属基片被用作用于燃料电池的双极性板，则该双极性板几乎不被供应到燃料电池的酸(氢离子)、氧等腐蚀。因此，能够防止接触电阻由于腐蚀而升高。以此方式，在形成有导电耐腐蚀材料的金属基片适用于燃料电池的金属双极性板，并且安装有用于燃料电池的金属双极性板的燃料电池长期保持稳定的性能。
如上所述通过该制造方法获得的导电耐腐蚀材料能够提供优良导电性和耐腐蚀性的原因尚不清楚，但是认为含有Ti、B和N的该导电耐腐蚀材料的Ti能够在接近稳定四阶元素时存在。相反，例如，TiB2或者TiN等也是导电材料，但是Ti的化合价显然地不是4。因此，TiB2或者TiN等具有导电性但是易于被水和溶解的氧腐蚀。导电耐腐蚀材料至少含有Ti、B和N。相应地，如从元素周期表所预期地，Ti能够在接近稳定四阶元素时存在。因此，如上所述，理解导电性得以保持并且耐腐蚀性被提高。
此外，该导电耐腐蚀材料具有优良导电性的原因被认为是至少含有Ti、B和N的导电耐腐蚀材料具有下述晶体结构，其中电子存在于导带中。
如上所述，通过该制造方法获得的导电耐腐蚀材料含有新材料，该材料含有Ti、B和N，并且认为该材料对于导电性和耐腐蚀性起到重要作用。
进而，在该制造方法中，能够通过热喷涂步骤和渗氮步骤而简单地制造导电耐腐蚀材料。考虑到作为用于燃料电池的金属双极性板的应用，不需要使用昂贵的贵金属，与在相关技术中的金属双极性板不同。因此，能够以低成本制造具有优良导电性和耐腐蚀性的用于燃料电池的金属双极性板。
如上所述，根据本发明的第四方面，能够提供制造导电耐腐蚀材料的方法，它能够以低成本制造具有优良导电性和耐腐蚀性的导电耐腐蚀材料。
附图简要说明
图1是燃料电池的单元电池结构示例的展开视图；
图2是根据示例1的基片的截面视图；
图3是根据示例1的包括粘附到表面的氮化硼粉末的基片的截面视图；
图4是根据示例1的包括在表面上形成的导电耐腐蚀材料的膜的基片的截面视图；
图5是示出在根据示例1的五种基片(样本E1到E4和样本C1)的表面上的XRD图的曲线图；
图6是示出在图5中对应于在26.5°到27°范围中的衍射角的部分的曲线图，并且是其中样本C1的峰值强度由1/100表示的曲线图；
图7是示出在图5中对应于在54.5°到55.5°范围中的衍射角的部分的曲线图，并且是其中样本C1的峰值强度由1/40表示的曲线图；
图8是根据示例1的腐蚀电流测量设备的截面视图；
图9是示出根据示例1当从顶部看时在盖被从其移走的状态中腐蚀电流测量设备的视图；
图10是示出根据示例1在腐蚀时间和在形成有导电耐腐蚀材料的基片(样本E2)的腐蚀电流密度之间的关系的视图；
图11是示出根据示例1在腐蚀时间和在形成有导电耐腐蚀材料的基片(样本E3)的腐蚀电流密度之间的关系的视图；
图12是示出根据示例1在腐蚀时间和在形成有导电耐腐蚀材料的基片(样本E4)的腐蚀电流密度之间的关系的视图；
图13是表示在示例1中测量接触电阻的状态的视图；
图14是示出在腐蚀时间和根据示例1的六种基片(样本E2、E3、E4和C2到C4)的接触电阻之间的关系的曲线图；
图15是示出在根据示例2的基片上形成的三种导电耐腐蚀材料(样本E5到E7)的XRD图的曲线图；
图16是在图15中对应于在25°到33°范围中的衍射角的部分的放大视图；
图17是在图15中对应于在40°到50°范围中的衍射角的部分的放大视图；
图18是示出根据示例2在腐蚀时间和在基片上形成的导电耐腐蚀材料(样本E5)的腐蚀电流密度之间的关系的视图；
图19是示出根据示例2在腐蚀时间和在基片上形成的导电耐腐蚀材料(样本E6)的腐蚀电流密度之间的关系的视图；
图20是示出根据示例2在腐蚀时间和在基片上形成的导电耐腐蚀材料(样本E7)的腐蚀电流密度之间的关系的视图；
图21是示出在腐蚀时间和根据示例2的六种样本(样本E5到E7和C2到C4)的接触电阻之间的关系的曲线图；
图22是示出根据示例3的粉末状导电耐腐蚀材料的XRD图的曲线图；
图23是在图22中对应于在25°到33°范围中的衍射角的部分的放大视图；
图24是在图22中对应于在40°到50°范围中的衍射角的部分的放大视图；
图25a是示出根据示例4的基片的截面的视图；
图25b是示出根据示例4包括在表面上形成的Ti硼化物层的基片的截面的视图；
图25c是示出根据示例4包括在表面上形成的导电耐腐蚀材料的膜的基片的截面的视图；
图26是示出根据示例4在腐蚀测试之前和之后的基片(样本E9和C5到C7)的接触电阻的视图；
图27是示出根据示例4在腐蚀测试之前和之后的基片(样本E10和C8到C10)的接触电阻的视图；
图28是示出根据示例4在耐腐蚀性测试期间基片(样本E9、E10和C5到C7)的接触电阻随时间变化的视图；
图29a是示出根据示例5的基片的截面的视图；
图29b是示出根据示例5包括在表面上形成的TiB2层的基片的截面的视图；
图29c是示出根据示例5包括在表面上形成的导电耐腐蚀材料的膜的基片的截面的视图；
图30是表示根据示例5在耐腐蚀性测试期间基片(样本E11、E12和C11到C13)的接触电阻随时间变化的视图；
图31是示出在根据示例6的基片(样本E13到E18和C14到C16)的表面上Ti-B-N系统的三元相图的视图。

下面将描述本发明的第一方面的优选实施例。
根据本发明的第一方面的导电耐腐蚀材料以满足0.05≤[Ti]≤0.40、0.20≤[B]≤0.40和0.35≤[N]≤0.55(假设[Ti]+[B]+[N]＝1)的原子比率含有(Ti)、硼(B)和氮(N)。如果Ti、B和N元素中的每一个的原子比率处于上述范围以外，则存在导电耐腐蚀材料的导电性或者耐腐蚀性劣化的危险。
如果通过Cu-Kα射线使用该导电耐腐蚀材料进行X-射线衍射(XRD)测量，则能够获得当2θ是29.1±0.1°、41.7±0.1°和42.2±0.1°时示出峰值，并且当2θ是46.4±0.1°和48.9±0.1°时没有示出峰值的XRD图。同时，在X射线衍射测量期间，峰值指的是通过测量X射线衍射获得的X射线衍射图案的峰的最高位置(峰顶)。
此外，作为不可避免的元素，该导电耐腐蚀材料可以含有C或者O。认为因为在制造导电耐腐蚀材料期间来自大气、溶剂和粘附到基片表面的材料的水分或者污染物等被吸附到导电耐腐蚀材料，因此所述不可避免的元素被混合到导电耐腐蚀材料，或者由于在分析期间来自大气的水分或者污染物等被吸附到导电耐腐蚀材料，因此所述不可避免的元素被混合到导电耐腐蚀材料。通过X射线光电子能谱法(XPS)的能谱探测所述不可避免的元素。
优选的是，导电耐腐蚀材料被形成为覆盖基片的膜，至少该基片的表面由钛或者钛合金制成。
在此情形中，例如，根据本发明的第二到第四方面，能够简单地制造导电耐腐蚀材料。此外，在此情形中，包括在表面上形成的具有优良导电性和耐腐蚀性的导电耐腐蚀材料的基片可以用作用于燃料电池等的金属双极性板，并且该材料能够充分地保持优良导电性和耐腐蚀性。
优选的是，在基片上形成的导电耐腐蚀材料与该基片一起被用作用于燃料电池的金属双极性板。
在此情形中，该材料能够充分地保持优良导电性和耐腐蚀性。它具有优良导电性和耐腐蚀性。
下面，将描述本发明的第二方面的优选实施例。
在根据本发明的第二方面的制造方法中，进行粘附步骤和加热步骤来制造导电耐腐蚀材料。
