Skip to main content
SUPERVISOR
Fakhreddin Ashrafizadeh,AliAkbar AlemRajabi,Mahmood Monir-vaghefi
سيدفخرالدين اشرفي زاده (استاد راهنما) علي اکبر عالم رجبي (استاد مشاور) سيدمحمود منيرواقفي (استاد راهنما)
 
STUDENT
Mehi Hosseini Najafabadi
مهدي حسيني نجف آبادي

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1386

TITLE

Formation of Electroless black nanostructure Ni coatings and optimization of optical properties
In this thesis, high solar absorber coatings of Ni-P on aluminum substrate have been fabricated by electroless technique as an alternative to sophisticated PVD coatings. For this purpose, nickel-phosphorus coating was deposited on commercially pure aluminum and then blacking process was carried out. The effect of various parameters on microstructure, hardness, adhesion, optical properties and durability of the coatings was studied. These parameters were phosphorous content, heat treatment, substance’s roughness, thickness of coating, blackened acid and CNT. The phase structure of the coatings was studied by X-ray diffraction; the crystallite size measured by using Sherrer method indicated an average crystallite size of about 15 nm with an increase in hardness. Microstructural examinations of the coatings were performed by scanning electron microscopy. The coatings generally had sound, crack-free surfaces. The topography of the coatings was studied by Atomic force microscopy. The optical properties of the coatings were determined by means of spectrophotometer and FTIR. Absorption and emission coefficients of the coatings were measured in range of 0.3-1.7µm and 2.5-25µm respectively. The ultra high absorption of the coatings is associated with unique surface morphology and formation of nickel oxides (NiO, Ni 2 O 3 ) and some nickel phosphate. The surface morphology consisting of a dense array of microscopic, conical pores perpendicular to the surface. This structure produce by selective etch act as light traps, is capable of absorbing over 98% light in solar region. The results indicated that after heat treatment, emission coefficient was decreased. CNTs improved absorption and emission of the coatings. Emission coefficient of coating was 0.34 while after embed CNTs, it reduced to 0.22. Prepared samples were subjected to an accelerated lifetime test. In the test procedure the temperature of the environment was set to 40 ? C and the relative humidity to 95%. Durability test showed that high phosphorous coatings had good long-term optical performance. The results of this study indicate that the coating process described here is a good method to produce solar absorber coatings on aluminium.
در اين تحقيق، پوشش نيکل- فسفر جاذب نور خورشيد روي زيرلايه آلومينيوم به روش الکترولس ايجاد شد. اين پوشش به عنوان جايگزيني براي پوشش PVD آبگرمکن خورشيدي مورد تحقيق قرار گرفته است. تاثير عوامل مختلف بر ساختار، چسبندگي، سختي، زبري سطح، خواص نوري و عمر پوشش بررسي و بهينه سازي شد. اين عوامل شامل درصد فسفر، عمليات حرارتي، زبري زيرلايه، ضخامت پوشش، نوع و غلظت اسيد سياه کننده و افزودن نانوتيوب کربني بود. از ميکروسکوپ الکتروني روبشي براي مطالعه مرفولوژي و ضخامت پوشش، از دستگاه پراش پرتو ايکس جهت آناليز فازهاي موجود در پوشش و از ميکروسکوپ نيروي اتمي جهت مطالعه زبري سطح پوشش استفاده شد. خواص نوري پوشش با اندازه گيري ضريب جذب در طول موج هاي 300 تا 1700 نانومتر، ضريب تابش حرارتي 5/2 تا 25 ميکرون و اختلاف رنگ نمونه ها با سياه ايده آل بدست آمد. خواص نوري پوشش توسط اسپکتروفتومتر و FTIR اندازه گيري شد. جذب بالاي پوشش الکترولس نيکل- فسفر سياه مربوط به مرفولوژي خاص آن با زبري بالاست. رنگ سياه اين پوشش نيز به دليل اين مرفولوژي سطحي و تشکيل اکسيدهاي نيکل (NiO و Ni 2 O 3 ) است. نتايج حاصل نشان داد که عمليات حرارتي پوشش‌ نيکل- فسفر منجر به رسوب فاز سخت فسفيد نيکل و افزايش سختي پوشش مي گردد. هم چنين عمليات حرارتي باعث کاهش ميزان تابش حرارتي پوشش ها شد. افزودن CNT به پوشش هاي الکترولس نيکل- فسفر، باعث افزايش سختي و عمر پوشش شد. ميزان جذب پوشش هاي الکترولس نيکل- فسفر سياه با نانوتيوب به 7/98% رسيد و اين در حالي است که با افزودن CNT، ضريب تشعشع به ميزان قابل توجهي کاهش مي يابد به طوري که از 34% به 22% مي رسد. نتايج آزمون دوام نشان داد پوشش هاي فسفر بالا بيشترين عمر را دارند و طبق محاسبات بيش از 25 سال دوام خواهند داشت. پوشش الکترولس نيکل- فسفر داراي ضريب جذب و عمر بالاتري نسبت به پوشش رسوب فيزيکي بخار است و مي تواند به عنوان جايگزين مناسبي براي کاربرد در آبگرمکن خورشيدي مطرح شود.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی