close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY13550

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2010.08.30
(12)
(51) МПК (2009)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
BY (11) 13550
(13) C1
(19)
C 23C 28/00
F 24J 2/00
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОПТИЧЕСКИ-СЕЛЕКТИВНОГО
ПОКРЫТИЯ НА ПОВЕРХНОСТИ АЛЮМИНИЯ ИЛИ ЕГО СПЛАВА
(21) Номер заявки: a 20090765
(22) 2009.05.27
(43) 2009.12.30
(71) Заявитель: Белорусский государственный университет (BY)
(72) Авторы: Свиридов Дмитрий Вадимович; Свиридова Татьяна Викторовна (BY)
(73) Патентообладатель: Белорусский государственный университет (BY)
(56) US 4148294, 1979.
US 4440606, 1984.
US 4312915, 1982.
US 4088547, 1978.
US 4104136, 1978.
US 4392920, 1983.
US 2917817, 1959.
US 5820740 A, 1998.
BY 13550 C1 2010.08.30
(57)
Способ получения оптически-селективного покрытия на поверхности алюминия или
его сплава, включающий анодное окисление подложки из алюминия либо алюминиевого
сплава и гальваническое осаждение никеля на переменном токе в порах слоя оксида, отличающийся тем, что при гальваническом осаждении поры в слое оксида заполняют никелем на 3/4 глубины и дополнительно осаждают смесь оксидно-гидроксидных
соединений молибдена и вольфрама в соотношении 1:1 при воздействии ультразвука частотой 22 кГц.
Изобретение относится к области создания оптически-селективных покрытий и может
быть использовано при производстве солнечных коллекторов и других устройств конверсии энергии светового излучения.
Эффективная трансформация энергии солнечного излучения в тепловую требует придания облучаемой поверхности селективных оптических свойств: поверхность не только
должна поглощать падающий свет видимого спектрального диапазона, но и обеспечивать
низкую эффективность излучения в инфракрасном диапазоне. Указанная селективность
обеспечивается либо за счет создания многослойных покрытий в виде пленки, поглощающей солнечный свет, но пропускающей инфракрасное излучение, которая наносится на
основу с низким уровнем эмиссии в инфракрасном диапазоне [1], либо за счет использования в качестве материала покрытий пленок оксидов [2] и смешанных сульфидов [3] металлов, а также керметов [4] с низким коэффициентом отражения в видимом
спектральном диапазоне и высоким коэффициентом отражения в инфракрасном диапазоне. Альтернативный подход состоит в создании поглощающих металлических поверхностей с развитой поверхностью, морфология которых обеспечивает низкий уровень
излучения в тепловом диапазоне [1]. В качестве прототипа [5] выбран способ получения
оптически-селективного покрытия на алюминии за счет электрохимического окисления
BY 13550 C1 2010.08.30
его поверхности и осаждения никеля в порах оксидного слоя в переменно-токовом режиме. Покрытие такого рода характеризуется высоким коэффициентом поглощения в видимом спектральном диапазоне и низким коэффициентом эмиссии в инфракрасном
диапазоне (последний не превышает 10 %), что обеспечивает высокую эффективность
конверсии энергии светового излучения в тепловую. В то же время существенным недостатком таких покрытий является то обстоятельство, что никелевые волокна выступают за
пределы поверхности оксидной матрицы-носителя, результатом чего является низкая механическая прочность получаемого таким образом оптически-селективного покрытия.
Задача изобретения - разработка способа получения механически прочного оптическиселективного покрытия на поверхности алюминия и его сплавов.
Поставленная задача решается тем, что в способе получения оптически-селективного
покрытия на поверхности алюминия или его сплава, включающем анодное окисление
подложки из алюминия либо алюминиевого сплава и гальваническое осаждение никеля на
переменном токе в порах слоя оксида, при гальваническом осаждении поры в слое оксида
заполняют никелем на 3/4 глубины и дополнительно осаждают смесь оксидногидроксидных соединений молибдена и вольфрама в соотношении 1:1 при воздействии
ультразвука частотой 22 кГц.
