專利名稱：基于鋁材的高耐候選擇性吸收涂層的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于太陽(yáng)能光熱轉(zhuǎn)換技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于鋁材的高耐候選擇性吸收涂層。背景技術(shù)：
選擇性吸收涂層是太陽(yáng)能光熱轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵，隨著太陽(yáng)能集熱元件的發(fā)展，對(duì)涂層提出了越來(lái)越高的要求。一般的集熱元件要求選擇性吸收涂層具有太陽(yáng)光譜 (300nm^2500nm)高吸收比，紅外波段(>2500nm)低發(fā)射比的光學(xué)性能。目前太陽(yáng)能光熱轉(zhuǎn)換涂層獲得的方法有噴涂、電化學(xué)(陽(yáng)極氧化、電鍍等)和磁控濺射，噴涂和電化學(xué)的方法不能獲得很低的發(fā)射比，且不環(huán)保。磁控濺射用在光熱涂層上有很多報(bào)道，有用在真空集熱管真空環(huán)境里的涂層，有用到平板集熱器的銅基片的涂層。已有技術(shù)有用磁控濺射的方法制備平板型太陽(yáng)能集熱器的涂層，但是其基材是銅，且并未進(jìn)行耐候性能測(cè)試。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型為了彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種性能優(yōu)異、使用壽命長(zhǎng)的基于鋁材的高耐候選擇性吸收涂層。本實(shí)用新型是通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種基于鋁材的高耐候選擇性吸收涂層，以鋁或鋁合金為基材，其特征在于所述基層表面由下向上依次濺射有過(guò)渡層、紅外反射層、過(guò)渡層、金屬陶瓷層和保護(hù)層。本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)分為以下兩種形式所述基材底面上通過(guò)焊接與導(dǎo)熱管形成焊點(diǎn)或焊縫，導(dǎo)熱介質(zhì)存在于導(dǎo)熱管的空腔內(nèi)；高耐候選擇性吸收涂層吸收的太陽(yáng)能的熱量通過(guò)基材、焊點(diǎn)或焊縫、導(dǎo)熱管傳遞給空腔內(nèi)的導(dǎo)熱介質(zhì)帶走利用；基材通過(guò)焊接和導(dǎo)熱管形成焊點(diǎn)或者焊縫，焊接工藝可以是激光焊接、超聲波焊接、高頻焊接、等離子焊接、釬焊等，焊接方法的改變不影響其功能的實(shí)施。所述基材通過(guò)壓合與導(dǎo)熱管結(jié)合為一體，導(dǎo)熱介質(zhì)存在于導(dǎo)熱管的空腔內(nèi)；高耐候選擇性吸收涂層吸收的太陽(yáng)能的熱量通過(guò)基材、導(dǎo)熱管傳遞給空腔內(nèi)的導(dǎo)熱介質(zhì)帶走利用，基材和導(dǎo)熱管的結(jié)合工藝不影響高耐候選擇性吸收涂層的制備及其實(shí)施。