بخشی از مقاله
چکیده:
در این تحقیق تاثیر جریان آبکاری بر مورفولوژی،سختی وبراقیت نیکل سیاه - مات - تولید شده از طریق آبکاری الکتریکی مورد بررسی قرار گرفت.پوشش نیکل سیاه با ظاهر مات و همچنین میزان جذب بالا و نشر پایین،به طور گسترده در چندین کاربرد مثل:پنل های خورشیدی و پوشش هایی برای دکور مورد استفاده قرار می گیرد.آبکاری الکتریکی روشی مناسب و همچنین مقرون به صرفه برای ساخت پوشش نیکل سیاه می باشد.در این پژوهش پوشش نیکل مات با استفاده از حمام واتس با ترکیب سولفات نیکل،کلرید نیکل و بوریک اسید و با اعمال شدت جریان30-1400 میلی آمپر بر سانتیتر مربع و ولتاژ مناسب،در دمای 70 درجه سانتیگراد پس از گذشت 8 دقیقه تولید شد.تصاویرمیکروسکوپ الکترونی روبشی و همچنین نتایج تست براقیت نشان داد که با افزایش میزان شدت جریان، مورفولوژی ساختارها از صاف و مسطح به گل کلمی تبدیل شد، همچنین میزان براقیت پوشش ها کمتر شده و سختی پوشش های مذکور نیز به تدریج افزایش پیدا کرد.
کلمات کلیدی: آبکاری الکتریکی، نیکل سیاه ،براقیت ،جذب ، مورفولوژی
-1مقدمه:
نیکل مات، به علت جذب زیاد انرژی خورشید،در سلولهای خورشیدی مورد استفاده قرار می گیرد.کلکتور خورشیدی ، دستگاهی است که انرژی خورشید را جمع آوری می کند و سپس این انرژی را به یک انرژی مفیدتر تبدیل می کند. [1] تبدیل کارآمد اشعه ی خورشیدی به گرمای مفید به وسیله ی ظرفیت کلکتورهای خورشیدی برای جذب اشعه ی خورشیدی و کم کردن اشعه ی برگشتی، مشخص می شود. بنابراین مقدار زیاد جذب ومقدار کم نشرحرارتی نیاز است و این ویژگی به وسیله پوششهای جاذب خورشیدی کنترل می شود.[2] نیکل سیاه و کرم سیاه از مهمترین پوشش های جاذبی است که بر سطح کلکتورهای خورشیدی برای رسیدن به این هدف پوشش داده می شوند.
نیکل سیاه به دلیل جذب بالا، قیمت پایین وسهولت تولید، بیشتر از پوشش های دیگر به عنوان جاذب استفاده می شود[3] .پوشش نیکل سیاه توسط تابور3 بعنوان جذب کننده خورشیدی معرفی شده است .این پوشش دارای ضریب جذبی در حدود ./96 بوده و نشر حرارتی آن نیز تقریبا 0/1 گزارش شده است. [4] به طور کلی روش های متفاوتی برای ساخت پوشش نیکل سیاه وجود دارد نظیر: الکترولس4، سل-ژل5، رسوب دهی بخار شیمیایی6 و آبکاری الکتریکی.[3]7آبکاری الکتریکی به دلیل فوایدی همچون کنترل دمای فرایند ، انجام پذیری در فشار متداول، هزینه ی پایین، سرعت پوشش دهی بالا، توانایی آن در پوشش دهی نمونه ها با اشکال مهندسی پیچیده و تجهیزات ساده ، به عنوان یک روش عملی و اقتصادی برای تولید پوشش نیکل سیاه شناخته شده است[5]و.[6]
در واقع آبکاری الکتریکی فرآیندی است که در آن با استفاده از جریان الکتریکی، یک لایه از فلز،روی سطح فلز دیگرپوشش داده می شود.[7 ]آبکاری الکتریکی نیکل برای اولین بار در سال 1837 توسط برد ارائه شد.وی محلولی از کلرید نیکل یا سولفات نیکل را طی چند ساعت الکترولیزنمود که در نتیجه آن یک پوشش نیکلی روی الکترود پلاتینی ایجاد شد.باتگر8 نیز در سال 1843 اولین حمام کاربردی در زمینه آبکاری نیکل را پیشنهاد داد که شامل محلول نیکل و سولفات آمونیوم بود. تا اینکه در سال 1916 واتس9،با استفاده از پژوهش ها و دست آوردهای حاصل شده در این زمینه،حمام اسیدی متشکل از سولفات نیکل، کلرید نیکل و اسید بوریک را برای آبکاری الکتریکی نیکل پیشنهاد کرد و بدین صورت بهینه سازی ترکیب محلول آبکاری نیکل انجام گرفت.این حمام تاکنون به طور گسترده مورد استفاده قرار گرفته است.[8]
در این تحقیق هدف بررسی تغییر ظاهر،سختی و مورفولوژی نیکل سیاه - مات - آبکاری شده،همزمان با تغییر دانسیته جریان الکتریکی است.با توجه به کاربردهای مختلف نیکل در صنعت،رنگ های متفاوتی از پوشش نیکل مورد نیاز است که در این تحقیق با ایجاد شرایط آبکاری مناسب، می توان به مات شدن رنگ پوشش نیکل سیاه دست یافت.
-2مواد و روش تحقیق:
در این تحقیق پوشش نیکل مات به روش آبکاری الکتریکی با جریان مستقیم به دست آمد.در آبکاری نیکل نیکل، مفیدترین و مقرون به صرفه ترین حمام ، حمام واتس می باشد که اجزای آن در جدول 1 آورده شده است.
