專利名稱：高性能多層復(fù)合太陽選擇性吸收涂層及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及太陽能集熱器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種太陽能選擇性吸收涂層及其制備方法。
背景技術(shù)：
目前，太陽能低溫?zé)崂盟褂玫募療崞髦饕衅桨寮療崞?、真空管?br>
熱器和無蓋板塑料集熱器。平板集熱器是在17世紀(jì)后期發(fā)明的，但直至1960年以后才真正進(jìn)行深入研究和規(guī)?；瘧?yīng)用。平板型太陽集熱器是太陽集熱器中一種最基本的類型，其結(jié)構(gòu)筒單、運(yùn)行可靠、成本適宜，還具有承壓能力強(qiáng)、吸熱面積大等特點(diǎn)，是太陽能與建筑結(jié)合最佳選擇的集熱器類型之一。
根據(jù)IEA報(bào)告，截止到2004年底，平板型集熱器占總市場(chǎng)份額的35%,真空管集熱器占41%。如果不統(tǒng)計(jì)無蓋板的太陽能集熱器，歐洲、日本和以色列等國家均是以平板型集熱器為主，約占市場(chǎng)份額的90%;國內(nèi)市場(chǎng)以真空管為主，2005年約占市場(chǎng)份額的87%,平板型集熱器只占12%。
國內(nèi)太陽能市場(chǎng)與世界太陽能市場(chǎng)主流出現(xiàn)如此反差有很多原因。隨著太陽能在住宅建筑中的擴(kuò)大應(yīng)用，和適應(yīng)太陽能與建筑結(jié)合要求，業(yè)界近年來對(duì)平板型集熱器給予高度關(guān)注，充分認(rèn)識(shí)到其固有的優(yōu)勢(shì)。很多企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)積極開展高效平板集熱器的研究和產(chǎn)業(yè)化，促進(jìn)平板型集熱器從受冷遇邁向新的發(fā)展。
隨著太陽能熱利用技術(shù)的發(fā)展，我國對(duì)選擇性吸收材料的研究工作已有二十年的歷史了。太陽集熱器的發(fā)展過程也是涂層技術(shù)的發(fā)展過程。期間經(jīng)歷了從非選擇性的普通黑漆到選擇性的碌"匕鉛、金屬氧化物涂料，從黑鎳、黑鉻到鋁陽極化涂層等一代接一代的更新?lián)Q代過程。隨著涂層技術(shù)的不斷進(jìn)步涂層性能得到了很大的提高。目前我國平板集熱器吸收表面主要采用鋁條帶上陽極化著色和銅條帶上黑鉻選擇性涂層。
磁控賊射鋁-氮-鋁材料選擇性吸收涂層的鍍膜生產(chǎn)技術(shù)是隨著真空管集
4熱器的產(chǎn)生而發(fā)展起來的，基本上代表了當(dāng)前我國中^f氐溫選擇性吸收材料的生產(chǎn)水平。由于該涂層耐候性能較差，不適于平板集熱器的使用。
目前，國際上發(fā)達(dá)國家，尤其是歐洲，選擇性吸收涂層的生產(chǎn)主要采用真空鍍膜技術(shù)。真空鍍膜技術(shù)生產(chǎn)工藝不存在污染問題，涂層光學(xué)性能優(yōu)良。
中國專利CN101250688A公開了一種太陽能選擇性吸收涂層及其制備方法，該吸收涂層包括吸收層和減反射層，吸收層由'踐射沉積在基體上的TiN層，TiO層和Ti02層構(gòu)成，減反射層為濺射沉積在Ti02層上的Si02層，其太陽光的吸收率為95%~96%，發(fā)射率為6%~8%，用于制造平板太陽能集熱器。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于避免現(xiàn)有技術(shù)的不足之處提供一種高性能多層復(fù)合太陽選擇性吸收涂層。以解決目前我國平板太陽能集熱器吸收涂層耐候性差，吸熱效率低等技術(shù)方面的問題，提出一種適用于平板集熱器的耐高溫，耐潮濕，吸收效率高的多層復(fù)合太陽選擇性吸收涂層。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為 一種高性能多層復(fù)合太陽選擇性吸收涂層，包括有在基體(1)上順序設(shè)有遠(yuǎn)紅外反射層(2 )、復(fù)合熱吸收層(4)和抗氧化和減反射層(5)，其主要特點(diǎn)在于遠(yuǎn)紅外反射層(2 )為濺射沉積在基體(1 )上的Al層；復(fù)合熱吸收層(4 )為'踐射沉積在遠(yuǎn)紅外反射層(2 )上的TiNOx層，抗氧化和減反射層(5 )為'踐射沉積在復(fù)合熱吸收層(4)上的Si02層。
所述的高性能多層復(fù)合太陽選擇性吸收涂層，還包括有在遠(yuǎn)紅外反射層(2)與復(fù)合熱吸收層(4)之間設(shè)有穩(wěn)定層(3);穩(wěn)定層(3)為濺射沉積在遠(yuǎn)紅外反射層(2 )上的Ti+TiC層。
所述的高性能多層復(fù)合太陽選擇性吸收涂層，所述的基體(1)為磷脫氧銅帶或無氧銅帶或鋁帶。
所述的高性能多層復(fù)合太陽選擇性吸收涂層，所述遠(yuǎn)紅外反射層(2)的厚度為100~200nm。
所述的高性能多層復(fù)合太陽選擇性吸收涂層，所述穩(wěn)定層(3)的厚度為50~ 100nm。
所述的高性能多層復(fù)合太陽選擇性吸收涂層，所述復(fù)合熱系數(shù)層(4)的厚度為100~200nm。
所述的高性能多層復(fù)合太陽選擇性吸收涂層，所述抗氧化和減反射層(5 )的厚度為60 ~ IOO腦。
一種高性能多層復(fù)合太陽選擇性吸收涂層的制備方法，其主要特點(diǎn)是步驟為
① 將進(jìn)行預(yù)處理后的基體裝入臥式磁控濺射鍍膜機(jī)中，并將臥式磁控濺射鍍膜機(jī)的真空室的真空度抽至2.0xl(T2 ~ 8.0xl(T3 Pa;
② 向真空室內(nèi)通入純度為99.95%的氬氣，使真空度為6.5xl0-2~ 9.0x10-2Pa，在氬氣氣氛中接通直流負(fù)電壓轟擊清洗基體4-6min,去除基體表面雜質(zhì)，活4匕基體表面；
③ 向真空室內(nèi)通入純度為99.95%的氬氣，開啟鋁靶，在基體(l)上沉積A1層，其中氬氣流量為100-300 sccm，氣壓為6xl0-2 ~ 10xl0-2 Pa，直流電壓為500 ~ 600 V,電流為70 ~ 100 A,沉積時(shí)間為200 ~ 300 s， Al層的厚度為100 200nrn;
⑤向真空室內(nèi)通入純度均為99.95%的氬氣、氧氣和氮?dú)?，開啟鈦靶，在基體上沉積TiNOx層，其中氬氣流量為50- 100 sccm， N2流量為90 ~200sccm ， 02流量為100 ~ 200sccm,氣壓為0.1 ~ 0.2Pa ，直流電壓為400~500V，電流為35 ~ 45A,時(shí)間為20 ~ 30 min, TiNOx層的厚度為100 ~200nm;
(D向真空室內(nèi)通入純度均為99.95%的氬氣和氧氣，開啟硅靶，在基體上沉積Si02層，其中氬氣流量為50~ 100sccm, 02流量為100 200sccm，氣壓為0.2-0.3Pa，直流電壓為400-500 V，電流為35 -40A,時(shí)間為10~15 min, Si02層的厚度為60 ~ 100nm。
所述的高性能多層復(fù)合太陽選擇性吸收涂層的制備方法，其步驟為步驟③與步驟⑤之間還包括有步驟 向真空室內(nèi)通入純度為99.95%的氬氣，開啟鈦靶，在基體上沉積Ti層，其中氬氣流量為100-200 sccm,氣壓為5.0xl(T2~ 10xl(T2Pa,直流電壓為500-800 V,電流為30 40A,沉積時(shí)間為200-300s;然后向真空室內(nèi)再通入純度均為99.95%的氬氣和乙炔，開啟鈦耙，在基體上沉積TiC層，其中氬氣流量為100~200sccm, (:2112流量為100-200sccm,氣壓為5xl(T2 ~ 10xl(T2Pa，直流電壓為600 ~ 700 V,電流為30 ~ 40A,時(shí)間為200 ~ 300 s， Ti+TiC層的厚度為50 ~ 100nm。
所述的高性能多層復(fù)合太陽選擇性吸收涂層的制備方法，其步驟①中所述的預(yù)處理為高壓離子清潔，充入氮?dú)?，壓?~5Pa，電壓轟擊2000-3500V,電流2 4A。
本發(fā)明的有益效果是(i)本發(fā)明的多層復(fù)合太陽選擇性吸收涂層的太陽光吸收率高達(dá)90-95 %，紅外發(fā)射率為6%。 (2)本發(fā)明的高性能多層復(fù)合太陽選擇性吸收涂層在反射層和吸收層之間有一層Ti+TiC穩(wěn)定層，該層可以顯著提高涂層的結(jié)合力，同時(shí)由于TiC具有耐高溫和抗氧化性能，因此可以顯著提高涂層的耐蝕性和抗高溫性能。(3)本發(fā)明的高性能多層復(fù)合太陽選擇性吸收涂層由四層結(jié)構(gòu)，通過各單層組分和厚度的精確控制，可顯著提高涂層的熱吸收性能，尤其能顯著降低涂層的紅外發(fā)射率。(4)本發(fā)明的高性能多層復(fù)合太陽選擇性吸收涂層可用于槽式太陽能熱發(fā)電的集熱管上、CPC式平板太陽能集熱器的集熱管上和普通平板太陽能集熱器的集熱板芯上。
圖1為本發(fā)明太陽選擇性吸收涂層的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。
實(shí)施例1: 一種高性能多層復(fù)合太陽選擇性吸收涂層，包括有在基體1上順序設(shè)有遠(yuǎn)紅外反射層2、復(fù)合熱吸收層4和抗氧化和減^^射層5，遠(yuǎn)紅外反射層2為濺射沉積在基體1上的Al層；復(fù)合熱吸收層4為濺射沉積在遠(yuǎn)紅外反射層2上的TiNOx層，抗氧化和減反射層5為濺射沉積在復(fù)合熱吸收層4上的Si02層。所述的基體1為磷脫氧銅帶或無氧銅帶或鋁帶。所述遠(yuǎn)紅外反射層2的厚度為100- 120nm。所述復(fù)合熱系數(shù)層4的厚度為100 ~120nm。所述抗氧化和減反射層5的厚度為60 ~ 70nm。
實(shí)施例2: —種高性能多層復(fù)合太陽選擇性吸收涂層，包括有在基體1上順序設(shè)有遠(yuǎn)紅外反射層2、復(fù)合熱吸收層4和抗氧化和減反射層5,遠(yuǎn)紅外反射層2為濺射沉積在基體1上的Al層；復(fù)合熱吸收層4為濺射沉積在遠(yuǎn)紅外反射層2上的TiNOx層，抗氧化和減反射層5為濺射沉積在復(fù)合熱吸收層4上的Si02層。所述的基體1為磷脫氧銅帶或無氧銅帶或鋁帶。所述遠(yuǎn)紅外反射層2的厚度為120~ 170nm。所述復(fù)合熱系數(shù)層4的厚度為120~170nm。所述抗氧化和減反射層5的厚度為70 ~ 90nm。
實(shí)施例3: —種高性能多層復(fù)合太陽選擇性吸收涂層，包括有在基體1上順序設(shè)有遠(yuǎn)紅外反射層2、復(fù)合熱吸收層4和抗氧化和減反射層5，遠(yuǎn)紅外反射層2為濺射沉積在基體1上的Al層；復(fù)合熱吸收層4為濺射沉積在遠(yuǎn)紅外反射層2上的TiNOx層，抗氧化和減反射層5為濺射沉積在復(fù)合熱吸收層4上的Si02層。所述的基體1為磷脫氧銅帶或無氧銅帶或鋁帶。所述遠(yuǎn)紅外反射層2的厚度為170~200nm。所述復(fù)合熱系數(shù)層4的厚度為170 ~200nm。所述抗氧化和減反射層5的厚度為90 ~ 100nm。