首先，在粘附步骤中，氮化硼粉末粘附到基片的表面。
至少基片的表面由钛或者钛合金制成。具体地，由例如钛、钛合金或者Ti-SUS(不锈钢)覆层材料制成的基片可以用作基片。此外，其中在由金属诸如不锈钢或者铝制成的板的表面上涂覆钛或者钛合金的基片可以用作基片。
进而，优选的是，在基片的表面上形成用作氢、氧和空气的通道的凹槽。在此情形中，能够通过进行粘附步骤和加热步骤而在包括凹槽的基片上形成导电耐腐蚀材料。在形成有如上所述获得的导电耐腐蚀材料的基片在其表面上包括用作氢、氧和空气的凹槽。因此，该基片适用于燃料电池的金属双极性板。
此外，还能够通过在基片上进行诸如压力加工的塑形成形来形成凹槽，其中在所述基片上形成在粘附步骤和加热步骤之后获得的导电耐腐蚀材料。
优选的是，氮化硼粉末的直径在0.05到100μm的范围中。
如果氮化硼的直径小于0.05μm，则存在粉末制造成本增加的危险。同时，如果氮化硼的直径大于100μm，则存在难以使得氮化硼粉末均匀地粘附到基片表面的危险。因此，存在难以在基片上形成具有均匀厚度的导电耐腐蚀材料的膜的危险。
能够通过使用例如扫描电子显微镜观察来测量氮化硼粉末的直径。
此外，优选的是，粘附步骤包括涂覆步骤，即在基片的表面上涂覆氮化硼分散液，该氮化硼分散液由氮化硼粉末分散在溶剂中而成；和
干燥步骤，即通过在涂覆步骤之后干燥基片而使得氮化硼粉末粘附到基片。
在此情形中，能够简单地使得氮化硼粉末粘附到基片。
不使氮化硼粉末变质并且在干燥步骤中能够易于气化的有机溶剂可以被用作所述溶剂。例如，使用喷雾等的喷涂方法可以被用作涂覆步骤中的涂覆方法。此外，使用刷子等的涂覆方法、印刷方法和在氮化硼分散液中浸泡基片的方法可以被用作涂覆方法。
此外，可以通过静电涂覆进行该粘附步骤而不使用溶剂。
即，用正或者负静电对氮化硼粉末充电，并且用电学极性与氮化硼粉末的极性相反的静电对基片充电。此外，例如，能够在空气流中分散氮化硼粉末，并且利用静电力使得被分散的氮化硼粉末粘附到基片表面。
进而，在干燥步骤中，能够例如通过将基片加热至使得溶剂被蒸发的温度来干燥基片。可以根据溶剂的种类而适当地确定用于干燥的加热温度。
同时，根据本发明的第二方面，可以在涂覆步骤之后进行加热步骤，而不进行干燥步骤。
接着，在加热步骤中，在非氧化性气体气氛下或者在真空中，在500到1650℃的温度下加热已经进行了粘附步骤的基片。因此，能够在基片上形成导电耐腐蚀材料的膜。
如果加热温度低于500℃，则存在导电耐腐蚀材料未被充分地形成或者几乎消失的危险。此外，在此情形中，存在基片和由导电耐腐蚀材料制成的膜之间的粘附性变得不足的危险。同时，如果加热温度高于1650℃，则加热温度接近钛的熔点(大约1670℃)。因此，存在基片的表面或者整个基片变形的危险。加热温度的上限依赖于用于基片的材料，并且可以被确定为低于其熔点的温度。
另外，优选的是，在加热步骤中，加热温度在700到1100℃的范围中。
在此情形中，能够保证在短时间内形成足够量的导电耐腐蚀材料，并且将基片的变形保持为最小。相应地，能够抑制制造成本的增加。如果加热温度低于700℃，则存在足够量的导电耐腐蚀材料所需要的加热时间增加并且制造成本增加的危险。同时，如果加热温度高于1100℃，则存在根据要使用的基片产生液相并且基片变形的危险。加热温度的上限依赖于用于基片的材料，并且可以被确定为低于其熔点的温度。更优选的是，在加热步骤中的在工业中容易设定的加热温度在800到1000℃的范围中。
此外，在根据本发明的第二方面的制造方法中，优选的是，在包括氮气或者氨气的惰性气体环境下，对已经进行了加热步骤的基片渗氮的渗氮步骤。
进而，优选的是，在氮气流中加热通过加热步骤加热的基片。
在这些情形中，能够通过在渗氮步骤中渗氮气体添加更多的N元素。相应地，能够改进导电耐腐蚀材料的化学稳定性，并且进一步提高其耐腐蚀性。进而，如果使用氮气，则易于处理这种气体。因此，能够更加简单地进行渗氮。
另外，优选的是，在渗氮步骤中的加热温度在700到1100℃的范围中。
如果加热温度低于700℃，则不可能在短时间内充分地添加N元素。因此，存在处理时间增加并且因此制造成本增加的危险。同时，如果加热温度高于1100℃，则存在根据要使用的基片产生液相并且因此基片高度变形的危险。加热温度的上限依赖于用于基片的材料，并且可以被确定为低于其熔点的温度。更优选的是，在渗氮步骤中的加热温度在工业上易于获得的800到1000℃的范围中。
优选的是，在基片上形成的导电耐腐蚀材料与基片一起被用作用于燃料电池的金属双极性板。
在此情形中，能够充分地提供包括导电耐腐蚀材料的基片的特性，该导电耐腐蚀材料具有优良导电性和耐腐蚀性并且形成在基片的表面上。
下面，将描述本发明的第三方面的优选实施例。
在该制造方法中，进行渗硼步骤和渗氮步骤以制造导电耐腐蚀材料。
首先，在渗硼步骤中，对至少表面由钛或者钛合金制成的基片的表面渗硼。相应地，在基片上形成由例如TiB2和/或TiB制成的Ti硼化物层。
具体地，由例如钛、钛合金或者Ti-SUS(不锈钢)覆层材料制成的基片可以被用作基片。此外，其中在由金属诸如不锈钢或者钛制成的板的表面上涂覆钛或者钛合金的基片可以被用作基片。
进而，如本发明的第二方面那样，在表面上包括用作用于氢、氧和空气的凹槽的基片可以被用作所述基片。在此情形中，能够通过进行渗硼步骤和渗氮步骤而在包括凹槽的基片上形成导电耐腐蚀材料。因为在形成有如上所述获得导电耐腐蚀材料的基片在其表面上包括用作氢、氧和空气的通道的凹槽，该基片适用于燃料电池的金属双极性板。此外，还能够通过在基片上进行塑性成形诸如压力加工而形成凹槽，其中，在所述基片上形成在渗硼步骤和渗氮步骤之后获得的导电耐腐蚀材料。
在渗硼步骤中，优选的是，在渗硼步骤中进行使用硼酸基熔盐的熔盐电解方法。
在此情形中，能够简单和快速地对基片的表面渗硼。进而，能够均匀地形成Ti硼化物层。另外，在熔盐电解方法中，能够进行渗硼而不使用由于挥发性而不易于处理的硼化合物诸如乙硼烷。因此，能够安全地进行渗硼步骤。
在熔盐电解方法中，具体地，能够通过例如在硼酸基熔盐熔池中浸泡基片在将基片用作电极的同时而在该熔池中进行电解，来对基片表面渗硼。例如，B2O3、硼砂、碳化硼等可以被用作硼酸基熔盐。
此外，可以在熔盐电解方法中使用硼酸基熔盐和碱金属氧化物诸如Li2O、Na2O或者K2O相互混合的混合熔盐。在此情形中，能够降低硼酸基熔盐的粘度。进而，如果使用碱金属氧化物，则能够如上所述降低粘度并且通过控制电解条件而使硼在碱金属之前对基片反应。相应地，能够在渗硼步骤中形成几乎不含杂质的Ti硼化物层。
在渗氮步骤中，优选的是，在包括氮气或者氨气的惰性气体环境下加热在形成有Ti硼化物层的基片。
另外，在渗氮步骤中，优选的是，在氮气流中加热在形成有Ti硼化物层的基片。
在这些情形中，能够对Ti硼化物层渗氮。进而，如果使用氮气，则该气体易于被处理。因此，能够更加简单地进行渗氮。
接下来，在渗氮步骤中，优选的是，在渗氮步骤中在700到1100℃的温度下加热在形成有Ti硼化物层的基片。
如果加热温度低于700℃，则存在难以进行渗氮并且导电耐腐蚀材料未被充分地形成的危险。同时，如果加热温度高于1100℃，则存在根据要使用的基片的材料产生液相并且基片的表面或者整个基片变形的危险。加热温度的上限依赖于用于基片的材料，并且可以被确定为低于熔点的温度。更加优选的是，在渗氮步骤中的加热温度在工业上易于设定的800到1000℃的范围中。
优选的是，至少基片的表面由含有元素周期表的3A或者3B和5A或者5B族元素的钛合金制成。
在此情形中，通过进行渗硼步骤和渗氮步骤形成的导电耐腐蚀材料的膜中的Ti易于接近稳定的四阶元素。因此，能够提高耐腐蚀性同时保持导电性。
此外，优选的是，在基片上形成的导电耐腐蚀材料与基片一起被用作用于燃料电池的金属双极性板。
在此情形中，能够充分地呈现具有导电耐腐蚀材料的基片的特性，该导电耐腐蚀材料具有优良导电性和耐腐蚀性并且形成在基片的表面上。
接下来，将描述本发明的第四方面的优选实施例。
在根据本发明第四方面的制造方法中，进行热喷涂步骤和渗氮步骤来制造导电耐腐蚀材料。
首先，在热喷涂步骤中，TiB2粉末被喷涂到金属基片的表面的至少一部分上。相应地，在金属基片上形成由TiB2颗粒形成的TiB2层。
具体地，由例如钛、钛合金、Ti-SUS(不锈钢)覆层材料、不锈钢、铝、铝合金等制成的各种金属基片可以被用作金属基片。
此外，如本发明的第二和第三方面那样，在表面上包括用作氢、氧和空气的通道的凹槽的基片可以被用作所述金属基片。在此情形中，能够通过进行热喷涂步骤和渗氮步骤而在包括凹槽的金属基片上形成导电耐腐蚀材料。因为在形成有如上所述获得的导电耐腐蚀材料的金属基片在其表面上包括用作氢、氧和空气的通道的凹槽，该金属基片更适用于燃料电池的金属双极性板。进而，还能够通过在基片上进行塑性成形例如压力加工而形成凹槽，其中在所述基片上形成在热喷涂步骤和渗氮步骤之后获得的导电耐腐蚀材料。
在提交本发明的申请时已知的各种方法可以被采用作为热喷涂步骤中的喷涂方法。具体地，能够通过例如等离子体喷涂在金属基片上喷涂TiB2粉末。
在渗氮步骤中，优选的是，在渗氮步骤中在包括氮气或者氨气的惰性气体环境下，加热在形成有TiB2层的金属基片。
此外，在渗氮步骤中，优选的是，在渗氮步骤中在氮气流中加热在形成有TiB2层的金属基片。
在这些情形中，能够简单地对TiB2层渗氮。进而，通过持续地进行渗氮，能够获得提高生产率的优点。此外，如果使用氮气，则气体易于被处理。因此，能够更加简单地进行渗氮。
下面，在渗氮步骤中，优选的是，在渗氮步骤中在700到1100℃的温度下加热在形成有TiB2层的金属基片。
如果加热温度低于700℃，则存在难以进行渗氮并且导电耐腐蚀材料未被充分地形成的危险。同时，如果加热温度高于1100℃，则存在根据在金属基片中含有的元素，金属基片的状态转变成液相并且金属基片因此高度变形的危险。加热温度的上限依赖于用于基片的材料，并且可以被确定为低于其熔点的温度。更加优选的是，在加热温度在工业中易于设定的800到1000℃的范围中。
此外，优选的是，在金属基片上形成的导电耐腐蚀材料与金属基片一起被用作燃料电池的金属双极性板。
在此情形中，能够充分地呈现包括导电耐腐蚀材料的金属基片的特性，该导电耐腐蚀材料具有优良导电性和耐腐蚀性并且形成在基片的表面上。
根据本发明的第一方面的导电耐腐蚀材料以及通过根据第二到第四方面的制造方法获得的导电耐腐蚀材料不仅可以用作燃料电池的金属双极性板，还可用作其它器件。
示例
示例1
将在下面参考图2到14描述本发明的示例。
这个示例是制造在基片上形成的导电耐腐蚀材料的示例。即，制造在上表面中形成导电耐腐蚀材料的膜的基片，并且评价它的耐腐蚀性和导电性。形成有在该示例中制造的导电耐腐蚀材料的基片被用作燃料电池的金属双极性板。通常，在金属双极性板的表面上形成用作用于氧气(空气)或者氢气的通道的凹槽(见图1)。然而，在该示例中，为了方便评价耐腐蚀性和导电性，如图4中所示，在没有形成凹槽的板状基片2上制造导电耐腐蚀材料3。
导电耐腐蚀材料3包括钛、硼和氮。如果通过Cu-Kα射线进行X-射线衍射(XRD)测量，则该导电耐腐蚀材料至少在当2θ是29.1±0.1°、41.7±0.1°和42.2±0.1°时示出峰值，并且当2θ是46.4±0.1°和48.9±0.1°时没有示出峰值。
将在下面描述制造导电耐腐蚀材料的方法。
在该示例中，进行粘附步骤和加热步骤以如图4中所示在基片2的表面上形成导电耐腐蚀材料3的膜。
在粘附步骤中，氮化硼粉末31粘附到基片2的表面(见图2和3)。此外，在加热步骤中，在非氧化气体环境下或者在真空中，在500到1650℃的温度下，加热粘附有氮化硼粉末31的基片2。因此，能够在基片2上形成导电耐腐蚀材料3的膜(见图4)。
进而，在该示例的粘附步骤中进行涂覆步骤和干燥步骤。在涂覆步骤中，氮化硼粉末被浸泡在溶剂中的氮化硼分散液被涂覆到基片的表面。在干燥步骤中，干燥涂覆有氮化硼分散液的基片，从而氮化硼粉末粘附到基片。
将在下面详细描述制造该示例的导电耐腐蚀材料的方法。
首先，制备钛板2(见图2)。
此外，制备混合溶剂，在该混合溶剂中具有10μm的平均颗粒直径的氮化硼粉末、60wt％的正己烷和40wt％的异丙醇(IPA)被相互混合。
通过将按重量比例20份的氮化硼粉末添加到按重量比例80份的混合的溶剂来制造氮化硼分散液。通过喷涂(涂覆步骤)将氮化硼分散液涂覆到基片2的表面。此后，通过在具有80℃温度的恒温室中干燥基片(干燥步骤)，如图3中所示氮化硼粉末31粘附到的基片2的表面。粘附有氮化硼粉末31的基片2被称作样本C1。
随后，在高纯度Ar气流中在1000℃的温度下将样本C1加热两个小时(加热步骤)。然后，清洗样本C1，从而如图4中所示获得在形成有导电耐腐蚀材料3的膜的基片2(用于燃料电池的金属双极性板)。这被称作样本E1。
此外，改变加热步骤的加热温度和加热时间并且将其它条件设为与这个示例中的样本E1的条件相同，从而制造在形成有另外三种导电耐腐蚀材料的基片(样本E2到E4)。
具体地，通过在1000℃下在加热步骤中加热粘附有氮化硼粉末的基片(样本C1)20分钟来制造样本E2。
通过在900℃下在加热步骤中加热粘附有氮化硼粉末的基片(样本C1)20分钟来制造样本E3。
通过在850℃下在加热步骤中加热粘附有氮化硼粉末的基片(样本C1)20分钟来制造样本E4。
随后，将X射线照射到在样本E1到E4的每一个的表面上形成的导电耐腐蚀材料以便于测量X射线衍射图案。使用由Rigaku Denki Co.，Ltd.制造的Rint-1500作为测量设备在大气中进行测量。在图5到7中示出测量的结果。此外，为了与样本E1到E4进行比较，也对样本C1进行相同的XRD测量。其结果示于图5到7中。
如图5中所示，关于样本E1到E4，理解的是确认由h-BN、Ti2N、TiN0.3和Ti引起的峰并且形成由含有h-BN、Ti2N、TiN0.3和Ti的导电耐腐蚀材料制成的膜。相反，关于样本C1，确认由BN引起的峰被但是没有确认由TiB和TiN0.3引起的峰。此外，如图6和7中所示，样本E1到E4的每一个均具有类似样本C1的六方晶体氮化硼结构，但是与样本C1相比，(002)面的峰移位。
