نوع مقاله : مقاله کامل پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکترا /دانشکده مهندسی و علم مواد، دانشگاه صنعتی شریف،پردیس بین الملل

2 استاد/دانشکده مهندسی و علم مواد، دانشگاه صنعتی شریف، تهران، تهران، ایران

10.30501/jamt.2022.325426.1210

چکیده

این تحقیق برای سنتز مواد متخلخل، فوم فلزی نیکل با کار بریهای نوین توسط یک روش اقتصادی انجام شد. روشهای ساخت فوم های فلزی با توجه به ترکیب جالب خواص فیزیکی و مکانیکی اعم از چگالی کم، نفوذ پذیری بالای سیالات و هدایت حرارتی بالا و سایر، نسبت به فومهای پلیمری و سرامیکی جهت کاربردهای نوین، جذابیت زیادی در میان محققین یافته اند. شکل سلولها اعم از باز یا بسته بودنشان نقش مهمی در خواص و کاربردهای فوم ها دارند. تحقیق بر روی کاربری فومهای فلزی در الکترودها، مبدل های حرارتی، فیلترها مانند فوم نیکل در الکترود باتری ها و کاتالیستها در تولید هیدروژن بعنوان سوخت پاک رو به افزایش است. در این تحقیق ابتدا روی زیرلایه پلیمری نارسانا، طی فرایند چند مرحله‌ای شیمیایی، شامل چربی زدایی، حکاکی ، حساس سازی، فعال سازی و رسوب دهی الکترولس نیکل انجام شد. سپس لایه ضخیم‌تری از نیکل با روش الکتروشیمیایی نشانده شد و در ادامه، درکوره تیوبی با جریان گاز آرگون خالص و حرارت‌دهی با رویه‌ای کنترل شده، پایه پلی یورتان با تجزیه حرارتی زدوده شد و فوم نیکل سنتز شد. بر روی فوم نیکل سنتز شده نهایی، آزمون‌های شناسایی شامل پراش اشعه ی ایکس (XRD) ، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و اندازه گیری سطح ویژه(S BET) انجام شد. بعلاوه طی آزمون فشار، استحکام فشاری فوم حاصل از پوششدهی الکترولس 07/0 (MPa) و با ادامه پوششدهی با روش الکتروشیمیایی استحکام فشاری به 1/1 (MPa) افزایش یافت و سختی 145 (HV) اندازه گیری شد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Synthesis of porous nickel foam by electroless on polymeric substrate and electrodeposition

نویسندگان [English]

  • Masoomeh Zafardoagoo 1
  • Sayed Khatiboleslam Sadrnezhaad 2

1 PhD student

2 Professor/Department of Materials Science and Engineering, Sharif University of Technology, Tehran, Tehran, Iran

چکیده [English]

This study focused on synthesize novel porous materials, nickel foam, with a cost effective method. Having a mix of mechanical and physical properties with low density, high fluid permeability and thermal conductivity have made synthesis methods of metal foams attractive in specific applications rather than polymers or ceramics foams. Foams are open or closed cells that have main effects on material properties and end usages. Investigations on meatllic foams useages in electrodes, heat exchangers, filters and namely nickel foams used in battery electrodes and catalysts for hydrogen production as clean energy sources are increasing. In this work, open cell nickel foam synthesized with a cost effective method over polyurethane.Firstly, it became conductive by multi chemical processes included 1.degreasing, roughening, sensitization, activation method to electroless nickel deposition. Then a thicker layer coated by hard nickel electrodeposition to increase mechanical strength and stability to make the foam applicable. Then polyurethane substrate removed with pyrolysis in a tube furnace with pure argon gas flow and a controlled heating rate. By increasing nickel layer thickness, open cell nickel foam is appropriate for some usages as battery electrode and catalysts. The characterizations of the nickel coatings studied by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), metallography and measurement of specific surface area (BET). Nickel foam compression strength of electroless foam gained 0.07 (MPa) and for electrodeposited foam 1.1 (MPa) and its hardness measured 147 Vickers Hardness (HV).

کلیدواژه‌ها [English]

  • porous nickel
  • open cell foam
  • electroless
  • electrodeposition
  • pyrolysis