Skip to main content
SUPERVISOR
Fakhreddin Ashrafizadeh,AliAkbar AlemRajabi,Mahmood Monir-vaghefi
سیدفخرالدین اشرفی زاده (استاد راهنما) علی اکبر عالم رجبی (استاد مشاور) سیدمحمود منیرواقفی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Mehi Hosseini Najafabadi
مهدی حسینی نجف آبادی

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 این تحقیق، پوشش نیکل- فسفر جاذب نور خورشید روی زیرلایه آلومینیوم به روش الکترولس ایجاد شد. این پوشش به عنوان جایگزینی برای پوشش PVD آبگرمکن خورشیدی مورد تحقیق قرار گرفته است. تاثیر عوامل مختلف بر ساختار، چسبندگی، سختی، زبری سطح، خواص نوری و عمر پوشش بررسی و بهینه سازی شد. این عوامل شامل درصد فسفر، عملیات حرارتی، زبری زیرلایه، ضخامت پوشش، نوع و غلظت اسید سیاه کننده و افزودن نانوتیوب کربنی بود. از میکروسکوپ الکترونی روبشی برای مطالعه مرفولوژی و ضخامت پوشش، از دستگاه پراش پرتو ایکس جهت آنالیز فازهای موجود در پوشش و از میکروسکوپ نیروی اتمی جهت مطالعه زبری سطح پوشش استفاده شد. خواص نوری پوشش با اندازه گیری ضریب جذب در طول موج های 300 تا 1700 نانومتر، ضریب تابش حرارتی 5/2 تا 25 میکرون و اختلاف رنگ نمونه ها با سیاه ایده آل بدست آمد. خواص نوری پوشش توسط اسپکتروفتومتر و FTIR اندازه گیری شد. جذب بالای پوشش الکترولس نیکل- فسفر سیاه مربوط به مرفولوژی خاص آن با زبری بالاست. رنگ سیاه این پوشش نیز به دلیل این مرفولوژی سطحی و تشکیل اکسیدهای نیکل (NiO و Ni 2 O 3 ) است. نتایج حاصل نشان داد که عملیات حرارتی پوشش‌ نیکل- فسفر منجر به رسوب فاز سخت فسفید نیکل و افزایش سختی پوشش می گردد. هم چنین عملیات حرارتی باعث کاهش میزان تابش حرارتی پوشش ها شد. افزودن CNT به پوشش های الکترولس نیکل- فسفر، باعث افزایش سختی و عمر پوشش شد. میزان جذب پوشش های الکترولس نیکل- فسفر سیاه با نانوتیوب به 7/98% رسید و این در حالی است که با افزودن CNT، ضریب تشعشع به میزان قابل توجهی کاهش می یابد به طوری که از 34% به 22% می رسد. نتایج آزمون دوام نشان داد پوشش های فسفر بالا بیشترین عمر را دارند و طبق محاسبات بیش از 25 سال دوام خواهند داشت. پوشش الکترولس نیکل- فسفر دارای ضریب جذب و عمر بالاتری نسبت به پوشش رسوب فیزیکی بخار است و می تواند به عنوان جایگزین مناسبی برای کاربرد در آبگرمکن خورشیدی مطرح شود.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی