JPS5838713B2 - 太陽熱選択吸収性部材 - Google Patents
太陽熱選択吸収性部材Info
- Publication number
- JPS5838713B2 JPS5838713B2 JP56025285A JP2528581A JPS5838713B2 JP S5838713 B2 JPS5838713 B2 JP S5838713B2 JP 56025285 A JP56025285 A JP 56025285A JP 2528581 A JP2528581 A JP 2528581A JP S5838713 B2 JPS5838713 B2 JP S5838713B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- selective absorption
- solar heat
- black
- atm
- plating film
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
- F24S70/00—Details of absorbing elements
- F24S70/20—Details of absorbing elements characterised by absorbing coatings; characterised by surface treatment for increasing absorption
- F24S70/25—Coatings made of metallic material
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
- F24S70/00—Details of absorbing elements
- F24S70/20—Details of absorbing elements characterised by absorbing coatings; characterised by surface treatment for increasing absorption
- F24S70/225—Details of absorbing elements characterised by absorbing coatings; characterised by surface treatment for increasing absorption for spectrally selective absorption
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は太陽熱選択吸収特性を有する黒色合金メッキ皮
膜を備えた部材に関するものである。
膜を備えた部材に関するものである。
近年、石油、原子力エネルギーの代替として太陽エネル
ギーを利用する技術が注目されている。
ギーを利用する技術が注目されている。
地球に到達する太陽エネルギーはエネルギー密度が低く
、その特性が波長0.5μmにピークを持ち、全エネル
ギーの98%近くが波長2μm以下に分布している。
、その特性が波長0.5μmにピークを持ち、全エネル
ギーの98%近くが波長2μm以下に分布している。
このため、太陽エネルギーを有効に利用するには、上記
波長式のエネルギーを最大限に吸収し、同時にその受け
たエネルギーの再放出が最小な選択吸収特注を有する皮
膜を備えた太陽熱吸収部材を用いることが望ましい。
波長式のエネルギーを最大限に吸収し、同時にその受け
たエネルギーの再放出が最小な選択吸収特注を有する皮
膜を備えた太陽熱吸収部材を用いることが望ましい。
ところで、従来、太陽熱選択吸収用の皮膜としては、黒
色クロム膜や黒色ニッケル膜が知られている。
色クロム膜や黒色ニッケル膜が知られている。
前者の黒色クロム膜は吸収率(φが0.84〜0.95
、放射率(ε)が0.01〜0.10という良好な選択
吸収性と加熱及び大気曝露によっても特性、外観が変化
しない高い安定性とを保有する。
、放射率(ε)が0.01〜0.10という良好な選択
吸収性と加熱及び大気曝露によっても特性、外観が変化
しない高い安定性とを保有する。
しかし、この黒色クロム膜の形成にあたっては200〜
300 fl/lの高濃度の無水クロム酸を含むメッキ
浴を使用するため、高価な排水処理設備、排気処理設備
を必要とし、その上メッキ条件を2OA/d−という高
電流密度にしなげればならずエネルギー効率の低さにも
問題があり、さらにメッキ時の電着性が悪く均一厚の黒
色クロム膜を形成できない等の種々の不都合さがある。
300 fl/lの高濃度の無水クロム酸を含むメッキ
浴を使用するため、高価な排水処理設備、排気処理設備
を必要とし、その上メッキ条件を2OA/d−という高
電流密度にしなげればならずエネルギー効率の低さにも
問題があり、さらにメッキ時の電着性が悪く均一厚の黒
色クロム膜を形成できない等の種々の不都合さがある。
後者の黒色ニッケル膜は前述した黒色クロム膜が持つ不
都合さはなく、しかも吸収率(ψが0.84〜0.95
、放射率(ε)が0.01〜0.07といつ優れた選択
吸収性を保有するものの、耐候性が低く、短時間の大気
曝露によって皮膜が黒色から茶褐色に変質して劣化する
という致命的な欠点を有する。
都合さはなく、しかも吸収率(ψが0.84〜0.95
、放射率(ε)が0.01〜0.07といつ優れた選択
吸収性を保有するものの、耐候性が低く、短時間の大気
曝露によって皮膜が黒色から茶褐色に変質して劣化する
という致命的な欠点を有する。
本発明は上記欠点を解消するためになされたもので、S
n、M(但しMはCo s N 1もしくはFeを示す
)、Mo及びO(酸素)が所定の成分比率のSn−M−
Mo系黒色合金メッキ皮膜を金属製基体に被着形成する
ことによって、吸収率0.85以上、反射率0.1以下
の優れた太陽熱の選択吸収性をもつ、かつ良好な耐候性
を有する太陽熱選択吸収性部材を提供しようとするもの
である。
n、M(但しMはCo s N 1もしくはFeを示す
)、Mo及びO(酸素)が所定の成分比率のSn−M−
Mo系黒色合金メッキ皮膜を金属製基体に被着形成する
ことによって、吸収率0.85以上、反射率0.1以下
の優れた太陽熱の選択吸収性をもつ、かつ良好な耐候性
を有する太陽熱選択吸収性部材を提供しようとするもの
である。
すなわち、本発明は金属製基体と、この基体表面に被着
形成され、S n I C)〜35 atm%、M(但
しMはCo p N iもしくはFeを示す)15〜5
0atm%、MO3〜15atm%及び020〜35a
tm %からなるSn−MMo系黒色合金メッキ皮膜と
から構成されてなるものである。
形成され、S n I C)〜35 atm%、M(但
しMはCo p N iもしくはFeを示す)15〜5
0atm%、MO3〜15atm%及び020〜35a
tm %からなるSn−MMo系黒色合金メッキ皮膜と
から構成されてなるものである。
本発明に用いる金属製基体としては、例えば銅ステンレ
ス、鉄、アルミニウム等を挙げることができ、特に熱伝
導性の優れた銅が有益である。
ス、鉄、アルミニウム等を挙げることができ、特に熱伝
導性の優れた銅が有益である。
本発明においてSn−M−Mo系黒色合金メッキ皮膜の
各成分割合を上記範囲に限定した理由はSnが35 a
tm%を越え、Mが50atm%を越え、Moが3at
m%未満で、O(酸素)が20atm φ未満にすると
、メッキ皮膜が黒色化し難くなり、その結果吸収率(φ
の向上化が十分達成できなくなるからである。
各成分割合を上記範囲に限定した理由はSnが35 a
tm%を越え、Mが50atm%を越え、Moが3at
m%未満で、O(酸素)が20atm φ未満にすると
、メッキ皮膜が黒色化し難くなり、その結果吸収率(φ
の向上化が十分達成できなくなるからである。
かといってSnが15atm%未満、Mが15atm%
未満、MOが15atm %を越え、かっO(酸素)が
35atm多を越えると、電析状態が不安定で、生成す
るメッキ皮膜が不均一となり、その結果、吸収率(ct
)、反射率(ε)のバラツキが大きくなると共に、耐候
性の低下を招く。
未満、MOが15atm %を越え、かっO(酸素)が
35atm多を越えると、電析状態が不安定で、生成す
るメッキ皮膜が不均一となり、その結果、吸収率(ct
)、反射率(ε)のバラツキが大きくなると共に、耐候
性の低下を招く。
本発明における黒色合金メッキ皮膜の厚さは、太陽熱の
選択吸収性を良好にならしめる観点から0.1〜0.5
μm程度にすることが望ましい。
選択吸収性を良好にならしめる観点から0.1〜0.5
μm程度にすることが望ましい。
なお、本発明に係る太陽熱選択吸収性部材は、例えばピ
ロリン酸塩と、アミノ酸塩又はアンモニウム塩と、第一
錫塩と、コバルト、ニッケル又ハ鉄の金属塩と、モリブ
デン酸塩とを主成分とするメッキ浴で金属製基体を電気
メッキせしめる方法により製造される。
ロリン酸塩と、アミノ酸塩又はアンモニウム塩と、第一
錫塩と、コバルト、ニッケル又ハ鉄の金属塩と、モリブ
デン酸塩とを主成分とするメッキ浴で金属製基体を電気
メッキせしめる方法により製造される。
次に、上述した製造方法における各メッキ成分について
述べる。
述べる。
■)ピロリン酸基
ピロリン酸基はメッキ浴の安定性、均一電着性、高電流
効率、メッキ粒子の微細化に寄与し、そのメッキ浴中に
占める量は150〜250r/lにすることが望ましい
。
効率、メッキ粒子の微細化に寄与し、そのメッキ浴中に
占める量は150〜250r/lにすることが望ましい
。
なお、ピロリン酸塩として(ム例えばピロリン酸カリウ
ム、ピロリン酸ナトリウム等を挙げることができる。
ム、ピロリン酸ナトリウム等を挙げることができる。
■)アミノ酸塩又はアンモニウム塩
アミノ酸塩又はアンモニウム塩は合金メッキ被膜の光沢
性に寄与し、そのメッキ浴中に占める量は5〜301/
lにすることが望ましい。
性に寄与し、そのメッキ浴中に占める量は5〜301/
lにすることが望ましい。
なお、アミノ酸塩としては、例えばグリシン、アラニン
等を、アンモニウム塩としては、列えばクエン酸アンモ
ニウム、酢酸アンモニウム、酒石酸アンモニウム等を、
挙げることができる。
等を、アンモニウム塩としては、列えばクエン酸アンモ
ニウム、酢酸アンモニウム、酒石酸アンモニウム等を、
挙げることができる。
回 第一錫塩
第一錫塩は他の2種の金属イオンと共に電析、合金化し
て形成された三元合金メッキ皮膜の耐候性の向上化に寄
与するものであり、そのメッキ浴中に占める量は10〜
40L?/lにすることが望ましい。
て形成された三元合金メッキ皮膜の耐候性の向上化に寄
与するものであり、そのメッキ浴中に占める量は10〜
40L?/lにすることが望ましい。
この理由は第一錫塩の量を10t/l1未満にすると、
耐候性の向上化を発揮し難くなり、かといってその量が
40f/Aを越えると、形成された合金メッキ皮膜の強
度が低くなる恐れがあるからである。
耐候性の向上化を発揮し難くなり、かといってその量が
40f/Aを越えると、形成された合金メッキ皮膜の強
度が低くなる恐れがあるからである。
なお、第一錫塩としては、列えばピロリン酸第−錫、塩
化第−錫等を挙げることができる。
化第−錫等を挙げることができる。
圃 コバルト、ニッケル又は鉄の金属塩
この金属塩は他の2種金属イオンと共に電析、合金化し
て形成された三元合金メッキ皮膜の強度の向上化に寄与
するものであり、そのメッキ浴中に占める量は5〜30
P/、!にすることが望ましい。
て形成された三元合金メッキ皮膜の強度の向上化に寄与
するものであり、そのメッキ浴中に占める量は5〜30
P/、!にすることが望ましい。
この理由は該金属塩の量を5?/を未満にすると、形成
された合金メッキ皮膜の強度向上化を発揮し難くなり、
かといってその量が30 f/7を越えると、他の金属
イオンとの電析、合金化のバランスが損なわれ、目的に
かなった合金メッキ皮膜を形成し難くなるからである。
された合金メッキ皮膜の強度向上化を発揮し難くなり、
かといってその量が30 f/7を越えると、他の金属
イオンとの電析、合金化のバランスが損なわれ、目的に
かなった合金メッキ皮膜を形成し難くなるからである。
コバルト塩としては、列えば塩化コバルト、硫酸コバル
ト等を、ニッケル塩としては、例えば塩化ニッケル、硫
酸ニッケル等を、鉄塩としては塩化第二鉄等を挙げるこ
とができる。
ト等を、ニッケル塩としては、例えば塩化ニッケル、硫
酸ニッケル等を、鉄塩としては塩化第二鉄等を挙げるこ
とができる。
■ モリブデン酸基
モリブデン酸基は他の2種の金属イオンと共に電析、合
金化して形成された三元合金メッキ皮膜の黒色化に寄与
するものであり、そのメッキ浴中に占める量は10〜6
0 ?/lにすることが望ましい。
金化して形成された三元合金メッキ皮膜の黒色化に寄与
するものであり、そのメッキ浴中に占める量は10〜6
0 ?/lにすることが望ましい。
この理由はモリブデン酸塩の量を10t/を未満にする
と、形成された合金メッキ皮膜の黒色化を十分行なえ難
くなり選択吸収性の低下を招き、一方その量が60t/
lを越えると、他の金属イオンとの電析、合金化のバラ
ンスが損なわれる恐れがあるからである。
と、形成された合金メッキ皮膜の黒色化を十分行なえ難
くなり選択吸収性の低下を招き、一方その量が60t/
lを越えると、他の金属イオンとの電析、合金化のバラ
ンスが損なわれる恐れがあるからである。
なおモリブデン酸塩としては、例えばモリブデン酸アン
モニウム、モリブデン酸ナトリウム等を挙げることがで
きる。
モニウム、モリブデン酸ナトリウム等を挙げることがで
きる。
上述した組成のメッキ浴水に必要に応じてペプトン、ゼ
ラチンを1〜10 ’?/lの範囲内で添加してもよい
。
ラチンを1〜10 ’?/lの範囲内で添加してもよい
。
このような添加剤を加えると、皮膜の均一性が向上する
。
。
上記方法における電気メツキ条件としては、メツキ浴の
pHを8.5〜10の範囲、浴温を40〜70℃、電流
密度を10〜200mA/d??Z2の範囲にすること
が望ましい。
pHを8.5〜10の範囲、浴温を40〜70℃、電流
密度を10〜200mA/d??Z2の範囲にすること
が望ましい。
また、メッキ浴の攪拌は、機械攪拌かカソードロッカー
もしくはその併用が効果的である。
もしくはその併用が効果的である。
次に、本発明の詳細な説明する。
実施例 1〜5
下記表に示す5種の組成のメッキ浴、メッキ条件で電気
メッキせしめて同表に示す金属製基体(素地)上に厚さ
約0.2μmの5種の黒色三元合金メッキ皮膜を形成し
て太陽熱選択吸収性部材を製作した。
メッキせしめて同表に示す金属製基体(素地)上に厚さ
約0.2μmの5種の黒色三元合金メッキ皮膜を形成し
て太陽熱選択吸収性部材を製作した。
得られた各太陽熱選択吸収性部材のメッキ皮膜の成分割
合及び同皮膜の選択吸収性を調べた結果を同表に併記し
た。
合及び同皮膜の選択吸収性を調べた結果を同表に併記し
た。
なお、メッキ皮膜の成分分析はAES分析はAES分析
(オージェ電子分光分析)によって行なった。