进而，如图5中所示，样本E1到E4当2θ是29.1±0.1°、41.7±0.1°和42.2±0.1°时示出峰。这些峰是对于根据本发明的导电耐腐蚀材料特定的峰。XRD衍射的峰图案类似于TiB的图案，但是当2θ是46.4±0.1°和48.9±0.1°时没有示出峰。因此，认为样本E1到E4的材料不同于TiB。
随后，对在形成有在不同加热温度下制造的三种导电耐腐蚀材料的基片(样本E2、E3和E4)进行腐蚀测试，以便于比较这些材料的耐腐蚀性。
腐蚀测试
通过如图8和9中所示的腐蚀电流测量设备4对每一个测量样本(样本E2、E3和E4)进行腐蚀测试。
如图8和9中所示，腐蚀电流测量设备4包括第一本体41和第二本体42。每一个测量样本1均被插入第一和第二本体41和42之间。第一本体41具有大致凸形的截面，并且包括从凸出部分的上端到第一本体的下端穿过第一本体的柱形空腔421(内径：34mm，长度：30mm)。此外，盖43被设在空腔421的上端。
首先，在腐蚀测试中，每一个测量样本1均被插入第一和第二本体41和42之间。相应地，通过第一本体41的空腔421的内壁和测量样本1形成杯形测量隔室425。随后，打开盖42，将电解质供应到测量隔室425中，并且杆形铂参考电极45和盘形铂对向电极44被置于电解质中。测量样本、铂参考电极和铂对向电极被连接到由HokutoDenko公司制造的Potentio/Galvano Stat(HA-151)。同时，通过将10ppm的cl-和5ppm的F-添加到稀硫酸(pH4)来制成电解质。
然后，通过恒温装置(未示出)将电解质的温度调节为80℃，并且通过Potentio/Galvano Stat向测量样本施加电压从而在参考电极43和测量样本1之间的电势差变为0.26V。此外，直至在开始施加电压之后已经过去100个小时时，测量电流(腐蚀电流)。通过将获得的腐蚀电流的值除以在测量样本和电解质之间的接触面积来计算腐蚀电流密度(μA cm-2)。图10和12中示出在电压施加时间(腐蚀时间)和腐蚀电流密度之间的关系。同时，图10示出样本E2的结果，图11示出样本E3的结果，并且图12示出样本E4的结果。
如图10到12中所示，关于样本E2、E3和E4，在腐蚀测试的初始阶段中腐蚀电流密度快速地降低并且在大约0.05μA cm-2或者更低处变成恒定。相应地，可以理解样本E2、E3和E4具有优良的耐腐蚀性。
此后，在腐蚀之前和之后对测量样本(样本E2、E3和E4)进行接触电阻测量，以便于测量其导电性的变化。
接触电阻测量测试
首先，每一个测量样本1和复写纸5均被插入两个镀金铜板61和62之间，而复写纸5被层叠在测量样本1上，如图13中所示。随后，恒流DC电源7使得1A的静电流在镀金铜板61和62之间流动，并且通过测压元件(未示出)在该两个镀金铜板61和62之间施加对应于1.47MPa的气压的负荷F。此外，在开始施加负荷F之后过去60秒时，测量电势差V。从该电势差V计算电阻值，并且将其称为接触电阻值。
关于样本E2，测量以下样本的接触电阻：没有进行腐蚀测试的样本、进行了腐蚀测试50个小时的样本、进行了腐蚀测试100个小时的样本以及进行了腐蚀测试200个小时的样本。
关于样本E3和E4，测量以下样本的接触电阻：没有进行腐蚀测试的样本、进行了腐蚀测试50个小时的样本以及进行了腐蚀测试100个小时的样本。
在图14中示出其结果。
此外，为了与样本E2、E3和E4相比较，制造三种基片(样本C2到C4)，并且也以如上所述相同的方式测量这些样本的接触电阻。
通过在800℃的温度下在N2气流中加热Ti板两个小时来制造样本C2。通过在N2气流中加热Ti板来在Ti板的表面上形成TiN层。结果，获得包括由TiN制成并且在Ti板的表面上形成的TiN层的基片。
关于样本C2，测量以下样本的接触电阻：没有进行腐蚀测试的样本或者进行了腐蚀测试100个小时的样本。
此外，样本C3是由没有进行酸洗并且进行了滚压的纯Ti板构成的基片。
关于样本C3，测量以下样本的测量电阻：没有进行腐蚀测试的样本或者进行了腐蚀测试25个小时的样本。
进而，通过以下步骤制造样本C4：将90vol％的Ti粉末混合到10vol％的TiB2粉末，形成板形状的混合物并且烧结该混合物。结果，获得其中10vol％的TiB2在Ti主要成分中分散的基片(样本C4)。
关于样本C4，测量以下样本的接触电阻：没有进行腐蚀测试的样本或者进行了腐蚀测试100个小时的样本。
在图14中示出上述结果(样本C2到C4)。
如图14中所示，由于在25个小时的短时间内进行的腐蚀测试，由钛板构成的样本C3的接触电阻被提高至大约800mΩ·cm2的非常高的值。同时，与样本C3相比，在表面上包括TiN层的样本C2和分散有TiB2的样本C4的接触电阻的增加速率比较平缓，但是在腐蚀测试进行100个小时之后接近1000mΩ·cm2。
相反，即使在腐蚀测试进行100个小时之后，样本E2、E3和E4也具有100mΩ·cm2或者更低的非常低的接触电阻。此外，当腐蚀测试进行大约100个小时时，样本E2、E3和E4的接触电阻的增加速率非常小。可以理解样本E2、E3和E4具有稳定并且低的接触电阻值。
如上所述，在由钛制成的基片的表面上形成由导电耐腐蚀材料制成的膜的样本E2、E3和E4具有优良的导电性和耐腐蚀性，并且适用于燃料电池的金属双极性板。
示例2
类似于示例1，这个示例是在基片上形成导电耐腐蚀材料的膜并且测量导电耐腐蚀材料的X射线衍射的示例。
首先，类似于示例1中，在基片上形成导电耐腐蚀材料。
具体地，首先，制备具有0.6mm厚度的Ti板(JIS第一类)作为基片。
此后，类似于示例1中，制备正己烷和异丙醇被相互混合的混合溶剂，并且通过按重量比例将20份的氮化硼粉末添加到80份的混合的溶剂来制造氮化硼分散液。由具有六方晶体结构的氮化硼(h-BN)制成的粉末被用作氮化硼粉末。通过喷涂(涂覆步骤)将氮化硼分散液涂覆到基片的表面，然后，在具有80℃温度的恒温室中干燥基片几分钟(干燥步骤)。此后，在Ar气流中在1000℃的温度下、加热粘附有氮化硼粉末的基片两个小时(加热步骤)。随后，通过用水和丙酮清洗基片来移除粘附到基片的表面的杂质。以此方式，获得在表面上包括由导电耐腐蚀材料制成的膜的基片。这被称作样本E5。
此外，改变在加热步骤中的加热温度并且将其它条件设为与这个示例中的样本E5的条件相同，从而制造在形成有两种导电耐腐蚀材料的基片(样本E6到E7)。
具体地，通过在加热步骤中在900℃的温度下加热粘附有氮化硼粉末的基片2个小时来制造样本E6。
通过在加热步骤中在800℃下加热粘附有氮化硼粉末的基片(样本C1)2个小时来制造样本E7。
此后，将X射线照射到在样本E5到E7的每一个的表面上形成的导电耐腐蚀材料以便于测量X射线衍射图案。在室温下使用由RigakuDenki Co.，Ltd.制造的Rint-1500作为测量设备在大气中进行测量。在图15到17中示出测量的结果。
如图15到17中所示，关于样本E5到E7，可以理解，确认由h-BN、Ti2N、TiN0.3和Ti引起的峰并且形成含有h-BN、Ti2N、TiN0.3和Ti的导电耐腐蚀材料。进而，样本E5到E7当2θ是29.1±0.1°、41.7±0.1°和42.2±0.1°时示出峰。认为这些峰是导电耐腐蚀材料的特定峰。存在斜方晶系TiB，作为在当2θ是29.1±0.1°、41.7±0.1°和42.2±0.1°时的位置处具有衍射峰的材料。然而，即使当2θ是46.4±0.1°和48.9±0.1°时，TiB也具有衍射峰，其衍射峰并不存在于样本E5到E7的X射线衍射图案中。相应地，认为样本E5到E7不是由TiB制成的。
接下来，对于样本E5到E7进行与示例1相同的腐蚀测试，以测量腐蚀电阻。在图18到20中显示结果。图18示出样本E5的腐蚀测试的结果。图19示出样本E6的腐蚀测试的结果。图20示出样本E7的腐蚀测试的结果。
如图18到20中所示，关于样本E5到E7，在腐蚀测试的初始阶段中腐蚀电流密度快速地降低并且在大约0.01μA cm-2或者更低处变成恒定。相应地，可以理解样本E5到E7具有优良的耐腐蚀性。
此后，在腐蚀测试之前和之后对测量样本(样本E5到E7)进行接触电阻测量，以便于测量其导电性的变化。测量以下样本的接触电阻：没有进行腐蚀测试的样本或者进行了腐蚀测试100个小时的样本。在图21中示出其结果。
此外，为了与样本E5到E7相比较，以如上所述相同的方式测量通过示例1制造的三种基片(样本C2到C4)的接触电阻。其结果也示于图21中。
如图21中所示，可以理解与样本C2到C4的接触电阻的变化相比，在腐蚀测试之前和之后样本E5到E7的接触电阻的变化降低。另外，即使在腐蚀测试进行100个小时之后，样本E5到E7也具有100mΩ·cm2或者更低的非常低的接触电阻。相应地，可以理解样本E5到E7具有稳定并且低的接触电阻值。
示例3
这个示例是通过使用Ti粉末和氮化硼粉末制造粉末状导电耐腐蚀材料的示例。在这个示例中，进行混合步骤(粘附步骤)和加热步骤来制造导电耐腐蚀材料。
在混合步骤中，通过将氮化硼粉末混合到至少含有Ti的Ti粉末来制造混合的粉末。在混合步骤中，能够使氮化硼粉末粘附到基片(Ti粉末)的表面。相应地，该混合步骤对应于示例1和2的粘附步骤。此外，在加热步骤中，通过在非氧化气体环境中在500到1650℃的温度下加热混合的粉末来获得导电耐腐蚀材料。
具体地，首先，以85：15的重量比率，Ti粉末试剂(由Wako PureChemical Industries，Ltd.制造的并且具有45μm的平均颗粒直径和95％或者更高的纯度)和BN粉末试剂(由Kojundo Chemical Lab.Co.，Ltd.制造的并且具有10μm的平均颗粒直径和99％或者更高的纯度)被相互混合，从而制造含有Ti粉末和氮化硼粉末的混合的粉末(混合步骤)。
然后，在1000℃的温度下在Ar气流中加热混合的粉末两个小时(加热步骤)。以此方式，获得粉末状导电耐腐蚀材料。这被称作样本E8。
此后，以与示例1相同的方式测量样本E8的X射线衍射图案。使用由Rigaku Denki Co.，Ltd制造的Rint-1500作为测量设备在大气中进行测量。在图22到24中示出测量的结果。
如图22到24中所示，即使对于样本E8，也观察到与示例1的样本E1到E4和示例2的样本E5到E7的峰相同的峰。即，即使对于样本E8，可以理解确认由h-BN、Ti2N、TiN0.3和Ti引起的峰并且形成含有h-BN、Ti2N、TiN0.3和Ti的导电耐腐蚀材料。此外，关于样本E8，可以理解确认由TiN和TiB2引起的峰并且包含TiN和TiB2。认为Ti粉末和BN粉末在粉末混合步骤中相互接近并且在粉末加热步骤中B和N对Ti反应，从而产生TiN和TiB2。
另外，类似于示例1的样本E1到E4和示例2的样本E5到E7，样本E8当2θ是29.1±0.1°、41.7±0.1°和42.2±0.1°时示出峰，并且当2θ是46.4±0.1°和48.9±0.1°时没有示出衍射峰。相应地，认为样本E8不是由当2θ是29.1±0.1°、41.7±0.1°、42.2±0.1°、46.4±0.1°和48.9±0.1°时具有峰的TiB制成的。
将进一步描述具有上述特征峰的样本E8的材料不是TiB的事实。
通常，由于晶体的配向，在X射线衍射线上峰强度改变，从而峰有时看起来消失。然而，在该示例中，制造粉末状导电耐腐蚀材料并且对该粉末样本(样本E8)进行XRD测量。相应地，样本E8的X射线衍射的峰强度几乎不受配向的影响。这是根据以下事实来理解，在样本E8的X射线衍射图案(见图22到24)中由α-Ti引起的峰对应于非常接近在ASTM(美国材料试验协会American Society for Testing andMaterials)中注册的α-Ti粉末的X射线衍射图案(未示出)的强度比率。
尽管这样，样本E8也在当2θ是29.1±0.1°、41.7±0.1°和42.2±0.1°时示出峰，并且当2θ是46.4±0.1°和48.9±0.1°时没有示出衍射峰。这意味着当2θ是29.1±0.1°、41.7±0.1°和42.2±0.1°时样本E8的峰是由不同于斜方晶系TiB并且由Ti和/或硼和/或氮构成的材料引起的峰。
示例4
在这个示例中，进行渗硼步骤和渗氮步骤来如图25中所示在基片2上制造导电耐腐蚀材料3。
如图25c中所示，制造由钛或者钛合金制成的并且在形成有至少含有钛、硼和氮的导电耐腐蚀材料3的膜的基片2。基片2可以例如用作燃料电池的金属双极性板。
在渗硼步骤中，如图25a和25b中所示，通过使用硼酸基熔盐的熔盐电解方法对基片2的表面渗硼。相应地，在基片2的表面上形成至少含有Ti和B的Ti-硼化物层21。
在渗氮步骤中，Ti-硼化物层21被渗氮，如图25b和25c中所示。相应地，在基片2的表面上形成导电耐腐蚀材料3的膜。
将在下面详细描述制造这个示例的导电耐腐蚀材料的方法。
首先，如图25a中所示，制备具有0.6mm厚度的Ti板(JIS第一类)作为基片2。
此后，制备由10wt％的K2O和90wt％的B2O3构成的混合的熔盐。在950到1000℃的范围中调节混合的熔盐的温度。基片2被浸入混合的熔盐中，并且在混合熔盐中被电解10分钟，同时基片2被用作负电极并且具有Ф13mm的石墨棒被用作正电极(渗硼步骤)。同时，在电解期间电流密度为大约0.1A/cm2。
相应地，如图25b中所示，基片2的表面被渗硼，并且在基片2的表面上形成至少含有Ti和B的Ti硼化物层21。认为Ti硼化物层21由TiB2和TiB制成。
随后，用温水溶解和清洗粘附到基片的熔盐。
然后，在形成有Ti硼化物层的基片被置于加热炉中，并且在1000℃的温度下在氮气流中加热两个小时(渗氮步骤)。在此情形中，氮气以0.5L/min的流率流入加热炉中。
相应地，如图25b和25c中所示，在基片2上形成的Ti硼化物层21被渗氮，并且在基片2的表面上形成至少含有钛、硼和氮的导电耐腐蚀材料3的膜。在形成有如上所述制造的导电耐腐蚀材料3的基片2被称作样本E9。
此外，在该示例中，使用Ti合金板作为基片制造包括在表面上形成有导电耐腐蚀材料的膜的基片(样本E10)。
除了使用Ti合金板代替Ti板之外，以与样本E1相同的方式制造样本E10。含有大约90质量％的Ti、6质量％的Al和4质量％的V并且具有0.6mm的厚度的合金板被用作Ti合金板。
此后，使用样本E9和E10进行腐蚀测试以在腐蚀测试之前和之后测量样本的接触电阻。
首先，为了与样本E9比较，制造三种基片(样本C5到C7)。
样本C5是具有0.6mm厚度的钛板(JIS第一类)。这是与用于制造样本E9相同的钛板。
样本C6是通过对钛板(JIS第一类)的表面渗氮获得的基片。
为了制造样本，首先，制备与样本E9的钛板相同的钛板(JIS第一类)。然后，将钛板置于加热炉中，并且如在渗氮步骤中一样在1000℃的温度下在氮气流(流率：0.5L/min)中加热两个小时。以此方式，获得通过对钛板的表面渗氮形成的基片(样本C6)。关于样本C6，认为通过对钛板的表面渗氮在钛板的表面上形成由TiN制成的层。
此外，样本C7是通过对钛板(JIS第一类)的表面渗硼形成的基片。
为了制造样本，首先，制备与样本E9的钛板相同的钛板(JIS第一类)。然后，如在渗硼步骤中那样，将钛板浸入由10wt％的K2O和90wt％的B2O3构成的混合的熔盐(温度：950到1000℃)中，并且在混合的熔盐中进行电解(电流密度：大约0.1A/cm2)10分钟，同时钛板被用作负电极并且具有Ф13mm的石墨棒被用作正电极。相应地，获得通过对钛板的表面渗硼形成的基片(样本C7)。关于样本C7，认为通过对钛板的表面渗硼在钛板的表面上形成由TiB2和/或TiB制成的层。
此外，为了与样本E10比较，制造三种基片(样本C8到C10)。
样本C8是具有0.6mm厚度的Ti合金板。Ti合金板是与用以制造样本E10的相同的合金板，它含有大约90质量％的Ti、6质量％的Al和4质量％的V。
样本C9是通过对Ti合金板的表面渗氮形成的基片。
为了制造样本，首先，制备与样本E10的Ti合金板相同的Ti合金板。然后，将Ti合金板置于加热炉中，并且如在渗氮步骤中那样在1000℃的温度下在氮气流(流率：0.5L/min)中加热两个小时。以此方式，获得通过对钛合金板的表面渗氮形成的基片(样本C9)。关于样本C9，认为通过对钛合金板的表面渗氮而在钛合金板的表面上形成由TiN制成的层。
样本C10是通过对钛合金板的表面渗硼而形成的基片。
为了制造样本，首先，制备与样本E10的相同的钛合金板。然后，如在渗硼步骤中那样，将钛合金板浸入由10wt％的K2O和90wt％的B2O3构成的混合的熔盐(温度：950到1000℃)中，并且在混合的熔盐中进行电解(电流密度：大约0.1A/cm2)10分钟，同时钛合金板被用作负电极并且具有Ф13mm的石墨棒被用作正电极。相应地，获得通过对钛合金板的表面渗硼形成的基片(样本C10)。关于样本C10，认为通过对钛合金板的表面渗硼而在钛合金板的表面上形成由TiB2和/或TiB制成的层。
此后，对于样本E9、E10和C5到C10进行腐蚀测试。以与示例1相同的方式进行腐蚀测试。在该示例中，最多在参考电极43和测量样本1之间施加0.26V的电压200个小时。
此外，在腐蚀之前和之后对测量样本(样本E1、E2和C1到C6)进行与在示例1中相同的接触电阻测量，以便于测量其导电性的变化。
关于样本E9、E10和C5到C10，测量以下样本的接触电阻：没有进行腐蚀测试的样本和进行腐蚀测试100个小时(电压施加时间)的样本。
在图26和27中示出其结果。
另外，关于样本E9、E10和C5到C7，测量以下样本的接触电阻：没有进行腐蚀测试的样本和进行了腐蚀测试50、100和200个小时的样本，并且测量其随时间的变化。将其结果示于图28中。
图28是半对数图，横轴代表腐蚀时间(电压施加时间)，并且纵轴代表接触电阻。
如图26中所示，样本E9和C7在腐蚀之前具有基本相同的接触电阻，并且在腐蚀之前样本C5的接触电阻稍微高于样本E9和C7的接触电阻。这些样本在腐蚀之前具有足够的导电性。然而，在进行腐蚀测试100个小时之后，样本C5和C7的接触电阻显著地增加。相反，在进行腐蚀测试100个小时之后，在表面上包括导电耐腐蚀材料的样本E9的接触电阻的增加被抑制。相应地，可以理解样本E9具有优良的耐腐蚀性。
同时，在进行腐蚀测试100个小时之后，样本C6还具有低的接触电阻。相应地，看起来耐腐蚀性是优良的(见图26)。然而，如图28中所示，可以理解如果腐蚀测试进行100个小时或者更长，则样本C2的接触电阻进一步地增加。在图28中，仅仅示出到200个小时之前的数据。然而，因为在半对数图中，样本C6的接触电阻随着时间线性增加，认为即使在200个小时之后，接触电阻进一步地增加。其原因被认为是在样本C6的表面上形成的TiN易于对水反应，从而发生水解。
相反，如图28中所示，在进行腐蚀测试100个小时之后，样本E9的接触电阻几乎没有增加。即，认为在进行腐蚀测试100个小时之后，样本E9的接触电阻几乎变成稳定水平。
相应地，可以理解包括导电耐腐蚀材料的样本E9的耐腐蚀性比样本C5到C7的耐腐蚀性更加优良。
此外，即使将样本E10与样本C8到C10相比较，可以理解在形成有导电耐腐蚀材料的样本E10的耐腐蚀性得以改进，如图27中所示。具体地，可以理解使用含有Al和V的Ti合金板制造的样本E10的接触电阻在腐蚀测试之前和之后几乎没有变化，并且其耐腐蚀性是非常优良的。
进而，如果进行腐蚀测试，则如图28中所示，样本C5到C7的接触电阻随着时间增加。具体地，样本C5和C7的接触电阻在少于100个小时的非常早的阶段中增加至1000mΩ·cm2或者更大。另外，如上所述，样本C6的接触电阻也伴随腐蚀而随着时间持续地增加。
相反，在进行腐蚀测试大约100个小时之后，样本E9和E10的接触电阻几乎变成稳定水平，并且即使在进行腐蚀测试100个小时或者更长时间之后，其接触电阻几乎没有改变。
如上所述，可以理解样本E9和E10具有导电性和优良的耐腐蚀性。
如上所述在表面上包括导电耐腐蚀材料的基片(样本E9和E10)能够提供优良导电性和耐腐蚀性的原因尚不清楚，但是认为其原因如下：
即，在样本E9和E10的每一个的表面上形成的导电耐腐蚀材料含有Ti、B和N。此外，如从元素周期表预期地，导电耐腐蚀材料的Ti能够在接近稳定的四阶元素时存在。因此，如上所述，认为改善了耐腐蚀性，同时导电性得以保持。
具体地，至少样本E10的基片的表面由含有属于元素周期表的3B族元素的Al和属于元素周期表的5A族元素的V的钛合金板制成。
相应地，除了Ti、B和N，在样本E10的导电耐腐蚀材料中含有Al和V。因此，认为导电耐腐蚀材料的Ti易于接近稳定的四阶元素。因此，如上所述，认为样本E10的耐腐蚀性被进一步提高。
相反，在样本C6、C7、C9和C10的每一个的表面上形成由具有导电性的TiB2或者TiN等制成的层。然而，因为TiB2或者TiN的Ti的化合价明显地不是4，认为每一个样本均具有导电性，但是如上所述易于被腐蚀。
此外，样本E9和E10的每一个的导电耐腐蚀材料具有化学稳定性和优良导电性的原因被认为是至少由Ti、B和N制成的导电材料具有包括导带的晶体结构。
进而，能够通过渗硼步骤和渗氮步骤而简单地制造这个示例的样本E9和E10。如果样本E9和E10被用作燃料电池的金属双极性板，则与在相关技术中不同，不需要使用昂贵的贵金属。相应地，能够以低成本制造用于燃料电池的金属双极性板。
如上所述，根据这个示例，能够以低成本制造具有优良的导电性和耐腐蚀性的导电耐腐蚀材料。
示例5
在这个示例中，如图29中所示，进行热喷涂步骤和渗氮步骤来在金属基片2上制造导电耐腐蚀材料3的膜。
在这个示例中，如图29c中所示制造金属基片2，该金属基片由钛制成并且在形成有至少含有钛、硼和氮的导电耐腐蚀材料3。该金属基片2可以被用作例如用于燃料电池的金属双极性板。
在热喷涂步骤中，如图29a和29b中所示，TiB2粉末被喷涂到金属基片2的至少一部分表面上。相应地，在金属基片2的表面上形成由TiB2颗粒形成的TiB2层21。
在渗氮步骤中，如图29b和29c中所示，TiB2层21被渗氮。相应地，在金属基片2的表面上形成导电耐腐蚀材料3的膜。
将在下面详细描述制造这个示例的导电耐腐蚀材料的方法。
此外，如图29a中所示，制备具有0.6mm的厚度的Ti板(JIS的第一类)作为金属基片2。
然后，在大约60℃的温度下加热金属基片2，并且通过等离子体喷涂将TiB2粉末喷涂到金属基片2的两个表面上(热喷涂步骤)。相应地，如图29b中所示，在金属基片2的两个表面上形成由TiB2颗粒形成的TiB2层21。具有1.0到4.5μm的主要颗粒直径和10到63μm的颗粒尺寸的成颗粒的粉末被用作TiB2粉末。此外，关于等离子体喷涂，在以下条件下通过由Sulzer Metco Inc.公司制造的等离子体喷涂设备(9MB)进行Ar-N2喷涂，其中喷涂距离为100mm、TiB2粉末的进送速率为32.8g/min、Ar：N2的比率为50：50(L/min)，并且电流为500A。
随后，将在形成有TiB2层21的金属基片2置于加热炉中，并且将基片2在1000℃的温度下在氮气流中加热两个小时(渗氮步骤)。在此情形中，氮气以0.5L/min的流率流入加热炉中。
相应地，如图29b和29c中所示，在金属基片2上形成的TiB2层21被渗氮，并且在基片2的表面上形成至少含有钛、硼和氮的导电耐腐蚀材料3的膜。在形成有如上所述制造的导电耐腐蚀材料3的基片2被称作样本E11。
此外，在这个示例中，改变热喷涂步骤的喷涂条件并且制造在表面上包括导电耐腐蚀材料的膜的金属基片(样本E12)。
以与样本E11相同的方式制造样本E12，只是热喷涂步骤的喷涂条件从Ar-N2喷涂改变为Ar-H2喷涂。
具体地，当制造样本E12时，在喷涂距离为100mm、TiB2粉末的进送速率为32.8g/min、Ar：H2的比率为80：20(L/min)，并且电流为600A的条件下，在热喷涂步骤中进行Ar-H2喷涂。相应地，在金属基片的两个表面上形成TiB2层。此后，如样本E11，进行渗氮步骤来对TiB2层渗氮，从而在金属基片上形成由导电耐腐蚀材料形成的层。
此后，使用样本E11和E12进行腐蚀测试以测量样本在腐蚀测试之前和之后的接触电阻。
首先，为了与样本E11和E12比较，制造三种基片(样本C11到C13)。
样本C11是具有0.6mm厚度的钛板(JIS第一类)。这是与用于制造样本E11和E12的每一个的钛板相同的钛板。
样本C12是通过对钛板(JIS第一类)的表面渗氮获得的基片。
为了制造样本，首先，制备与样本E11的钛板相同的钛板(JIS第一类)。然后，将钛板置于加热炉中，并且在渗氮步骤中在1000℃的温度下在氮气流(流率：0.5L/min)中加热两个小时。以此方式，获得通过对钛板的表面渗氮形成的基片(样本C12)。关于样本C12，认为通过对钛板的表面渗氮而在钛板的表面上形成由TiN制成的层。
此外，样本C13是通过在钛板(JIS第一类)的表面上形成由TiB2颗粒形成的TiB2层而形成的基片。
为了制造样本，首先，制备与样本E11的钛板相同的钛板(JIS第一类)。然后，在大约60℃的温度下加热钛板，在与样本E11的条件相同的条件下进行等离子体喷涂(Ar-N2喷涂)，并且将TiB2粉末喷涂到钛板的两个表面上。以此方式，获得通过在钛板的表面上形成由TiB2颗粒形成的TiB2层而形成的基片(样本C13)。
此后，对于样本E11、E12和C11到C13进行腐蚀测试。以与示例1相同的方式进行腐蚀测试。在该示例中，最多在参考电极43和测量样本1之间施加0.26V的电压200个小时。
此外，在腐蚀之前和之后对样本(样本E11、E12和C11到C13)测量接触电阻，从而测量其导电性的变化。
关于样本E11、E12和C11到C13，测量以下样本的接触电阻：没有进行腐蚀测试的样本和进行了腐蚀测试48和96个小时的样本，并且测量其随时间的变化。其结果示于图30中。同时，因为如下所述在腐蚀测试的相对初始的阶段中，样本C13具有非常高的接触电阻，为了试验效率，并不进行对应于96个小时的测量。
同时，图30是半对数图，横轴代表腐蚀时间(电压施加时间)，并且纵轴代表接触电阻。
如从图30可见，可以理解在腐蚀测试开始之前，样本C11和C13的接触电阻很大，并且在腐蚀测试之后，其接触电阻随着时间进一步增加。相反，包括导电耐腐蚀材料的样本E11和E12具有小的接触电阻，并且即使腐蚀测试，其接触电阻几乎不增加。
相应地，可以理解样本E11和E12的每一个均具有优良的导电性并且还具有优良的耐腐蚀性。
此外，样本C12的耐腐蚀性低于样本E11和E12，但是看起来具有比较优良的耐腐蚀性(见图30)。然而，如图30中所示，在半对数曲线图中，样本C12的接触电阻随着时间线性增加。在图30中，仅仅示出直至96个小时的数据，但是认为即使在96个小时之后，接触电阻也进一步增加。认为其原因是在样本C12的表面上形成的TiN易于对水反应，从而发生水解。
相反，如图30中所示，在腐蚀测试48个小时之后，样本E11和E12的接触电阻几乎没有增加。即，认为在腐蚀测试48个小时之后，样本E11和E12的接触电阻几乎变成稳定状态。
相应地，可以理解与样本C11到C13相比，包括导电耐腐蚀材料的样本E11和E12的每一个均具有优良的导电性并且具有优良的耐腐蚀性。
如上所述在表面上包括导电耐腐蚀材料的基片(样本E11和E12)能够呈现优良导电性和耐腐蚀性的原因尚不清楚，但是认为其原因如下：
即，在样本E11和E12的每一个的表面上形成的导电耐腐蚀材料含有Ti、B和N。此外，如从元素周期表预期地，导电耐腐蚀材料的Ti能够在接近稳定的四阶元素时存在。因此，如上所述，导电耐腐蚀材料具有优良的导电性并且即使被暴露给腐蚀条件也能够保持优良的导电性。即，导电耐腐蚀材料具有优良的导电性和耐腐蚀性。
相反，在样本C12和C13的每一个的表面上形成由具有导电性的TiB2或者TiN等制成的层。然而，因为TiB2或者TiN的Ti的化合价明显地不是4，认为每一个样本均具有导电性，但是如上所述易于被腐蚀。
此外，如上所述样本E11和E12的每一个的导电耐腐蚀材料具有化学稳定性和优良导电性的原因被认为是至少由Ti、B和N制成的导电材料具有晶体结构，其中电子存在于导带中。
进而，能够通过热喷涂步骤和渗氮步骤简单地制造这个示例的样本E11和E12。如果样本E11和E12被用作用于燃料电池的金属双极性板，则与在相关技术中不同，不需要使用昂贵的贵金属。相应地，能够以低成本制造用于燃料电池的金属双极性板。
如上所述，根据这个示例，能够以低成本制造具有优良的导电性和耐腐蚀性的导电耐腐蚀材料。
示例6
这个示例是通过不同的方法在基片上制造六种导电耐腐蚀材料的示例，测量其组分比率，并且评价其特性。
首先，与在示例1中类似，进行包括涂覆步骤和干燥步骤的粘附步骤以及加热步骤来制造导电耐腐蚀材料。
具体地，首先，制备由Kobe Steel，Ltd.制造的并且具有0.6mm的厚度的Ti板(JIS第一类)作为基片。
此后，与在示例1中类似，制备正己烷和异丙醇被相互混合的混合的溶剂，并且通过按重量比率将20份的氮化硼粉末添加到80份的混合的溶剂来制造氮化硼分散液。由具有六方晶体结构的氮化硼(h-BN)制成的粉末被用作氮化硼粉末。通过喷涂(涂覆步骤)将氮化硼分散液涂覆到基片的表面，然后，通过在具有80℃温度的恒温室中干燥基片几分钟(干燥步骤)。此后，将粘附有氮化硼粉末的基片在Ar气流中在1000℃的温度下加热两个小时(加热步骤)。随后，通过用水和丙酮清洗基片来移除粘附到基片表面的杂质。以此方式，获得在表面上具有由导电耐腐蚀材料制成的膜的基片。这被称作样本E13。
此外，改变加热步骤的加热温度和加热时间并且其它条件被设为与这个示例中的样本E13的条件相同，从而制造在形成有另外两种导电耐腐蚀材料的基片(样本E14到E15)。
通过在900℃的温度下在加热步骤中加热粘附有氮化硼粉末的基片20分钟来制造样本E14。
通过在900℃的温度下在加热步骤中加热粘附有氮化硼粉末的基片20分钟来制造样本E15。
此外，在这个示例中，与在示例5中类似，进行热喷涂步骤和渗氮步骤来在由钛制成的基片上制造导电耐腐蚀材料(样本E16)。
具体地，首先，制备由Kobe Steel，Ltd.制造的并且具有0.6mm的厚度的Ti板(JIS第一类)作为基片。
此后，与在示例5中类似，在大约60℃的温度下加热金属基片，并且通过等离子体喷涂将TiB2粉末喷涂到金属基片的两个表面上(热喷涂步骤)。与示例5中相同的粉末被用作TiB2粉末。此外，关于等离子体喷涂，在以下条件下通过与示例5中相同的设备进行Ar-N2喷涂，其中喷涂距离为100mm、TiB2粉末的进送速率为32.8g/min、Ar：N2的比率为50：50(L/min)，并且电流为500A。随后，将在形成有TiB2层的金属基片置于加热炉中，并且在1000℃的温度下在氮气流中加热两个小时，并且氮气以0.5L/min的流率流入加热炉中(渗氮步骤)。以此方式，通过对在金属基片上形成的TiB2层渗氮制造形成有至少含有钛、硼和氮的导电耐腐蚀材料的膜的基片(样本E16)。
进而，在这个示例中，与在示例4中类似，进行渗硼步骤和渗氮步骤来在由钛制成的基片上制造导电耐腐蚀材料(样本E16)。
具体地，首先，制备由Kobe Steel，Ltd.制造的并且具有0.6mm的厚度的Ti板(JIS第一类)作为基片。
此后，与示例4中类似，制备由10wt％的K2O和90wt％的B2O3构成的混合的熔盐(温度：950到1000℃)，基片被浸入混合的熔盐中，并且它在混合的熔盐中被电解(电流密度：大约0.1A/cm2)10分钟，同时基片被用作负电极并且具有Ф13mm的石墨棒被用作正电极(渗硼步骤)。相应地，通过对基片的表面渗硼，在基片的表面上形成至少含有Ti和B的Ti硼化物层。随后，用温水溶解和清洗粘附到基片的熔盐。接下来，与示例4中类似，在形成有Ti硼化物层的基片被置于加热炉中，在1000℃的温度下在氮气流将基片加热两个小时，并且氮气以0.5L/min的流率流入加热炉中(渗氮步骤)。
以此方式，通过对在基片上形成的Ti硼化物层渗氮制造形成有至少含有钛、硼和氮的导电耐腐蚀材料的膜的基片(样本E17)。
在这个示例中，对于通过粘附步骤和加热步骤在基片上制造的导电耐腐蚀材料进一步进行气体渗氮，来制造导电耐腐蚀材料。
即，首先，与这个示例的样本E15类似，进行粘附步骤和加热步骤(假设加热条件：1000℃和30分钟)来制造基片，在该基片的表面上形成导电耐腐蚀材料。将在形成有导电耐腐蚀材料的基片置于加热炉中，并且在1000℃的温度下在氮气流中加热两个小时，从而在基片上形成的导电耐腐蚀材料被进一步渗氮(渗氮步骤)。在此情形中，氮气以0.5L/min的流率流入加热炉中。以此方式，制造在表面上包括被进一步渗氮的导电耐腐蚀材料的基片。这被称作样本E19。
进而，在这个示例中，为了与样本E13到E18比较，制造三种基片(样本C14到C16)。
样本C14是由Kobe Steel，Ltd.制造的并且具有0.6mm的厚度的钛板(JIS第一类)。
通过利用离子电镀法在钛板的表面上形成TiN膜制造样本C15。
样本C16是通过在Ti板(由Kobe Steel，Ltd.制造的钛板(JIS第一类)并且具有0.6mm的厚度)的表面上形成由TiB2颗粒形成的TiB2层制造的基片。为了制造样本，与样本E16类似，JIS第一类的钛板在大约60℃的温度下被加热，进行等离子体喷涂(Ar-N2喷涂)，并且将TiB2粉末喷涂到钛板的两个表面上以形成TiB2层。
此后，测量如上所述制造的样本E13到E18和C14到C16的表面的组成。
通过X射线电光子分光光谱(XPS)测量该组成。由ULVAC-PHIInc.制造的Quantera SXM被用作XPS设备，并且Monochromated Al Kα被用作X射线源。分析面积被设为100×1500μm。此外，通过对每一个样本的表面进行表面分析而测量Ti、B和N的组分比率。在图31中示出其结果，作为示出Ti-B-N系统的三元相图表的视图。
进而，对于每一个样本(样本E13到E18和C14到C16)进行腐蚀测试，并且在腐蚀测试之后测量接触电阻值(mΩ·cm2)。以与示例1相同的方式进行腐蚀测试和接触电阻的测量。
关于每一个样本，在表1中示出以下接触电阻值：在腐蚀测试开始进行之前(0小时)的接触电阻值、当腐蚀测试进行48个小时时的接触电阻值以及当腐蚀测试进行96个小时时的接触电阻值。同时，因为当腐蚀测试进行48个小时时样本C15的接触电阻值已经非常大，因此没有对当腐蚀测试进行96个小时时的接触电阻值进行测量。
表1

如图31中所示，样本E13到E18的钛(Ti)、硼(B)和氮(N)的原子比率满足0.05≤[Ti]≤0.40、0.20≤[B]≤0.40、0.35≤[N]≤0.55，并且[Ti]+[B]+[N]＝1(在图31中的画有阴影线的区域中)。即使在腐蚀测试进行100个小时之后，样本E13到E18中的每一个也具有100mΩ·cm2或者更低的非常低的接触电阻值，如表1中所示。相应地，可以理解样本E13到E18中的每一个具有优良的耐腐蚀性和导电性。
同时，由钛板构成的样本C14的接触电阻在腐蚀测试进行48个小时之后超过100mΩ·cm2，并且在腐蚀测试进行96个小时之后增加至超过550mΩ·cm2。此外，在表面上包括TiN层的样本C15的接触电阻在进行腐蚀测试之前足够低，但是在腐蚀测试进行48个小时之后快速地升高至超过2000mΩ·cm2的非常高的接触电阻。而且，包括在表面上通过等离子体喷涂形成的TiB2层的样本C16的接触电阻直到腐蚀测试进行48个小时之前比较低，但是在腐蚀测试进行96个小时之后增加至超过3000mΩ·cm2的相当高的接触电阻。
因此，根据这个示例，可以理解含有钛(Ti)、硼(B)和氮(N)的并且其原子比率满足0.05≤[Ti]≤0.40、0.20≤[B]≤0.40和0.35≤[N]≤0.55(假设[Ti]+[B]+[N]＝1)的导电耐腐蚀材料具有优良的耐腐蚀性和导电性。