實(shí)施例4: 一種高性能多層復(fù)合太陽選擇性吸收涂層，還包括有在遠(yuǎn)紅外反射層2與復(fù)合熱吸收層4之間設(shè)有穩(wěn)定層3;穩(wěn)定層3為濺射沉積在遠(yuǎn)紅外反射層2上的Ti+TiC層。所述穩(wěn)定層3的厚度為50 ~ 60nm。其余與實(shí)施例1相同。
實(shí)施例5: —種高性能多層復(fù)合太陽選擇性吸收涂層，還包括有在遠(yuǎn)紅外反射層2與復(fù)合熱吸收層4之間設(shè)有穩(wěn)定層3;穩(wěn)定層3為濺射沉積在遠(yuǎn)紅外反射層2上的Ti+TiC層。所述穩(wěn)定層3的厚度為60 ~ 80nm。其余與實(shí)施例1相同。200910152383.3
實(shí)施例6: —種高性能多層復(fù)合太陽選擇性吸收涂層，還包括有在遠(yuǎn)紅外反射層2與復(fù)合熱吸收層4之間設(shè)有穩(wěn)定層3;穩(wěn)定層3為濺射沉積在遠(yuǎn)紅外反射層2上的Ti+TiC層。所述穩(wěn)定層3的厚度為80 ~ 100nm。其余與實(shí)施例1相同。
實(shí)施例7: —種高性能多層復(fù)合太陽選擇性吸收涂層的制備方法，其步驟為
① 將進(jìn)行預(yù)處理后的基體裝入臥式磁控濺射鍍膜機(jī)中，并將臥式磁控濺射鍍膜機(jī)的真空室的真空度抽至2.0xl(T2~9xlO-2 Pa。所述的預(yù)處理為高壓離子清潔，充入氮?dú)?，壓? 5Pa，電壓轟擊2000 2800V，電流2 4A。
② 向真空室內(nèi)通入純度為99.95%的氬氣，使真空度為6.5xl(T2~9.0xl(T2Pa，在氬氣氣氛中接通直流負(fù)電壓轟擊清洗基體4min，去除基體表面雜質(zhì)，活化基體表面。
③ 向真空室內(nèi)通入純度為99.95%的氬氣，開啟鋁靶，在基體(l)上沉積A1層，其中氬氣流量為100~150 sccm,氣壓為6xl(T2 ~ 10xl(T2 Pa，直流電壓為500~540 V，電流為70-80 A,沉積時(shí)間為200 ~ 240 s， Al層的厚度為100~ 130nm。
⑤向真空室內(nèi)通入純度均為99.95%的氬氣、氧氣和氮?dú)猓_啟鈦靶，在基體上沉積TiNOx層，其中氬氣流量為50~60 sccm, N2流量為90-120sccm， 02流量為100~120sccm,氣壓為0.1 ~ 0.2Pa,直流電壓為400~450V,電流為35 ~ 38A，時(shí)間為20 ~ 22 min, TiNOx層的厚度為100 ~120nm。
(D向真空室內(nèi)通入純度均為99.95%的氬氣和氧氣，開啟硅靶，在基體上沉積Si02層，其中氬氣流量為50 ~ 60 sccm, 02流量為100 ~ 120sccm，氣壓為0.2~0.3Pa，直流電壓為400 450V,電流為35 40A，時(shí)間為10~12 min, Si02層的厚度為60 ~ 70nm。
實(shí)施例8: —種高性能多層復(fù)合太陽選擇性吸收涂層的制備方法，其步驟為
①將進(jìn)行預(yù)處理后的基體裝入臥式磁控濺射鍍膜機(jī)中，并將臥式磁控濺
9射鍍膜機(jī)的真空室的真空度抽至9xlO-2~2.0xl(T3 Pa。所述的預(yù)處理為高壓離子清潔，充入氮?dú)?，壓?~5Pa，電壓轟擊2800~3200V，電流2 4A。
② 向真空室內(nèi)通入純度為99.95%的氬氣，使真空度為6.5xl(T2~9.0xlO-2Pa,在氬氣氣氛中接通直流負(fù)電壓轟擊清洗基體5min,去除基體表面雜質(zhì)，活化基體表面。
③ 向真空室內(nèi)通入純度為99.95%的氬氣，開啟鋁靶，在基體(l)上沉積A1層，其中氬氣流量為150-220 sccm，氣壓為6xl0-2 ~ 10xl0-2 Pa,直流電壓為540-560 V,電流為80 90A,沉積時(shí)間為240 ~ 280 s， Al層的厚度為130~ 160nm。
⑤向真空室內(nèi)通入純度均為99.95%的氬氣、氧氣和氮?dú)?，開啟鈦靶，在基體上沉積TiNOx層，其中氬氣流量為60~80 sccm, N2流量為120 ~150sccm， 02流量為120 - 150sccm,氣壓為0.1 ~ 0.2Pa,直流電壓為450~480V，電流為38 ~ 42A,時(shí)間為22 ~ 26 min， TiNOx層的厚度為120 ~160腦。
(D向真空室內(nèi)通入純度均為99.95%的氬氣和氧氣，開啟硅靶，在基體上沉積Si02層，其中氬氣流量為60 ~ 80 sccm， 02流量為120 ~ 160sccm,氣壓為0.2-0.3Pa,直流電壓為450-480 V,電流為35 40A，時(shí)間為12~14 min， Si02層的厚度為70 ~卯nm。
實(shí)施例9: 一種高性能多層復(fù)合太陽選擇性吸收涂層的制備方法，其步驟為
① 將進(jìn)行預(yù)處理后的基體裝入臥式磁控濺射鍍膜機(jī)中，并將臥式磁控-踐射鍍膜機(jī)的真空室的真空度抽至2.0xl(T3 ~ 8.0xl(T3 Pa。所述的預(yù)處理為高壓離子清潔，充入氮?dú)?，壓?-5Pa,電壓轟擊3200~3500V,電流2 4A。
② 向真空室內(nèi)通入純度為99.95%的氬氣，使真空度為6.5xl(T2~9.0xl(r2Pa，在氬氣氣氛中接通直流負(fù)電壓轟擊清洗基體6min,去除基體表面雜質(zhì)，活化基體表面。
③ 向真空室內(nèi)通入純度為99.95%的氬氣，開啟鋁靶，在基體(l)上沉積A1層，其中氬氣流量為220-300 sccm,氣壓為6xl0-2 ~ 10x10-2 Pa,直流電壓為560 ~ 600 V,電流為90 ~ 100 A，沉積時(shí)間為280 ~ 300 s， Al層的厚度為160 ~ 200nm。
10⑤ 向真空室內(nèi)通入純度均為99.95%的氬氣、氧氣和氮?dú)?，開啟鈦靶， 在基體上沉積TiNOx層，其中氬氣流量為80 ~ 100 sccm， N2流量為150-200sccm ， 02流量為150 ~ 200sccm,氣壓為0.1 ~ 0.2Pa ，直流電壓為 480 500V，電流為42 ~ 45A，時(shí)間為26 ~ 30 min, TiNOx層的厚度為160 ~ 200nm。
⑥ 向真空室內(nèi)通入純度均為99.95%的氬氣和氧氣，開啟硅靶，在基體 上沉積Si02層，其中氬氣流量為80 ~ 100 sccm, 02流量為160 ~ 200sccm， 氣壓為0.2~0.3Pa,直流電壓為480~500V,電流為35 40A，時(shí)間為14~ 15 min， Si02層的厚度為90 ~ 100nm。
實(shí)施例10: —種高性能多層復(fù)合太陽選擇性吸收涂層的制備方法，其步 驟為步驟③與步驟⑤之間還包括有步驟④向真空室內(nèi)通入純度為99.95% 的氬氣，開啟鈦靶，在基體上沉積Ti層，其中氬氣流量為100~ 120sccm, 氣壓為5.0xl(T2-10xl(T2Pa，直流電壓為500~580V,電流為30-35A,沉 積時(shí)間為200-240 s;然后向真空室內(nèi)再通入純度均為99.95%的氬氣和乙 炔，開啟4太耙，在基體上沉積TiC層，其中氬氣流量為100 120sccm， C2H2 流量為100 ~ 120sccm,氣壓為5xl(T2 ~ 10xlO-2Pa,直流電壓為600 ~ 620 V， 電流為30 ~ 35A,時(shí)間為200 ~ 220 s, Ti+TiC層的厚度為50 ~ 60nm。其余 步驟同實(shí)施例7。
實(shí)施例11: 一種高性能多層復(fù)合太陽選擇性吸收涂層的制備方法，其步 驟為步驟③與步驟⑤之間還包括有步驟④向真空室內(nèi)通入純度為99.95% 的氬氣，開啟鈥靶，在基體上沉積Ti層，其中氬氣流量為120~ 160sccm, 氣壓為5.0xl0-2~ 10xl(T2Pa，直流電壓為580 ~ 680V,電流為35 38A,沉 積時(shí)間為240-280 s;然后向真空室內(nèi)再通入純度均為99.95%的氬氣和乙 炔，開啟鈥耙，在基體上沉積TiC層，其中氬氣流量為120 160sccm， C2H2 流量為120 160sccm，氣壓為5xl(T2 ~ l。xl(T2Pa，直流電壓為620 ~ 660 V, 電流為35 ~38A，時(shí)間為220 260s， Ti+TiC層的厚度為60 ~ 80nm。其余 步驟同實(shí)施例8。
實(shí)施例12: —種高性能多層復(fù)合太陽選擇性吸收涂層的制備方法，其步 驟為步驟③與步驟⑤之間還包括有步驟④向真空室內(nèi)通入純度為99.95% 的氬氣，開啟鈥靶，在基體上沉積Ti層，其中氬氣流量為160 200sccm，氣壓為5.0xl(T2~ 10xl(T2Pa,直流電壓為680 ~ 800 V，電流為38 40A，沉 積時(shí)間為280-300 s;然后向真空室內(nèi)再通入純度均為99.95°/。的氬氣和乙 炔，開啟鈥耙，在基體上沉積TiC層，其中氬氣流量為160 ~ 200 seem, C2H2 流量為160~200sccm,氣壓為5xl0-2 ~ 10xlO_2Pa,直流電壓為660 ~ 700 V, 電流為38 ~40A，時(shí)間為260-300 s, Ti+TiC層的厚度為80 ~ lOOnm。其 余步驟同實(shí)施例9。
實(shí)施例13: —種高性能多層復(fù)合太陽選擇性吸收涂層的制備方法，其特 征是步驟為
① 將進(jìn)行預(yù)處理后的基體裝入臥室磁控濺射鍍膜機(jī)中，并將臥室磁控濺 射鍍膜機(jī)的真空室的真空度抽至2. 0 x 10-2~ 8. 0 x l(T3;所述的預(yù)處理為高 壓離子清潔，充入氮?dú)?，壓? 5Pa，電壓轟擊3200~3500V，電流2 4A。
② 向真空室內(nèi)通入純度為99. 95°/。的氬氣，使真空度為6.5xl(T2~9. Ox l(T2Pa，在氬氣氣氛中接通直流負(fù)電壓轟擊清洗基體5min，去除基體表面雜 質(zhì)，活化基體表面；
③ 向真空室內(nèi)通入純度為99. 95%的氬氣，起鋁靶，在基體上沉積Al層， 其中Ar流量為260 sccm，氣壓為6.5x10_2 Pa，直流電壓為580 V,電流為 IOOA，沉積時(shí)間為300s， Al層的厚度為100~ 200nm;
④ 向真空室內(nèi)通入純度為99. 95%的氬氣，起鈦靶，在基體上沉積Ti層， 其中Ar流量為170 sccm,氣壓為7.5xl(T2 Pa,直流電壓為640 V,電流為 35 A，沉積時(shí)間為300 s;然后向真空室內(nèi)通入純度均為99.95%的氬氣和乙 炔，起鈦靶，在基體上沉積TiC層，其中Ar流量為170sccm, (32112流量為 120sccm,氣壓為5.7x10-2Pa，直流電壓為660V，電流為29A,時(shí)間為300 s, Ti+TiC層的厚度為50 ~ 100nm;
⑤ 向真空室內(nèi)通入純度均為99.95%的氬氣、氧氣和氮?dú)?，起鈦靶，?基體上沉積TiNOx層，其中Ar流量為60sccm, Nz流量為卯sccm, 02流量 為100sccm，氣壓為0.11Pa，直流電壓為440-490 V,電流為37A，時(shí)間為 30min， TiNOx層的厚度為100 ~ 200nm;⑥向真空室內(nèi)通入純度均為99.95%的氬氣和氧氣，起硅靶，在基體上 沉積Si02層，其中Ar流量為60 sccm, 02流量為120sccm,氣壓為0.2Pa, 直流電壓為400~450V，電流為39A,時(shí)間為10min， Si02層的厚度為60-100nm。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明 的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā) 明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種高性能多層復(fù)合太陽選擇性吸收涂層，包括有在基體(1)上順序設(shè)有遠(yuǎn)紅外反射層(2)、復(fù)合熱吸收層(4)和抗氧化和減反射層(5)，其特征在于遠(yuǎn)紅外反射層(2)為濺射沉積在基體(1)上的Al層；復(fù)合熱吸收層(4)為濺射沉積在遠(yuǎn)紅外反射層(2)上的TiNOx層，抗氧化和減反射層(5)為濺射沉積在復(fù)合熱吸收層(4)上的SiO2層。
2. 如權(quán)利要求1所述的高性能多層復(fù)合太陽選擇性吸收涂層，其特征在于還包括有在遠(yuǎn)紅外反射層(2 )與復(fù)合熱吸收層(4 )之間設(shè)有穩(wěn)定層(3 );穩(wěn)定層(3)為濺射沉積在遠(yuǎn)紅外反射層(2)上的Ti+TiC層。
3. 如權(quán)利要求1所述的高性能多層復(fù)合太陽選擇性吸收涂層，其特征在于 所述的基體(1 )為磷脫氧銅帶或無氧銅帶或鋁帶。
4. 如權(quán)利要求l所述的高性能多層復(fù)合太陽選擇性吸收涂層，其特征在于所述遠(yuǎn)紅外反射層(2)的厚度為100~200nm。
5. 如權(quán)利要求2所述的高性能多層復(fù)合太陽選擇性吸收涂層，其特征在于所述穩(wěn)定層(3 )的厚度為50 ~ 100nm。
6. 如權(quán)利要求1所述的高性能多層復(fù)合太陽選擇性吸收涂層，其特征在于所述復(fù)合熱系數(shù)層(4)的厚度為100~200nm。
7. 如權(quán)利要求1所述的高性能多層復(fù)合太陽選擇性吸收涂層，其特征在于所述抗氧化和減反射層(5 )的厚度為60 ~ 100nm。
8. —種高性能多層復(fù)合太陽選擇性吸收涂層的制備方法，其特征是步驟為① 將進(jìn)行預(yù)處理后的基體裝入臥式磁控濺射鍍膜機(jī)中，并將臥式磁控濺射鍍膜機(jī)的真空室的真空度抽至2.0xl(T2 ~ 8.0xl(T3 Pa;② 向真空室內(nèi)通入純度為99.95%的氬氣，使真空度為6.5xlO-2~9.0xl(T2Pa,在氬氣氣氛中接通直流負(fù)電壓轟擊清洗基體4-6min，去除基體表面雜質(zhì)，活化基體表面；③向真空室內(nèi)通入純度為99.95%的氬氣，開啟鋁靶，在基體(l)上沉積Al層，其中氬氣流量為100-300sccm，氣壓為6xl0-2 ~ 10xl(T2Pa,直流電壓為500 ~ 600 V,電流為70 ~ 100 A，沉積時(shí)間為200 ~ 300 s， Al層的厚度為100 200nrn;⑤向真空室內(nèi)通入純度均為99.95%的氬氣、氧氣和氮?dú)?