Perfil Gradiente de Ni Gradiente de Ni Gradiente de Ni ESTRUTURA
Espessura do Filme (nm) 240,3 170,4 164,9 Forma dos Grãos Colunar Colunar Colunar
TG de Ni (nm) 19,1 18,3 17,5 TG de NiO (nm) 28,5 27,4 26,2 Rugosidade Média (nm) 89,3 85,2 87,3 PROPRIEDADES ÓPTICAS Absortância Solar (%) 99,21 97,90 97,43 Emitância Térmica (%) 9,42 9,03 7,12 Fator de Seletividade 10,53 10,84 13,68
124 A Tabela 6.25 mostra o fator de seletividade, razão α/ε, das amostras de filmes finos recobertas por sputtering segundo os parâmetros do planejamento fatorial.
Tabela 6. 25 - Razão α/ε das amostras recobertas por
sputtering com planejamento fatorial.
Amostra α/ε (1ª réplica) α/ε (2ª réplica) Média dos Valores (α/ε) E1 7,05 6,25 6,65 ± 0,57 E2 7,55 6,45 7,00 ± 0,77 E3 6,49 6,21 6,35 ± 0,20 E4 17,54 17,46 17,50 ± 0,05 E5 10,32 10,48 10,40 ± 0,11 E6 18,57 17,93 18,25 ± 0,45 E7 8,93 6,27 7,60 ± 1,88 E8 9,53 9,37 9,45 ± 0,11 E9 5,51 4,98 5,25 ± 0,34
As amostras E1, E2, E3 e E7 com as razões α/ε, 6,65, 7,00, 6,35 e 7,60 foram aquelas que atingiram os melhores requisitos de qualidade: alta absortância solar (maior que 85%) e baixa emitância térmica (menor que 15%).
Os fatores que contribuíram para que as amostras E1, E2, E3 e E7 atingissem os requisitos de qualidade para superfícies seletivas como seletividade maior que 5,67, são mostrados na Tabela 6.26.
125 Tabela 6. 26 - Fatores obtidos no preparo das amostras E1, E2, E3 e E7
recobertas com Ni/NiO por sputtering com planejamento fatorial.
6.9 - Absortância Solar e Emitância Térmica dos Coletores Comerciais Os resultados de absortância solar média na região do visível e infravermelho próximo, de emitância térmica na região do infravermelho médio e distante, e do fator de seletividade (α/ε) das amostras das placas de coletores comerciais são mostrados na Tabela 6.27.
Fatores Amostra E1 Amostra E2 Amostra E3 Amostra E7 PROCESSAMENTO
Processo de Deposição Sputtering Sputtering Sputtering Sputtering
tNi (min) - 1ª camada 8 40 8 8
tNiO(min) - 2ª camada 2 60 60 60
%O2 (vol.) no Plasma 10 10 10 30
SUPERFÍCIES SELETIVAS
Tipos Cermets Cermets Cermets Cermets
COMPOSIÇÃO QUÍMICA
Perfil Gradiente Ni Gradiente Ni Gradiente Ni Gradiente Ni ESTRUTURA
Espessura do Filme (nm) 280,2 301,7 296,9 360,1
Forma dos Grãos Colunar Colunar Colunar Colunar
TG Ni (nm) 15,8 19,3 18,9 19,9 TG NiO (nm) 22,9 23,7 28,3 29,8 Rugosidade Média (nm) 86,2 91,2 88,9 93,5 PROPRIEDADES ÓPTICAS Absortância Solar (%) 88,20 89,31 90,25 86,80 Emitância Térmica (%) 13,20 12,90 14,00 11,75 Fator Seletividade 6,65 7,00 6,35 7,60
126 Tabela 6. 27 - Valores de absortância, emitância e seletividade das placas dos
coletores comerciais analisados. Amostra Placa de cobre
recoberta com tinta preta
Placa de alumínio recoberta com tinta preta Absortância Solar, (α%) 95,77 ± 0,78 91,34 ± 0,55 Emitância Térmica ε (%) 87,06 ± 0,58 89,54 ± 0,45 Fator de Seletividade (α/ ε) 1,10 ± 0,04 1,02 ± 0,03
Os valores de emitâncias térmicas das placas de cobre e de alumínio recobertas com tinta preta, 87,06 e 89,54%, respectivamente, não contemplaram o requisito de qualidade para superfícies seletivas quanto à emitância térmica menor que 15%. A tinta preta usada para recobrir as placas de cobre e de alumínio teve alta emitância térmica. RORIZ et al (2007) obtiveram valores de emitância térmica de 85 a 90% em tintas pretas comerciais de diferentes fabricantes usadas em placas de coletores solares comerciais. Essas placas com alta emitância térmica não se comportaram como superfícies seletivas. A Figura 6.87 mostra a variação da absortância na região do infravermelho médio e distante em função do comprimento de onda para as placas absorvedoras comerciais de alumínio e de cobre recobertas com tinta preta fosca.
Figura 6. 87 - Espectros de absortância das amostras de coletores comerciais na região do infravermelho médio e distante.
4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 Abso rt â n ci a (% ) Comprimento de Onda (m) Al/Tinta Cu/Tinta
127 6.12 - Influência dos Parâmetros de Sputtering nas Propriedades Ópticas A Tabela 6.28 mostra os efeitos dos parâmetros de processos de deposição por
sputtering e o desvio padrão na absortância solar na região do visível e do infravermelho próximo.
Tabela 6. 28 - Tipos de efeitos dos parâmetros de deposição por sputtering na absortância solar.
Absortância Solar (%)
Média dos Experimentos 79,95 ± 7,72
Tipos de Efeitos Parâmetros Efeitos
Efeito Principal tNi -7,35 ± 3,78 tNiO 8,60 ± 3,78 %O2 -9,35 ± 3,78 Efeito Secundário (interação) tNitNiO 2,10 ± 3,78 tNi%O2 -1,65 ± 3,78 tNiO%O2 1,60 ± 3,78
Efeito Terciário (interação) tNitNiO%O2 -2,90 ± 3,78
Analisando os efeitos principais e os desvios padrão, tem-se que a porcentagem de oxigênio em volume (%O2) acarreta um efeito negativo na absortância solar (-9,35),
ou seja, o aumento dessa variável diminuiu a absortância solar. O aumento da vazão de oxigênio elevou a quantidade em peso do plasma na câmara de sputtering. Assim, durante o processo de deposição dos filmes mais partículas de níquel foram arrancadas do alvo, depositando-se no filme. O níquel reflete a radiação na região do visível e infravermelho próximo, reduzindo a absortância solar. Esse fato foi constatado, por exemplo, entre as amostras E1 e E5. Quando a porcentagem de oxigênio passou do menor nível (10%) para o maior nível (30%), fixando os demais fatores, a absortância solar diminuiu de 88,20 para 75,80%. O tempo de deposição no preparo da 2ª camada de Ni-NiO, do filme (tNiO) teve uma influência positiva (8,60)
na absortância solar. Isto foi observado, por exemplo, entre as amostras E6 e E8 quando a absortância aumentou de 67,60 para 77,00% com o tempo de deposição da 2ª camada, de 2min para 60min. A quantidade de NiO, que é a fase absorvedora de calor dos filmes, aumentou assim como a espessura da 2ª camada dos filmes, de 115,7nm da amostra E6 para 268,2nm da amostra E8, favorecendo o aumento da absortância solar. O tempo de deposição de Ni, quanto ao preparo da 1ª camada dos
128 filmes, teve um efeito negativo (-7,35) na absortância solar, ou seja, o aumento dessa variável causou a diminuição da absortância. De fato, a variação do tempo de deposição de Ni (tNi) do menor nível (─) para o maior nível (+) ou seja, de 8min para
40min, aumentou a quantidade de Ni na camada base dos filmes concomitantemente com a espessura da 1ª camada. Assim, aumentou a reflexão e, consequentemente reduziu a absortância solar. Este fato foi observado, por exemplo, entre as amostras E3 com espessura de 111,9nm da 1ª camada de Ni e absortância solar de 90,25% e, a amostra E2 com espessura da 1ª camada de 139,1nm e absortância de 89,31%.
Analisando os efeitos secundários quanto ao tempo de deposição de níquel e ao tempo de deposição de NiO, as informações indicaram que essas variáveis combinadas tiveram uma interação pequena e positiva (2,10) na absortância solar. Fixando a porcentagem de oxigênio no maior nível (+), notou-se que para as amostras E5 e E8, a absorção solar aumentou de 75,80 para 77,00% quando o tempo de deposição de Ni e o tempo de deposição de NiO atingiram os maiores níveis.
A interação de terceira ordem do tempo de deposição da 1ª camada de Ni, da 2ª camada de Ni-NiO e a porcentagem de oxigênio no plasma combinados, indicou uma interação pequena e negativa (-2,90). Esse fato, por exemplo, pôde ser observado nos experimentos relativos às amostras E1 e E8 quando se verificou que o aumento dos três fatores ocasionou uma diminuição na absortância solar de 88,20 para 77,00%.
Uma melhor visualização dos efeitos do planejamento fatorial 23 levando em
consideração os valores da absortância solar é mostrada na Figura 6.88. Os valores “─1” e “+1” nessa representação geométrica corresponderam respectivamente aos níveis, baixo e alto, das variáveis de processos (tni, tNiO e %O2) usadas no
129 Figura 6. 88 - Interpretação geométrica dos efeitos dos fatores tNi, tNiO e
%O2 na absortância solar.
A Tabela 6.29 apresenta a análise de variância (ANOVA) dos efeitos dos fatores tNi,
tNiO e %O2 na resposta de absortância solar com cálculos processados pelo Software
Minitab.
Tabela 6. 29 - Análise de variância para os efeitos principais, secundários e terciários na absortância solar.
A importância dos efeitos foi verificada pelo teste Fisher, com 95% de confiança (BARBETTA et al, 2008). O valor de “F”, 20,06, relativo aos efeitos principais foi maior do que o valor crítico “fc”, 3,86 extraído da distribuição de Fisher com gl=3 e
Fonte de Variação Soma Quadrática (SQ) grau de liberdade (gl) Média Quadrática (MQ) F fc Efeitos Principais 861,62 3 287,21 20,06 3,86 Efeitos Secundários 38,77 3 12,92 0,90 3,86 Efeitos Terciários 33,64 1 33,64 2,35 5,12 Erro 128,86 9 14,32 Total 1062,89 16 1 -1 1 -1 1 -1 %O2 tNiO tNi 76,70 77,00 67,60 75,80 86,80 89,31 77,30 88,20 90,25 (E1) (E5) (E3) (E7) (E8) (E2) (E6) (E9) (E4)
130 9. O valor de “F”, 0,90 relativo aos efeitos secundários foi menor que “fc”, 3,86
assim como o valor de “F”, 2,35 relativo aos efeitos terciários foi menor do que “fc”,
5,12 para gl=1 e 9. Portanto, os efeitos principais dos parâmetros estudados foram fundamentais na resposta de absortância solar. A importância das interações quanto aos efeitos secundários e terciários na absortância solar, estatisticamente, não foi considerada.
A fim de se determinar a significância dos fatores foi utilizado o gráfico de Pareto. A Figura 6.89 ilustra o gráfico de Pareto exibindo os valores, em módulo, dos efeitos padronizados das variáveis de processos na absortância solar no preparo dos filmes de Ni/NiO. Os efeitos padronizados maiores que 2,26, valor calculado pelo programa Minitab 14, foram considerados significativos para um nível de confiança de 95%. Constatou-se pelo gráfico de Pareto que os efeitos principais quanto ao tempo de deposição de Ni (tNi), tempo de deposição da 2ª camada (tNiO) e a porcentagem de
oxigênio no plasma (%O2) foram significativos no processo de deposição por
sputtering na resposta de absorção solar.