該基于鋁材的高耐候選擇性吸收涂層的制備方法，主要包括如下步驟(1)對(duì)基材進(jìn)行預(yù)處理后，將其放入真空室內(nèi)獲得真空；(2)啟動(dòng)靶電源，用直流或中頻反應(yīng)磁控濺射方法沉積金屬Al、Si、Ti、Ni、Cr、Sn、 不銹鋼以及合金與N或0形成化合物的過(guò)渡層，厚度為l(Tl50nm ；(3)接著沉積金屬Al、Cu、Ag、Ni、Mo、W、Cr、不銹鋼以及合金組成的紅外反射層，厚度為30 500nm ；(4)沉積金屬Al、Si、Ti、Ni、Cr、Sn、不銹鋼以及合金與N或0形成化合物的過(guò)渡層，厚度為10 150歷;(5)沉積金屬Al、Si、Ti、Ni、Cr、Sn、不銹鋼以及合金與N或0形成化合物和金屬Al、Si、Ti、Mo、Ni、W、Cr、Sn、不銹鋼以及合金摻雜成的金屬陶瓷層，厚度為5(T500nm ；(6)沉積金屬Al、Si、Ti、Ni、Cr、Sn、不銹鋼以及合金與N或0形成化合物的保護(hù)層，厚度為4(T200nm。本實(shí)用新型制成的吸熱體成本低，有利于大規(guī)模推廣，還具有優(yōu)異的光學(xué)性能，包括高的太陽(yáng)光譜吸收比α和低的紅外發(fā)射比ε，實(shí)際測(cè)試光學(xué)性能為α =0.95 (AMI. 5)， ε =0. 058 (80°C),同時(shí)具有優(yōu)異的耐候性能，通過(guò)雙90測(cè)試(溫度90°C，濕度90%) 100小時(shí)，中性鹽霧(NSS)測(cè)試100小時(shí)。本實(shí)用新型具有優(yōu)異的太陽(yáng)光譜選擇性吸收光學(xué)性能，還具有優(yōu)異的耐候性能， 工作在高溫高濕的環(huán)境下依然有好的光學(xué)性能，也可以工作在密閉真空環(huán)境或者更優(yōu)越的環(huán)境，其使用壽命更加優(yōu)越。以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說(shuō)明。


圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型通過(guò)焊接加工成的集熱部件；圖3為本實(shí)用新型通過(guò)壓合加工成的集熱部件。圖中，1吸收涂層，2基材，3過(guò)渡層，4紅外反射層，5過(guò)渡層，6金屬陶瓷層，7保護(hù)層，8焊點(diǎn)或焊縫，9空腔，10導(dǎo)熱管。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1 根據(jù)
圖1，高耐候選擇性吸收涂層1是五層結(jié)構(gòu)，基材2是鋁或者鋁合金板材，鋁基材2經(jīng)過(guò)表面預(yù)處理，得到良好的基礎(chǔ)表面，然后用直流或者中頻反應(yīng)磁控濺射方法形成厚度為l(Tl50nm金屬Al、Si、Ti、Ni、Cr、Sn、不銹鋼以及合金與N或0形成化合物過(guò)渡層 3，接著用直流或中頻反應(yīng)磁控濺射方法沉積一層厚度為3(T500nm金屬Al、Cu、Ag、Ni、Mo、 W、Cr、不銹鋼以及合金組成紅外反射層4，然后用直流或者中頻反應(yīng)磁控濺射方法形成厚度為l(Tl50nm金屬Al、Si、Ti、Ni、Cr、Sn、不銹鋼以及合金與N或0形成化合物過(guò)渡層5，再用直流或者中頻反應(yīng)磁控濺射方法形成厚度為5(T500nm金屬Al、Si、Ti、Ni、Cr、Sn、不銹鋼以及合金與N或0形成化合物和金屬Al、Si、Ti、Mo、Ni、W、Cr、Sn、不銹鋼以及合金摻雜成的金屬陶瓷層6，接著用直流或者中頻反應(yīng)磁控濺射方法形成厚度為4(T200nm金屬Al、 Si、Ti、Ni、Cr、Sn、不銹鋼以及合金與N或0形成化合物保護(hù)層7。根據(jù)圖2，帶有高耐候選擇性吸收涂層1的鋁或者鋁合金基材2和導(dǎo)熱管10進(jìn)行焊接形成焊點(diǎn)或焊縫8，導(dǎo)熱介質(zhì)存在于導(dǎo)熱管10的空腔9內(nèi)，高耐候選擇性吸收涂層1吸收的太陽(yáng)能的熱量通過(guò)鋁或鋁合金的基材2、焊點(diǎn)或者焊縫8、導(dǎo)熱管10傳遞給空腔9內(nèi)的導(dǎo)熱介質(zhì)。實(shí)施例2 根據(jù)
圖1，高耐候選擇性吸收涂層1是五層結(jié)構(gòu)，基材2是鋁或者鋁合金板材，鋁基材2經(jīng)過(guò)表面預(yù)處理，得到良好的基礎(chǔ)表面，然后用直流或者中頻反應(yīng)磁控濺射方法形成厚度為l(Tl50nm金屬Al、Si、Ti、Ni、Cr、Sn、不銹鋼以及合金與N或0形成化合物過(guò)渡層 3，接著用直流或中頻反應(yīng)磁控濺射方法沉積一層厚度為3(T500nm金屬Al、Cu、Ag、Ni、Mo、 W、Cr、不銹鋼以及合金組成紅外反射層4，然后用直流或者中頻反應(yīng)磁控濺射方法形成厚度為l(Tl50nm金屬Al、Si、Ti、Ni、Cr、Sn、不銹鋼以及合金與N或0形成化合物過(guò)渡層5，再用直流或者中頻反應(yīng)磁控濺射方法形成厚度為5(T500nm金屬Al、Si、Ti、Ni、Cr、Sn、不銹鋼以及合金與N或0形成化合物和金屬Al、Si、Ti、Mo、Ni、W、Cr、Sn、不銹鋼以及合金摻雜成的金屬陶瓷層6，接著用直流或者中頻反應(yīng)磁控濺射方法形成厚度為4(T200nm金屬Al、 Si、Ti、Ni、Cr、Sn、不銹鋼以及合金與N或0形成化合物保護(hù)層7。 根據(jù)圖3，鋁或鋁合金基材2和導(dǎo)熱管10通過(guò)壓合結(jié)合到一起，高耐候選擇性吸收涂層1制備到所述的鋁或鋁合金基材2和導(dǎo)熱管10結(jié)合體的鋁或鋁合金基材2的表面上。 導(dǎo)熱介質(zhì)位于導(dǎo)熱管10的空腔9內(nèi)，高耐候選擇性吸收涂層1吸收的太陽(yáng)能的熱量通過(guò)鋁或鋁合金的基材2、導(dǎo)熱管10傳遞給空腔9內(nèi)的導(dǎo)熱介質(zhì)。
權(quán)利要求1.一種基于鋁材的高耐候選擇性吸收涂層，以鋁或鋁合金為基材，其特征在于所述基層表面由下向上依次濺射有過(guò)渡層、紅外反射層、過(guò)渡層、金屬陶瓷層和保護(hù)層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于鋁材的高耐候選擇性吸收涂層，其特征在于所述基材底面上通過(guò)焊接與導(dǎo)熱管形成焊點(diǎn)或焊縫，導(dǎo)熱介質(zhì)存在于導(dǎo)熱管的空腔內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于鋁材的高耐候選擇性吸收涂層，其特征在于所述基材通過(guò)壓合與導(dǎo)熱管結(jié)合為一體，導(dǎo)熱介質(zhì)存在于導(dǎo)熱管的空腔內(nèi)。
專利摘要本實(shí)用新型屬于太陽(yáng)能光熱轉(zhuǎn)換技術(shù)領(lǐng)域，特別公開(kāi)了一種基于鋁材的高耐候選擇性吸收涂層。該基于鋁材的高耐候選擇性吸收涂層，以鋁或鋁合金為基材，其特征在于所述基層表面由下向上依次濺射有過(guò)渡層、紅外反射層、過(guò)渡層、金屬陶瓷層和保護(hù)層。本實(shí)用新型具有優(yōu)異的太陽(yáng)光譜選擇性吸收光學(xué)性能，還具有優(yōu)異的耐候性能，工作在高溫高濕的環(huán)境下依然有好的光學(xué)性能，也可以工作在密閉真空環(huán)境或者更優(yōu)越的環(huán)境，其使用壽命更加優(yōu)越。
文檔編號(hào)F24J2/50GK202254444SQ20112034919
公開(kāi)日2012年5月30日 申請(qǐng)日期2011年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月19日
發(fā)明者韓榮濤 申請(qǐng)人:德州金亨新能源有限公司