(オージェ電子分光分析)によって行なった。
また、選択吸収性は各メッキ皮膜の赤外分光反射率を測
定した後、吸収率(φは該迎淀値と太陽エネルギー(0
,36〜2.0μm)との相対エネルギー、放射率(ε
)は90℃の黒体放射エネルギー(3〜30μm)との
相対エネルギー、により算出した。
定した後、吸収率(φは該迎淀値と太陽エネルギー(0
,36〜2.0μm)との相対エネルギー、放射率(ε
)は90℃の黒体放射エネルギー(3〜30μm)との
相対エネルギー、により算出した。
また、本実施列1〜5の黒色合金メッキ皮膜が形成され
た銅板(太陽熱選択吸収性部材)を大気中に1年間曝露
したところ、1年間経過後においても皮膜の変色、選択
吸収性の低下は認められず、極めて優れた耐候性を有す
ることがわかった。
た銅板(太陽熱選択吸収性部材)を大気中に1年間曝露
したところ、1年間経過後においても皮膜の変色、選択
吸収性の低下は認められず、極めて優れた耐候性を有す
ることがわかった。
また選択吸収性の劣化も認められなかった。
以上詳述した如く、本発明によれば、従来の黒色クロム
膜や黒色ニッケル膜と同等乃至それ以上の太陽熱選択吸
収性、つまり吸収率0.85以上、反射率0.1以下の
特性を有し、かつ長期間の大気曝露によっても変色しな
い極めて測候性の優れ、更に公害の誘発原因となるクロ
ムのない錫−コバルト(又はニッケル、鉄)−モリブデ
ン系黒色メッキ皮膜を備えた太陽熱選択吸収性部材を提
供できるものである。
膜や黒色ニッケル膜と同等乃至それ以上の太陽熱選択吸
収性、つまり吸収率0.85以上、反射率0.1以下の
特性を有し、かつ長期間の大気曝露によっても変色しな
い極めて測候性の優れ、更に公害の誘発原因となるクロ
ムのない錫−コバルト(又はニッケル、鉄)−モリブデ
ン系黒色メッキ皮膜を備えた太陽熱選択吸収性部材を提
供できるものである。
Claims (1)
- 1 金属製基体と、この基体表面に被着形成され、5n
lO〜35atm %、M(但しMはCo sNiもし
くはFeを示す) 15〜50 atm %、MO3〜
15atm%及び020〜35atm%からなるSn−
M−Mo系黒色合金メッキ皮膜とから構成されてなる太
陽熱選択吸収性部材。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP56025285A JPS5838713B2 (ja) | 1981-02-23 | 1981-02-23 | 太陽熱選択吸収性部材 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP56025285A JPS5838713B2 (ja) | 1981-02-23 | 1981-02-23 | 太陽熱選択吸収性部材 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP13824178A Division JPS5565389A (en) | 1978-11-09 | 1978-11-09 | Forming method of black alloy plating film for selective absorption of solar heat |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS56124861A JPS56124861A (en) | 1981-09-30 |
JPS5838713B2 true JPS5838713B2 (ja) | 1983-08-24 |
Family
ID=12161744
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP56025285A Expired JPS5838713B2 (ja) | 1981-02-23 | 1981-02-23 | 太陽熱選択吸収性部材 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5838713B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0364601B2 (ja) * | 1984-05-09 | 1991-10-07 | Towa Glove Co Ltd |
-
1981
- 1981-02-23 JP JP56025285A patent/JPS5838713B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0364601B2 (ja) * | 1984-05-09 | 1991-10-07 | Towa Glove Co Ltd |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS56124861A (en) | 1981-09-30 |
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