，開啟鈦靶，在基體上沉積TiNOx層，其中氬氣流量為50- 100 sccm， N2流量為90 ~,200sccm, 02流量為100 ~ 200sccm,氣壓為0.1 ~ 0.2Pa，直流電壓為400~500V,電流為35-45A,時(shí)間為20-30min, TiNOx層的厚度為100~200nm;(D向真空室內(nèi)通入純度均為99.95%的氬氣和氧氣，開啟硅靶，在基體上沉積Si02層，其中氬氣流量為50 ~ 100 sccm, 02流量為100 ~ 200sccm，氣壓為0.2~0.3Pa，直流電壓為400~500V，電流為35~40A，時(shí)間為10~,15 min, Si02層的厚度為60- 100nm。
9. 如權(quán)利要求8所述的高性能多層復(fù)合太陽選擇性吸收涂層的制備方法，其特征是步驟為步驟(D與步驟⑤之間還包括有步驟④向真空室內(nèi)通入純度為99.95。/。的氬氣，開啟鈦靶，在基體上沉積Ti層，其中氬氣流量為100-,200sccm，氣壓為5.0xl0國2 10xl0國2pa，直流電壓為500 ~ 800 V,電流為,30~40 A,沉積時(shí)間為200~ 300 s;然后向真空室內(nèi)再通入純度均為,99.95%的氬氣和乙炔，開啟鈦靶，在基體上沉積TiC層，其中氬氣流量為,100 200sccm, (32112流量為100 ~ 200sccm，氣壓為5xl0-2 ~ 10xl(T2Pa,直流電壓為600 ~ 700 V,電流為30 ~ 40A，時(shí)間為200 ~ 300 s, Ti+TiC層的厚度為50~ 100nm。
10. 如權(quán)利要求8所述的高性能多層復(fù)合太陽選擇性吸收涂層的制備方法，其特征是步驟為步驟①中所述的預(yù)處理為高壓離子清潔，充入氮?dú)?，壓? 5Pa，電壓轟擊2000-3500V,電流2 4A。
全文摘要
本發(fā)明涉及太陽能集熱器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種太陽能選擇性吸收涂層及其制備方法。一種高性能多層復(fù)合太陽選擇性吸收涂層，包括有在基體(1)上順序設(shè)有遠(yuǎn)紅外反射層(2)、復(fù)合熱吸收層(4)和抗氧化和減反射層(5)，其主要特點(diǎn)在于遠(yuǎn)紅外反射層(2)為濺射沉積在基體(1)上的Al層；復(fù)合熱吸收層(4)為濺射沉積在遠(yuǎn)紅外反射層(2)上的TiNO<sub>X</sub>層，抗氧化和減反射層(5)為濺射沉積在復(fù)合熱吸收層(4)上的SiO<sub>2</sub>層。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是本發(fā)明的太陽光吸收率高達(dá)90～95％，紅外發(fā)射率為6％。本發(fā)明在反射層和吸收層之間有一層Ti+TiC穩(wěn)定層，該層可以顯著提高涂層的結(jié)合力，同時(shí)由于TiC具有耐高溫和抗氧化性能，因此可以顯著提高涂層的耐蝕性和抗高溫性能。
文檔編號(hào)C23C14/14GK101598468SQ20091015238
公開日2009年12月9日 申請(qǐng)日期2009年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月25日
發(fā)明者王成兵, 王成龍, 苗樹翻, 范多旺, 范多進(jìn) 申請(qǐng)人:蘭州大成自動(dòng)化工程有限公司;蘭州大成真空科技有限公司;常州大成綠色鍍膜科技有限公司