Способ изготовления селективного покрытия для поглощения солнечной энергии Советский патент 1993 года по МПК C25D3/56 C25D5/16 

Изобретение относится к гелиотехнике и может быть использовано в солнечных коллекторах, применяемых в системах тепло- и хладоснабжения жилых и общественных зданий, а также в солнечных установках с Концентраторами.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе изготовления селективного покрытия для поглощения солнеч- ной энергии электрохимическое осаждение кобальта ведут при плотности тока 0,35-0,40 А/дм2 из раствора сульфата кобальта с концентрацией 290-310 г/л, в качестве легирующей добавки используют хлорид никеля с последующим окислением при 45-50°С в растворе молибдата и хлорида аммония.

Увеличение плотности тока выше 0,4 приводит к значительному ускорению процесса осаждение покрытия и снижению, соответственно точности контроля и управления качеством и толщиной покрытия, что не позволяет гарантировать получение его постоянных оптических свойств. Повышение плотности тока до значений 4

А/дм2

А/дм2, что соответствует плотности тока по прототипу, ведет к снижению времени осаждения покрытия до 10 с и из-за трудности контроля времени осаждения к большому разбросу параметров покрытия (таблица). Снижение плотности тока до значений ниже 0,35 А/дм2 приводит к снижению селективности покрытия из-за медленного увеличения его поглощэтель- ной способности и соответственно роста степени черноты. Одним из преимуществ данного способа является осаждение покрытия при меньшей концентрации сернокислого кобальта, по сравнению с прототипом, и при меньшей плотности тока. Способ изготовления селективного покрытия состоит в следующем: на предварительно подготовленную металлическую или металлизированную подложку электрохимическим путем осаждают при комнатной температуре никель-кобальтовое покрытие из водного раствора сернокислого кобальта в присутствии хлористого никеля. Продолжительность процесса осаждения составля. +s

W

Ё

00

о VJ

о

8

ет 25 мин при плотности тока 0,35-0,40 А/дм2. Далее образцы с покрытием подвергают химическому окислению в водном растворе молибдата и хлорида аммония при температуре 45-50°С в течение 5 мин.

Пример 1. Изготовление покрытия на стальной подложке.

На предварительно обработанную подложку из стали покрытие осаждают из раствора: C0S04 300 г/л, NiCla 130 г/л, НзВОз 30 г/л, KCI 15 г/л, в течение 25 мин при плотности тока 0,35 А/дм2. Полученное покрытие состоит из: Со 70%, N1 30%. Затем проводят химическое окисление покрытия в растворе (NH4)eMo7024-4H20 20 г/л, NH-iCI 20 г/л при температуре 45°С в течение 5 мин. После этого в состав покрытия входят СоО и N10. Свойства: поглощательная способность в диапазоне солнечного спектра 0,95-0,96, степень черноты 0,15-0,16.

Пример 2. Изготовление двухслойного покрытия.

На стальную подложку наносят электрохимическим путем слой матового никеля известным способом, например, из раствора: NIS04 300 г/л, НзВОз 40 г/л, KF 10 г/л, NaCl 2 г/л, при плотности тока 1 А/дм2 и продолжительности осаждения 20 мин. На приготовленную таким образом подложку осаждают покрытие из раствора г/л. М1С12130.г/л, НзВОз 30 г/л, KCI 15 г/л, в течение 25 мин при плотности тока 0,4 А/дм2. Затем производят химическое окисление в растворе (МНз)б-Мо70з4-4Н20 20 г/л, NH4C1 20 г/л при температуре 50°С в течение 5 мин. Свойства: поглощательная способность в диапазоне солнечного спектра 0,96-0,97, степень черноты 0,11-0,12.

Пример 3. Изготовление двухслойного покрытия.

На стальную подложку наносят электрохимическим путем слой белого кобальта, например, из раствора CoCl2 75 г/л, NaCl 30 г/л, при плотности тока 1,5 А/дм2 в течение 1.5 мин. На приготовленную таким образом подложку осаждают покрытие из раствора

CoS04 310 г/л, NfCla 130 г/л, НзВОз 30 г/л, KCI 15 г/л в течение 25 мин при плотности тока 0,37 А/дм2. Затем покрытие подвергают химическому окислению в растворе (МН4)бМо7024 4Н20 20 г/л, NH4CI20 г/л при

температуре 50°С в течение 5 мин. Свойства: поглощенная способность 0,96-0,97, степень черноты 0,10-0,11,

Использование данного способа изготовления селективного покрытия для поглощения солнечной энергии, по сравнению с прототипом, повышает эффективность плоского солнечного коллектора при температуре 65°С на 3%, а выработка тепла при использовании такого коллектора в системах теплоснабжения увеличивается на 7%.

Формула из обретения

Способ изготовления селективного по- крытия для поглощения солнечной энергии, включающий осаждение кобальта из электролита, содержащего сульфат кобальта, борную кислоту и легирующую добавку с последующим окислением, отличающи- и с я тем, что, с целью повышения селективности покрытия и снижения энергозатрат, осаждение ведут при плотности тока 0,35- 0,40 А/дм из электролита, дополнительно содержащего хлорид калия, а в качестве ле- гирующей добавки - хлорид никеля при следующем соотношении компонентов, г/л: Сульфат кобальта290-310 Хлорид никеля 130 Борная кислота . 30 Хлорид калия 15 а окисление ведут при 45-50°С в растворе молибдата и хлорида аммония.

Примечание. cfe-поглощательная способность покрытия в диапазоне солнечного излучения.

е-степень черноты покрытия.

Использование: изготовление селективного покрытия для поглощения солнечной энергии. Сущность изобретения: электрохимическое осаждение кобальт-никелевого покрытия из электролита состава, г/л: кобальта сульфат 290-310, никеля хлорид 130. кислота борная 30,; калия хлорид 15. Плотность тока 0,35-0,40 А/дм 1, Последующее окисление ведут при. температуре 45-50° в растворе молибдата и хлорида аммония. 1 табл.