Figura 6. 89 - Gráfico de Pareto apresentando os efeitos da deposição por sputtering na propriedade da absortância solar.
A análise estatística indicou que as melhores condições para a obtenção da alta absortância solar dos filmes foi com menor tempo de deposição da 1ª camada de
131 níquel (tNi), maior tempo de deposição da 2ª camada de Ni-NiO (tNiO) e menor
porcentagem de oxigênio em volume no plasma (%O2). O experimento E3 relativo à
deposição de filmes de Ni/NiO por sputtering nessas condições com tNi= 8min,
tNiO=60min e %O2=10 obteve a maior absortância solar, 90,25%.
A Tabela 6.30 mostra os efeitos dos parâmetros de processos sobre a emitância térmica, na região do infravermelho médio e distante, nas deposições de filmes de Ni/NiO por sputtering.
Tabela 6. 30 - Efeitos dos parâmetros na emitância térmica nas deposições por sputtering.
Analisando o valor do efeito principal e os desvios padrão as informações obtidas indicaram que o tempo de deposição de NiO teve um efeito positivo (4,53) na emitância térmica, ou seja o aumento dessa variável aumenta a emitância térmica dos filmes. A quantidade, em peso, de NiO nos filmes aumentou com o tempo de deposição quanto ao preparo da 2ª camada dos filmes. Assim, aumentou a absortância na região do infravermelho médio e distante o que aumentou a emitância térmica. Este fato foi notado entre as amostras E4 com emitância de 4,40% e E2 com emitância de 12,90%, quando tNiO passou do menor nível para o maior nível, fixando
os demais fatores.
Emitância Térmica (%)
Média dos Experimentos 11,09 ± 4,88
Tipos de Efeitos Parâmetros Efeitos
Efeito Principal tNi -4,23 ± 1,46 tNiO 4,53 ± 1,46 %O2 -3,41 ± 1,46 Efeito Secundário (interação) tNitNiO 1,91 ± 1,46 tNi%O2 0,66 ± 1,46 tNiO%O2 -0,11 ± 1,46
132 O tempo de deposição de níquel quanto ao preparo da 1ª camada dos filmes exerceu uma influência negativa (-4,23) na emitância térmica, ou seja, o aumento dessa variável causou a diminuição da emitância térmica. A 1ª camada do filme aumentou com o tempo de deposição de níquel o que aumentou a refletância infravermelha. Assim, reduziu a absorção na região do infravermelho médio e distante e consequentemente diminuiu a emitância térmica. Por exemplo, fixando o tempo de deposição de NiO e a porcentagem de oxigênio para a amostra E7, com o menor nível de deposição de níquel e para amostra E8 com o maior nível de deposição, verificou-se que a emitância térmica diminuiu de 11,75%, amostra E7 para 8,10%, amostra E8.
Pelos valores dos efeitos secundários, notou-se que o tempo de deposição da 1ª camada de Ni (tNi) e o tempo de deposição da 2ª camada de Ni-NiO (tNiO), quando
analisados em conjunto, promoveram um efeito pequeno e positivo (1,91), na emitância térmica. A quantidade de NiO no filme aumentou com o tempo de deposição, o que aumentou a absortância na região do infravermelho médio e distante, consequentemente aumentando a emitância térmica. Isto foi notado, por exemplo, entre as amostras E5 com emitância de 7,30% e a amostra E8 com emitância de 8,10%. Neste caso, a porcentagem em volume de oxigênio foi fixada no maior nível enquanto o tempo de deposição da 1ª camada como e da 2ª camada dos filmes alcançaram os maiores níveis.
Quanto ao efeito terciário, o tempo de deposição de Ni, de NiO e a porcentagem de oxigênio combinados indicaram uma interação pequena e negativa (-1,94) na emitância térmica. Nos experimentos E1 e E8 onde os três fatores foram alterados dos menores para os maiores níveis, a emitância térmica das amostras diminuiu de 13,20 para 8,10%. A Figura 6.90 representa o estudo geométrico dos níveis das variáveis em relação aos valores de emitância térmica.
133 Figura 6. 90 - Interpretação geométrica dos efeitos dos fatores na emitância
térmica.
A Tabela 6.31 apresenta a análise de variância (ANOVA) dos efeitos dos fatores tNi,
tNiO e %O2 na resposta de emitância térmica.
Tabela 6. 31 - Análise de variância para os efeitos principais, secundários e terciários na emitância térmica.
Foi constatado pelo teste Fisher, comparando F com fc, que os efeitos principais,
31,63>3,86 e os terciários, 7,04>5,12, foram importantes na resposta da emitância térmica. Os efeitos secundários, 2,57<3,86, não foram relevantes nessa resposta para
Fonte de Variação Soma Quadrática (SQ) grau de liberdade (gl) Média Quadrática (MQ) F fc Efeitos Principais 202,47 3 67,49 31,63 3,86 Efeitos Secundários 16,44 3 5,48 2,57 3,86 Efeitos Terciários 15,02 1 15,02 7,04 5,12 Erro 19,21 9 2,13 Total 253,14 16 1 -1 1 -1 1 -1 %O2 tNiO tNi 14,50 8,10 3,70 7,30 11,75 12,90 4,40 13,20 14,00 (E1) (E6) (E5) (E2) (E3) (E7) (E8) (E9) (E4)
134 os níveis dos parâmetros estudados. A fim de se determinar a significância dos fatores foi utilizado o gráfico de Pareto. A Figura 6.91 ilustra o gráfico de Pareto exibindo os valores em módulo dos efeitos padronizados das variáveis de processos na emitância térmica no preparo dos filmes de Ni/NiO. Os efeitos padronizados maiores que 2,26 foram considerados significativos com 95% de confiança: os efeitos principais, os terciários e o secundário de interação do tempo de deposição da 1ª camada (tNiO) e do tempo de deposição da 2ª camada dos filmes (tNiO).
Figura 6. 91 - Gráfico de Pareto apresentando os efeitos da deposição por sputtering na propriedade da emitância térmica.
A análise estatística indicou que as melhores condições para a obtenção de uma baixa emitância térmica quanto aos efeitos principais foi menor tempo de deposição da 1ª camada de níquel, maior tempo de deposição da 2ª camada de Ni-NiO e menor porcentagem de oxigênio no plasma. Porém, os efeitos secundários quanto à interação do tempo da deposição da 1ª com a 2ª camada do filme, assim como os efeitos terciários são significativos na resposta de emitância térmica.
Os efeitos dos parâmetros de processos nas deposições por magnetron sputtering no fator de seletividade (razão α/ε) dos filmes são mostrados na Tabela 6.32.
135 Tabela 6. 32 - Efeitos dos parâmetros de sputtering no
fator de seletividade.
O tempo de deposição para o preparo da 2ª camada dos filmes exerceu uma influência negativa (-5,58) sobre o fator de seletividade. De fato, a quantidade de Ni- NiO presente na 2ª camada aumentou com o tempo de deposição. O aumento da quantidade de NiO aumentou a absortância na região do infravermelho médio e distante o que aumentou a emissão térmica diminuindo o fator de seletividade.
O tempo de deposição de níquel na 1ª camada do filme exerceu uma influência positiva (5,28) sobre o fator de seletividade das amostras recobertas, ou seja, o aumento dessa variável aumentou o fator de seletividade. A quantidade de Ni aumentou com o tempo de deposição da 1ª camada. Assim, a refletância da radiação na região do visível e infravermelho próximo aumentou o que diminuiu a absortância solar, diminuindo o fator de seletividade.
Em relação ao efeito secundário e de interação, o fator de seletividade diminuiu com o tempo de deposição de Ni e de NiO (-4,07). Fixando a porcentagem de oxigênio no maior nível (+), os experimentos relativos às amostras E5 (“─ ─” +) e E8 (“+ +” +) apresentaram uma diminuição no fator de seletividade de 10,40 para 9,45%. A interpretação geométrica dos efeitos no planejamento fatorial considerando os valores do fator de seletividade pode ser observada na Figura 6.92.
Fator de Seletividade (α/ε)
Média dos Experimentos 9,82 ± 4,84
Tipos de Efeitos Parâmetros Efeitos
Efeito Principal tNi 5,28 ± 0,72 tNiO -5,58 ± 0,72 %O2 2,03 ± 0,72 Efeito Secundário tNitNiO -4,07 ± 0,72 tNi%O2 -0,43 ± 0,72 tNiO%O2 -0,22 ± 0,72
136 Figura 6. 92 - Interpretação geométrica dos efeitos das variáveis de processos
no fator de seletividade.
A Tabela 6.33 apresenta a análise de variância (ANOVA) dos efeitos dos fatores tNi,
tNiO e %O2 na resposta do fator de seletividade.
Tabela 6. 33 - Análise de variância para os efeitos principais, secundários e terciários na seletividade.
Foi constatado pelo teste Fisher, comparando F com fc, que os efeitos principais,
163,77>3,86, secundários, 43,53>3,86 e terciários, 8,88>5,12 foram importantes na resposta quanto ao fator de seletividade. A fim de se determinar a significância dos fatores foi utilizado o gráfico de Pareto. A Figura 6.93 ilustra o gráfico de Pareto dos
Fonte de Variação Soma Quadrática (SQ) grau de liberdade (gl) Média Quadrática (MQ) F fc Efeitos Principais 252,67 3 84,22 163,77 3,86 Efeitos Secundários 67,15 3 22,38 43,53 3,86 Efeitos Terciários 4,57 1 4,57 8,88 5,12 Erro 4,63 9 0,51 Total 329,02 16 1 -1 1 -1 1 -1 %O tNiO tNi 5,25 9,45 18,25 10,40 7,60 7,00 17,50 6,65 6,35 (E1) (E4) (E6) (E3) (E9) (E2) (E8) (E7) (E5)
137 T e r m o Efeito Padronizado tNiO%O2 tNi%O2 tNitNiO%O2 %O2 tNitNiO tNi tNiO 16 14 12 10 8 6 4 2 0 2,26
Gráfico de Pareto dos Efeitos no Fator de Seletividade
(nível de confiança de 95%)
efeitos no fator de seletividade obtidos nos experimentos quanto ao preparo de filmes de Ni/NiO depositados por sputtering. Os efeitos padronizados maiores que 2,26 para um nível de confiança de 95% foram considerados significativos. Portanto, os efeitos secundários de interação quanto ao tempo de deposição da 1ª camada de Ni e a porcentagem de oxigênio em volume no plasma combinados não exerceram influência significante no fator de seletividade. Os efeitos secundários de interação quanto ao tempo de deposição da 2ª camada de Ni-NiO e a porcentagem em volume de oxigênio também não foram significantes para os níveis estudados.
Figura 6. 93 - Gráfico de Pareto dos efeitos no fator de seletividade.
A análise estatística indicou que as melhores condições para a obtenção do alto fator de seletividade quanto aos efeitos principais foi maior tempo de deposição da 1ª camada de níquel (tNi), menor tempo de deposição da 2ª camada de Ni-NiO (tNiO) e
maior porcentagem de oxigênio no plasma (%O2). Porém, os efeitos secundários
quanto a interação do tempo de deposição da 1ª com a 2ª camada dos filmes exerceram uma influência significativa no fator de seletividade.
138 Dentre as amostras recobertas quimicamente, aquela oxidada a 450ºC durante 1,5h contemplou os requisitos de qualidade para superfícies seletivas com absortância solar de 97,40, emitância térmica de 13,30% e fator de seletividade, 7,32.
Quanto ao processo químico, a amostra 3 oxidada a 450ºC por 1,5h obteve os menores tamanhos de grãos de Ni, 31,6nm, assim como a menor rugosidade, 125,7nm. Estes fatores foram importantes no aumento da seletividade dos filmes.
Dentre as amostras recobertas eletroliticamente, aquela oxidada a 450ºC durante 1,5h contemplou os requisitos de qualidade para superfícies seletivas com absortância solar de 98,50%, emitância térmica de 14,51% e fator de seletividade, 6,78.
Quanto ao processo eletrolítico, a amostra 8, oxidada a 450ºC por 1,5h obteve os menores tamanhos de grãos de Ni, 33,00nm, assim como a menor rugosidade, 142,9nm. Estes fatores foram importantes no aumento da seletividade dos filmes.
O preparo dos filmes de Ni/NiO sobre alumínio nas deposições por sputtering resultou em diversas amostras com fatores de seletividade superiores a 5,67. Este fato permitiu constatar a eficiência deste processo em relação aos demais investigados neste trabalho.
139
7 - CONCLUSÕES
Superfícies seletivas de Ni/NiO sobre substrato de alumínio foram preparadas por processos híbridos, mediante deposição química de Ni com posterior oxidação, para aplicações fototérmicas, com fator de seletividade de 7,29.
A combinação da deposição eletrolítica de Ni seguida de sua oxidação possibilitou a produção de filmes de Ni/NiO com seletividade termossolar moderada com fator de seletividade de 6,78.
O sistema de deposição por magnetron sputtering reativo foi usado com sucesso nas deposições de filmes de Ni/NiO. Com uso de alvo de níquel com 3mm de espessura foi possível produzir-se filmes com gradiente de composição química de Ni em matriz de NiO, sobre substrato de alumínio, com seletividade alta, de aproximadamente 18. Foi possível observar a influência do substrato/base metálica quanto à rugosidade e temperatura nas propriedades ópticas dos filmes. Estas superfícies seletivas são adequadas para aplicação em coletores solares de alta eficiência.
Nas deposições químicas os parâmetros de processos identificados para se obter as melhores propriedades ópticas dos filmes de Ni/NiO é o pH da solução de 10, temperatura do banho químico de 85 a 95ºC e uma taxa de deposição de 4µm/h. Para as deposições eletrolíticas as melhores propriedades ópticas foram atingidas com potencial de 3V, densidades de corrente de 0,02A/cm2 durante 5 minutos. A oxidação
das amostras foi a 450ºC durante 1,5 horas. Nas deposições por sputtering obteve-se as melhores propriedades ópticas com pressão na câmara de 2Pa e potência de 600W. O tempo de deposição de níquel da 1ª camada variou de 8 a 40 minutos, o tempo de deposição de Ni-NiO da 2ª camada de 2 a 60 minutos e a porcentagem em volume de O2 de 10 a 30%.
140 A estrutura colunar dos grãos de Ni/NiO dos filmes depositados por magnetron
sputtering proporcionou a maior seletividade em relação aos filmes depositados quimica e eletroliticamente seguidos de oxidação, que apresentaram uma microestrutura de grãos equiaxiais.
A maior facilidade no controle dos parâmetros de processos aliada à melhor relação custo-benefício nas deposições de filmes de Ni/NiO por sputtering fazem com que esta tecnologia seja atrativa para a indústria termossolar. A deposição por magnetron
sputtering produziu diversas amostras com diferentes parâmetros de processos com requisitos de qualidade para superfícies seletivas. O processo de deposição química e eletrolítica com posterior oxidação produziu uma amostra cada um, amostras 3 e 8, respectivamente. Logo, conclui-se que o processo de deposição física por magnetron
sputtering produziu mais filmes seletivos do que os demais processos investigados neste trabalho.
O efeito do tempo de deposição por sputtering da 2ª camada de Ni-NiO (tNiO) foi