Самодельные селективные покрытия

Толщина слоя покрытия, чтобы оно стало селективным, должна быть больше длинны видимого света и меньше длинны инфракрасного излучения, т. е. не более 2 - 7 мкм.

 

Хороший подробный материал:

ОКСИДИРОВАНИЕ МЕДИ
http://metallicheckiy-portal.ru/articles/zashita_ot_korrozii_metalla/oksidirovanie/oksidirovanie_medi_i_ee_splavov

 

Самое простейшее, не знаю какова толщина покрытия и качество селекции такого оксида, но проще, быстрее и безопаснее и быть не может:
http://poluchisovet.ru/House/Kak-oksidirovat-med-1352.html

На эту же тему ролик в youtube:


Если этими способами получаются реально неплохие селективные оксидные покрытия, то на этой ноте сию тему можно будет успешно завершить) шутю.

 

В предыдущем моем посте #378, где используется серная печень для патинирования/оксидирования есть один момент: несмотря на то что медь при обработке темнеет быстро и интенсивно, есть подозрение (мои познания химии не настолько глубоки для 100% суждения) что состав темного покрытия лишь отчасти содержит оксид меди (и содержит ли вообще?!), а возможно большая часть составляющей принадлежит CuS, ибо в состав реагента входит сера. Не берусь судить на этот счет и буду рад услышать мнение опытного химика (ауууу). Соответственно селективность данного покрытия созданного серной печенью под вопросом и ждет своего пытливого исследователя. Кстати серную печень элементарно сделать в домашних условиях: спекаются на медленном огне сера и обычная пищевая сода, инфы на этот счет в инете куча, ищущие найдут.
А для всех страждущих и терпеливо дочитавших данную тему до этого момента хочу поделится (впрочем фанатов этого вопроса судя по всему почти не осталось) еще последними личными открытиями, делающими получение оксидной пленки на меди ооочень простым и безопасным, а также способ как быстро легко и безопасно эту пленку полностью удалить, вернув меди ее первоначальный розоватый оттенок.
1) аналогично промышленному методу чернения меди едким натром NaOH+NaClO2 со всеми рисками работы с этим едким составчиком, да еще и подогретым (мощное испарение гарантированно) было решено попробовать обычную пищевую соду и более ничего!.. И о чудо - все получилось! В чем суть идеи: в промышленности выгодно использовать NaOH, как широко распространенный очень активный и недорогой реагент, использование же такой щелочи как пищевая сода обойдется в разы дороже и в голову такой бред может прийти только бытовому маньяку-рационализатору, также NaOH позволяет производить процесс достаточно быстро, 15-30 минут, а в промышленности время-деньги. Именно поэтому в инете не были найдены ссылки на чернение меди пищевой содой (сколько их этих энтузиастов желающих чернить медь дома подручными методами для получения именно селективных оксидов! О безумцы! ) Но! В домашних условиях разориться на покупку пищевой соды удобнее и безопаснее.
И следующий важный момент: в отличие от едкого натра процесс в соде протекает очень медленно (другая причина почему сия тема неизвестна -ложишь медь в соду и почти ничего не происходит, даже через пару часов, создается впечатление что это не работает) но разве это беда? лично я не торопился! Вобщем, 2 чайные ложки соды на примерно 100гр.воды дают насыщенный раствор, в который ложим медное изделие и оставляем... Через сутки приходим и видим ощутимое потемнение до буро-коричневого оттенка (как и положено), а через вторые сутки медная деталь становится почти черной с легким фиолетовым оттенком! Третьи сутки держать не стал, на фото показана именно 2-х дневная выдержка. Все как и должно было быть! И пусть кто-то скажет что это не оксид! Кроме щелочи (также как и с едким натром) ничего не использовалось, цветовая последовательность потемнения полностью повторяет описание оксидирования промышленным способом: чистая медь - бурый оттенок - коричневый - черный - черный с фиолетовым. Помимо простоты, доступности и безопасности данный бытовой метод оксидирования меди пищевой содой имеет очень интересное и важное преимущество перед промышленным методом чернения едким натром: образование оксидной пленки в содовом растворе идет очень медленно, а значит очень легко получать нужную интенсивность окраски и равномерность нанесения пленки! Передержать или перегреть/недогреть раствор, не соблюсти пропорции как в промышленности - надо быть совсем лопухом, шкала оттенков - плюс минус 1-2 часа выдержки. Достаточно 3-4 раза в сутки шевелить раствор (перемешивать, взбалтывать) чтобы достичь равномерного окраса всей поверхности. У меня получилась очень красивенькая равномерно окрашенная в черный цвет с фиолетовым отливом деталь.
2) открытие N2 и вовсе еще дурнее (разумеется для умных людей это не открытие, но в инете ничего такого обнаружено не было) и сделано "методом тыка" или "а что если", вобщем изничтожить пленку на меди превратив ее в чистую розовую медь еще быстрее и проще, при помощи той же самой пищевой соды (чайная ложка) + повареной соли (чайная ложка), примерно 100гр.воды: помещаем в эту смесь медь, мешаем и через несколько секунд медь как новая!
Помещаю фото медной трубки оксидированной 2-е суток в насыщенном растворе соды и отмытой трубки в смеси сода+соль.
Если эти идеи помогут кому-то сделать эффективный солнечный коллектор не сильно уступающий промышленным аналогам, сэкономить много денежек и ополовинить счета газпрому за подогрев или отопление, значит на этой ветке я пробегал не зря..
Надеюсь эти вопросы еще кому-то интересны

 

Да уж. А я возился именно с NaOH. Могу сказать, что если раствор с пищевой содой подогреть, или подогревать в процессе - то реакция, чисто теоретически, должна пойти быстрее.

 

Возможно ускорится, я вначале вообще растворил соду в кипятке чтоб быстрее растворилась и сразу кинул медь туда, через пару минут на меди образовались пузырьки. Не могу квалифицированно оценить что там именно происходило, но в кипятке реакция явно пошла быстрее. Возможно что нагрев ускорил бы процесс до нескольких часов, но и воды бы выкипело много. Для мелких деталей это не проблема - положил в кастрюлю и пошел, а вот если большая деталь, то кастрюля будет стоить дороже самого процесса.. проще тупо кинуть в любую пластиковую бочку или контейнер и подождать пару дней пока дозреет, изредка помешивая веслом для равномерности щелочного раствора, ато склонен он немного оседать. Мне еще показалось что свет ускоряет процесс окисления, потому что второй день деталь почти не трогал и с одной стороны (лицом в дно банки) окрас был менее интенсивный, перевернул пошевелил -начало исправляться. Вобщем просто и доступно.
Еще были мысли окислять медь на воздухе тупо нагревая потоком горячего воздуха из тепловой пушки.
Еще медь темнеет вроде как в закрытой таре подвешенная в парах аммиака над испаряющимся нашатырем, вроде реакция идет быстро, но уже не стал остальное пробовать полностью удовлетворившись результатом с содой, тем более что в соде получается явно оксид по всем признакам, а в аммиаке хрен знает, опять может что-то типа как с серой, цвет будет а вот селективность - вопрос. В инете подробно химию остальных процессов не встречал, месяцами не рыл канеш, но и зачем, все что в топах перечитано, а дальше - дебри.

 

Про нагрев, может я и не прав. Почитал - тут люди монеты медные чистят (!) кипением в растворе пищевой соды. Похоже, что в кипятке реакция не так протекает. А вообще, зайдите на форум https://forum.xumuk.ru/ и спросите там... А то ведь может образуется что-то другое, а не CuO?

 

Ага, зайду, если не забуду, впрочем это для меня уже и не так важно. Потому как там может только образоваться или оксид или диоксид или смесь того и того в никому не понятной пропорции. В любом случае цвет очень темный, равномерность почти идеальная, толщина покрытия - боюсь сказать какая тонкая, однозначно тоньше любой краски, микроны точно! Покрытие прочное, отковырять не выйдет, не смывается, даже покрытием назвать язык не поворачивается, просто черная медь. Если это покрытие не так селективно как хотелось бы, в любом случае это лучше, быстрее, дешевле, надежнее, долговечнее, чем красить аэрозолями. Осталось только сделать тестовое сравнение с краской при нагреве на солнце, займусь на днях.

 

Медь - это хорошо, а вот чем бы зачетнить оцинковку? Может есть какие простые способы? А то я в хими полный ...

 

Как зачинатель темы, могу сказать следующее. Когда проводил эксперименты с покрытиями, то выяснилось, что на металлической пластине, окрашенной матовой автокраской, температура на поверхности была 56-58С. А на другой, с нанесенным тонером на лак, температура была 62-64С. Не думаю, что будет большая разница между просто матовой (краска) и с оксидом меди. Пластины были просто на солнце без стекла. Пробуйте, затем расскажете. С точки минимальных затрат на покрытие СК, я выбрал просто матовую краску, а так, надо пробовать.

 

Гальванически покрыть медью и зачернить.
Там же не нужно (и скорее вредно) толстое покрытие. Можно просто ручками, без гальванованны, ватным тампоном с купоросом.

 

Насчет ватного тампона с купоросом можете пару слов разъяснить, если сами делали и все получилось.
Почему я спрашиваю: да просто сегодня мучил гальванический сухой метод с купоросом и лимонной кислотой на алюминии. Или щетка у меня какая-то не правильная или метод так себе, потому что тот же классический процесс в емкости идет отлично и быстро. Вот только почему то не все что из алюминия хочет покрываться медью, например профиля для гкл перегородок обычные отлично покрываются, аж кипят. А вот алюминиевые уголки вообще не хотят реагировать, алюминиевые пивные банки тоже отказываются, только по ребрам на срезе. В этом свете "ватным тампоном с купоросом без гальванованны" как-то кажется подозрительным. Поясните, плиз, что да как: концентрация, готовить ли исходно как-то металл и пр.

 

Подозреваю что так и есть, но могут быть моменты и вариации, хочу сам разобраться, денег особо это не стоит, время есть, в целом конечно выигрыш большой не будет, особенно учитывая теорию что при рабочих температурах ниже +40С селективные покрытия не дают прирост выработки в сравнении с окрашенными поверхностями. А летом итак обычно солнца в избытке.

 

Потому что очень часто для защиты от коррозии алюминиевые изделия анодируются - покрываются плёнкой оксида (куда более толстой и плотной, чем природная) с закупореными порами.
А оксид - ессно, изолятор. И хороший (типичное напряжение пробоя правильно анодированой поверхности - 70-200В, но даже и 10-20 вольт для гальваники непреодолимо).

Химически оксид алюминия очень прочен, так что только отдирать механически.
Или не связываться вообще.
Анодируются всё-таки поверхности готовых изделий, а анодированый алюминиевый лист нужно покупать особо (и неслабо доплачивать за это).

 

Ничуть. Дело не в "ниже +40С", а в разнице между уличной температурой и температурой поверхности. И зимой она как раз велика - ну холодно снаружи, именно зимой выигрыш от селективных покрытий велик.

В абсолютных величинах (ваттах на квадратный метр) выигрыш по теплопотерям можно посчитать по формуле
(1 - коэффициент_селективности) * 5.6Е-8 * (температура_коллектора ^4 - температура_улицы^4)

Учитывая, что зимой солнца мало и светит оно слабо, итоговый выигрыш в выработке коллектора ОГРОМЕН.
А летом, действительно, когда разница температур мала, а солнца много, селективное покрытие не так и важно.