Сущность изобретения достигается за счет неполного заполнения гальванически осаждаемым никелем пор в слое оксида алюминия, дополнительного осаждения на поверхность никеля оксидно-гидроксидных соединений молибдена и вольфрама с последующим
закрытием пор в оксидном слое. Анодное окисление поверхности алюминия (либо его
сплавов) проводится на постоянном токе с использованием фосфорно-кислотного электролита, аналогичного использованному [5] и обеспечивающего образование в слое оксида большого числа случайно ориентированных пор "елочкообразной" структуры.
Осаждение никеля в порах выполняется в переменно-токовом режиме с использованием
боратного электролита [5]. Для осаждения на поверхность никеля оксидно-гидроксидных
соединений молибдена и вольфрама поверхность модифицированного никелем слоя оксида алюминия подвергается воздействию ультразвука в присутствии смеси поливольфрамовой и полимолибденовой кислот. Устья пор в полученном таким образом оптическиселективном покрытии полностью закрываются при длительном хранении, герметизируя
поглощающие никелевые элементы, модифицированные осаждением оксидногидроксидных соединений молибдена и вольфрама.
Пример 1.
Пленка оксида алюминия выращивается на поверхности алюминия (99,95 %) в растворе фосфорной кислоты (15 мас. %) при напряжении 12 В. Толщина пленки составляет
4 мкм. Осаждение никеля в порах выполняется в переменно-токовом режиме (частота
50 Гц, напряжение 8 В) из электролита следующего состава:
NiSO4·7H2O
50 г/л
H3BO3
20 г/л
глицерин
2,5 мл/л
вода
до 1 литра.
Поры в оксиде заполняются никелем на ¾ длины. После завершения осаждения образец помещается в водный раствор смешанной поли-молибдено-вольфрамовой кислоты,
полученный пропусканием смеси растворов 0,5 М Na2MoO4 и 0,5 М Na2WO4 (1:1) через
ионообменную колонку с катионитом КУ-2 в H-форме, и подвергается обработке ультразвуком (22 кГц) в течение 1 мин. Величина оптического поглощения в видимом спектральном диапазоне составляет 96 %, величина эмиссии на длине волны 10 мкм
составляет 10 %.
Пример 2.
Оптически-селективное покрытие получается, как в примере 1, но сонохимическое
осаждение проводят из раствора полимолибденовой кислоты, полученного пропусканием
2
BY 13550 C1 2010.08.30
раствора 0,5 М Na2MoO4 через колонку с катионитом КУ-2 в H-форме. Величина оптического поглощения в видимом спектральном диапазоне составляет 88 %, величина эмиссии
на длине волны 10 мкм составляет 19 %.
Пример 3.
Оптически-селективное покрытие получается, как в примере 1, но пленка оксида алюминия выращивается путем анодирования алюминиевого сплава АМГ-3. Величина оптического поглощения в видимом спектральном диапазоне составляет 96 %, величина
эмиссии на длине волны 10 мкм составляет 10 %.
Пример 4.
Оптически-селективное покрытие получается, как в примере 1, но сонохимическое
осаждение оксидно-гидроксидных соединений молибдена (вольфрама) не проводится. Величина оптического поглощения в видимом спектральном диапазоне составляет 65 %, величина эмиссии на длине волны 10 мкм составляет 23 %.
Заявляемый способ позволяет получать оптически-селективные покрытия с высоким
отношением поглощение/эмиссия на поверхности светопоглощающих элементов конверторов из алюминия и алюминиевых сплавов за счет использования высокотехнологических процессов электрохимического окисления и осаждения в сочетании с ультразвуковой
обработкой. При этом полученное покрытие характеризуется высокой механической
прочностью (его износостойкость, оцененная по величине потери массы образца в условиях сухого трения, превышает соответствующий показатель для покрытия, аналогичного
прототипу, более чем в 40 раз) и может использоваться без дополнительной защиты от
механических повреждений.
Использованные источники:
1. Серафин Б. Преобразование солнечной энергии. - М.: Энергоиздат, 1982. - С. 8-56.
2. US 4392920, МПК C 25D 5/50,1983.
3. US 2917817,1959.
4. US 4312915, МПК B 32B, 1982.
5. US 4148294, МПК F 24J 3/02, 1979.
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
3
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
74 Кб
Теги
by13550, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа