可雷射焊接的複合材料的製作方法

2023-07-28 05:52:31 2

專利名稱：可雷射焊接的複合材料的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種本發明涉及一種尤其是用於太陽能收集器元件的可雷射焊接的複合材料，所述複合材料包括帶狀的、由對雷射射線具有高反射性能(Refiekt.1vit&t)的金屬製成的基體(TrSger )，所述基體具有第一面和第二面，其中，至少在第一面上具有陶瓷塗層。
背景技術：
歐洲專利申請文件EP 2 239 086A1公開過這樣一種複合材料。在該專利申請文件中記述了一種將複合材料與一工件利用雷射焊接到一起的公知方法，該方法尤其用來製造太陽能收集器元件，其中，所述複合材料包括採用對雷射射線具有高反射性能的金屬製成的帶狀基體，該帶狀基體具有第一面和第二面，且至少在第一面上具有陶瓷塗層，此外，為製成焊縫，需將雷射束至少投射到所述基體的配置有陶瓷塗層的第一面上，而且雷射束的定向角需呈銳角形式。另外，該專利申請文件還記述了一種用在此種方法中的可雷射焊接的複合材料。相對於在EP 2 239 086A1所援引並推崇的EP I 217 315B1、US 300591BU DE 38 27 297A1以及US 4 023 005中已公開的方法，為了在保持複合材料高功能性且製造成本儘可能節省的情況下，提升焊接工藝的效率，在EP 2 239 086A1中是這樣設計的，即，陶瓷塗層的厚度在140nm至210nm的範圍內，而且雷射束需以大小在2°至50°的定向角入射，從而使雷射束的入射能量中至少有15%能夠被吸收。這裡需要注意的是，與雷射焊接時發生在複合材料的表面上的現象一樣，當光線照射到一個物體上，入射的光線會被分成反射部分、吸收部分與透射部分。為此，不僅在複合材料的第一面上，而且在第二面上均有該複合材料特有的反射率(Reflexionsgrad)(反射能力)、吸收率(Absorptionsgrad)(吸收能力)和透射率(Transmissionsgrad)(透射能力)。反射能力、吸收能力與透射能力是光學特性，對於同種材料而言，這些光學特性會根據入射光線波長的不同(例如紫外光區、可見光區、紅外光區以及熱輻射區)而具有不同的值。為確保能量的高效利用，對於此種材料而言，在雷射射線的波長範圍(典型的是1.06μπι，更精確地說，1064nm)內，要求第一面上具有最大的吸收率。如果該複合材料的透射率為零，那麼其反射率與吸收率之和將是100%。因此，EP 2 239 086A1中公開的複合材料的第一面上的反射率最小為85%。這樣，與其它的同類方法相比，雷射焊接方法已達到了較高的效率，不過該效率尚有提高的空間。對於目前實際採用的幾乎所有應用CO2雷射系統和Nd: YAG雷射系統的方法(EP 2 239 086A1中也描述了這一方法)來說，其雷射束的典型波長為1.06 μ m，在這一波長下，市面上的未經加工的鋁以及為太陽能吸收器所用的經過鈍化的鋁僅會反射入射雷射能量的大約90%。

發明內容
本發明的基本目的在於提供一種本文開頭所述類型的複合材料，特別是用於太陽能收集器元件的複合材料，在利用雷射對此種複合材料進行焊接時，此種複合材料在具有更好的功能性和儘可能低的生產成本的同時，確保能夠進一步提高生產工藝的效率。根據本發明，這一目的是這樣實現的:從基體出發看去，在陶瓷塗層上具有金屬層，而且對陶瓷塗層的厚度和金屬層的厚度的大小進行設計，以使得在波長為1064nm的入射雷射光束以大小在65°到80°的入射角入射時，在基體的第一面上的按照DIN 5036第三部分確定的總反射率小於60%。令人驚訝的是，發明人發現與公知的複合材料相比，採用具有根據本發明的層系統的複合材料可將雷射焊接時吸收的能量提高數倍。此外，特別地，在基體的第一面上的陶瓷塗層的厚度可在20nm至135nm的範圍內，位於所述陶瓷塗層之上的金屬層的厚度可在5nm至25nm的範圍內。如果各層的尺寸處在相應的上述範圍內，那麼波長為1064nm的雷射射線在基體的第一面上的按照DIN 5036第三部分確定的總反射率可優選小於50%，特別優選40%。這就是說，對雷射射線的吸收率至少為50%或60%，這是有益的。通過將層厚度在根據本發明的範圍內稍加改變，則也可以在其它波長下(假如在希望採用諸如氬氣雷射器(波長488nm或515nm)或欽-YAG雷射器(波長2123nm)等其它雷射器時需要的情況下)以同樣的方式使吸收最大化。在優選的實施方式中可將陶瓷塗層設計成基本上由氧化鋁製成。若複合材料的基體也由鋁製成，那麼可用工藝學上有利的方式，使陶瓷塗層的氧化鋁尤其由基體上的經陽極氧化或經電解拋光且陽極氧化的鋁形成。金屬層可優選包含鉻和/或鈦或者完全由這些材料製成。層的厚度可優選落在IOnm至20nm的範圍內，尤其是為15nm。金屬層可以用工藝學上有利的方式，以連續的真空帶狀塗覆法施加到陶瓷塗層上。因此根據本發明的複合材料可構造卷材，尤其是寬度可達1600_，而厚度在大約0.1mm至1.5mm的範圍內，優選在大約0.2至0.8mm的範圍內的卷材，並且該複合材料的所有的層均可在連續進行的工藝中輥對輥(卷對卷)地加工而成。此外，根據本發明的複合材料(尤其是當此複合材料要被用來製造太陽能收集器元件時)在基體的第二面上可具有光學有效的多層系統，該多層系統包括至少兩個層，優選包括至少三個層。在基體上，可在光學多層系統之下設計中間層，該中間層一方面可確保對基體提供機械防護和防腐蝕保護，另一方面又可確保能夠與光學多層系統具有高的粘合性(Haftung)。在這裡，中間層同樣可以是一陶瓷層，但其位於基體的第二面之上，並尤其可以與位於基體的第一面之上的陶瓷塗層一樣的方式製造而成。如果採用包括至少三層的光學有效的多層系統，則最上層可以是絕緣層，中部的層可以是主要起吸收可見光作用且優選含有鉻氧化物的層，而最下面的層則可用金、銀、銅、鉻、鋁和/或鑰製成。mirotherm 是公知的這樣一種在鋁質基體之上的層系統；通過本發明，能夠在不損害其極佳光學特性的同時，顯著改善其在雷射焊接方面的性能。為製造太陽能收集器元件或者說吸收器部件，帶有例如由鋁製成的基體材料的根據本發明的複合材料(在第一基體面上有由氧化鋁製成的陶瓷層並且金屬層)可以通過雷射焊接的方式與例如一由銅製成的管子連接在一起。此時，將形成一材料適配(stoffschlussig)的連接,這種連接一方面通過在熔化步驟中熔化並再次變硬的招形成，另一方面通過鋁向銅中的遷移形成。對於焊接，可以採用例如具有足夠功率的CO2-YAG雷射器或Nd-YAG雷射器的射線進行。特別地，管子與吸收器部件可沿著它們的接觸位(Sto iistelle)，通過在管子兩側延伸的、由脈衝焊接工藝而形成的點狀焊縫連接到一起。在這種情況下，當雷射功率和脈衝頻率確定時，需要注意的是，焊點的大小首先取決於導熱率，而且，表面溫度、照射時間、吸收器部件的厚度以及材料性質是相互影響的因素。在熔化深度與雷射的平均功率之間存在比例關係。由於根據本發明的複合材料的吸收能力有了提升，因此與已經基本公知的方法(對此，完全可參閱EP 2 239 086A1與EP I 217 315B1)相比，焊接過程中可顯著節省功率。本發明的其他有利實施方式包含在各從屬權利要求以及隨後的詳細說明中。


下面，通過在附圖示出的兩個實施例對本發明作詳細闡述。其中:圖1是根據本發明的可雷射焊接的複合材料的第一實施例的原理剖視圖；圖2是根據本發明的可雷射焊接的複合材料的第二實施例的原理剖視圖；圖3示出了根據本發明的可雷射焊接的複合材料的第三實施例的反射率與入射光線的波長之間的關聯性，並且還示出了一公知的(非根據本發明的)比較材料的反射率與入射光線之間的關聯性作為參照；圖4示出了根據本發明的可雷射焊接的複合材料的第四實施例的反射率與入射光線的波長之間的關聯性，並且還示出了一公知的(非根據本發明的)比較材料的反射率與入射光線之間的關聯性作為參照；圖5示出了根據本發明的可雷射焊接的複合材料的第三實施例的反射率與入射光線的入射角之間的關聯性。附圖標記I 基體2 基體I上的中間層，面B上的陶瓷層3 光學有效的多層系統4 多層系統3的紅外反射層5 多層系統3的起吸收可見光作用的層6 多層系統3的上層7 基體I (面A)上的陶瓷層8 陶瓷層7 (面A)上的金屬層A 基體I的第一面(帶有陶瓷層7，金屬層8)B 基體I的第二面(帶有中間層2，多層系統3)D 複合材料V的(總)厚度D1 基體I的厚度D2 中間層2的厚度D3 多層系統3的厚度
D4紅外反射層4的厚度D5起吸收可見光作用的層5的厚度D6上層6的厚度D7陶瓷層7的厚度D8金屬層8的厚度L雷射束N複合材料V的 法向量R反射率RO比較材料的反射率R的曲線RV複合材料V的反射率R的曲線V複合材料α入射角λ波長
具體實施例方式對於後面的描述，需要強調的是:本發明並不限於這些實施例，因此也不限於所描述之特徵組合中的全部或多個特徵；實際上，任一實施例中的每一單個子特徵在與其他所有結合在一起描述的子特徵分開時，無論是單獨存在，還是與另一實施例中的任一特徵相組合，都依然具有發明意義。在不同附圖中，同樣的部件，或者尤其是起同樣功能的層均被配以同樣的附圖標記，因而在下文中一般只說明一次。首先如圖1所示，根據本發明的可雷射焊接的複合材料V(尤其可用於製造太陽能收集器元件)的第一實施例包括帶狀的金屬基體I。該基體具有第一面A和第二面B。在基體I的第二面B上有可以選擇存在的中間層2和施加在該中間層2上的、可以選擇存在的光學多層系統3，所述多層系統包括至少三個層4、5、6。在該光學有效的多層系統3中，最上層4是絕緣層，中部的層5是主要起吸收可見光作用的層，而最下層6則是一金屬紅外反射層。最上層4尤其可以是折射率η < 1.8的氧化層、氟化層、硫化層、氮化層、氧氮化層和/或碳氧氮化層(carboxynitridische Schicht)。它尤其可以是化學成分為TiOz、SiOw或SnOv的鈦、矽或錫的氧化層，其中，下標v、w和z分別表示了氧化成分的化學計量或非化學計量比，並且處於以下範圍內:1〈V和/或w和/或2，優選1.9<￥和/或《和/或z <2。可優選的是化學成分為SiOw的矽氧化層，其中下標w的值取2。最上層4的厚度D4可優選落在3nm至500nm的範圍內。中部的主要起吸收可見光作用的層5可尤其包含化學成分為CrC^的氧化鉻和/或化學成分為CrNs的氮化鉻和/或化學成分為CrOJs的氮氧化鉻，其中下標r與s分別表示化學計量或非化學計量比，並且O < r和/或s < 3。這一層5也可以選擇包含其它金屬(而不是鉻)的氟化物、硫化物、氮化物、氮氧化物和/或碳氧氮化物。它的厚度D5尤其可以落在0.01 μ m至大約I μ m的範圍內。光學多層系統3的最下層6可優選由金、銀、銅、鉻、鋁和/或鑰製成。它尤其可具有一最小3nm,最大約500nm的厚度D6。在基體I的第一面A上存在一陶瓷塗層7，根據本發明，該陶瓷塗層的厚度D7落在20nm至135nm的範圍內，同時，在陶瓷塗層7的那一背向基體I的面(示圖中位於陶瓷塗層7的下部)上還設計有一厚度D8在5nm至25nm的金屬層8。陶瓷塗層7的厚度D7可優選落在40nm至95nm的範圍內，而金屬層8的厚度D8則可優選在IOnm至20nm的範圍內，並特別優選15nm。金屬層8可包含鉻和/或鈦或者完全由這些材料製成。在基體I的第一面A上的陶瓷塗層7可基本上由氧化鋁製成，其中，根據本發明的複合材料V的基體I由鋁製成時。這樣，陶瓷塗層7的氧化鋁可優選由基體I的鋁經陽極氧化或經電解拋光且經陽極氧化而形成。位於基體I的第二面B上的中間層2也可優選是陶瓷塗層2，而且尤其可用與位於基體I的第一面A上的陶瓷塗層7—樣的方式製造而成。在前述情形下，即，在基體的第一面A上的陶瓷塗層7由氧化鋁製成，所述氧化鋁是由基體I的鋁經陽極氧化或經電解拋光且經陽極氧化而形成的，則可以在形成基體I的第一面A上的陶瓷塗層7的工序中有利地同時形成在基體I的第二面B上的陶瓷塗層2。基體I的第二面B上的陶瓷塗層2的厚度D2尤其是可小於135nm,尤其是落在3至95nm的範圍內，優選落在15nm至45nm的範圍內。如圖2進一步示出的那樣，根據本發明的可雷射焊接的複合材料V的第二實施例同樣包括一帶狀金屬基體1，該基體I具有一帶有陶瓷塗層7的第一面A和第二面B。根據本發明，在這裡也是這樣設計的，即，基體I的第一面A上的陶瓷塗層7的厚度D7落在20nm至135nm的範圍內，而且在陶瓷塗層7的那一背向基體I的面上還存在一厚度D8在5nm至25nm的金屬層8。此外，與本發明的第一實施例一樣，在基體I的第二面B上也有一陶瓷塗層2，該陶瓷塗層尤其形成中間層2，而且在該中間層之上，在基體I的第二面B上存在一光學有效的多層系統3，不過該多層系統僅由至少兩個層4、5形成。該多層系統同樣涉及一上部層4與一位於該上部層之下的主要起吸收可見光作用的層5，所述上部層4可以是折射率η < 1.8的氧化層、氟化層、硫化層、氮化層、氧氮化層和/或碳氧氮化層，而所述層5在本例中形成最下層。這一層5尤其可含有鈦鋁混合氧化物(Mischoxid)TiAlqOx和/或鈦招混合氮化物(Mischnitrid)TiAlqNy和/或鈦招混合氮氧化物(Mischoxynitrid) TiAlqOxNy,其中，下標q、χ和y分別表示化學計量或非化學計量比，且處於以下範圍內:0 < q和/或χ和/或y < 3。使複合材料帶有這樣的層，如使之帶有按照本發明第一實施例所述的含鉻的層5，將使複合材料特別適用於太陽能吸收器，其出眾之處在於製造簡便，而且具有較高的光譜選擇性。在兩個實施例中，基體I的第一面A上的金屬層8以及在另一基體面B上的光學多層系統3的所有層均可優選為濺射層，尤其是通過反應濺射法形成的層，化學氣相沉積層(CVD層)或等離子體增強化學氣相沉積層(PECVD層)或者通過蒸發，尤其是通過用電子轟擊或用熱源所導致的蒸發而形成的層，並且優選在真空狀態(Vakuumfolge)下以連續的工藝形成並尤其施加到陶瓷塗層2、7之上。金屬鈦/鉻(Ti/Cr)層8的施加例如可優選通過使用最多兩個平板狀磁控管來實現。對於同樣本發明第二實施例中的在基體I與光學有效的多層系統3之間存在的中間層2需特別強調的是:當該中間層2位於一鋁質基體之上且由氧化鋁製成時，那麼不管下方的光吸收層5是否包含鈦鋁混合氧化物TiAlqOx和/或鈦鋁混合氮化物TiAlqNy和/或鈦鋁混合氮氧化物TiAlqOxNy,也不管上方的層是否是化學成分為TiOz、SiOw或SnOv的鈦、矽或錫的氧化層，中間層的厚度D2應不大於30nm，這一特徵是很重要的。在這裡，上層只需是折射係數小於1.7的絕緣層就足夠了。當然，上層的折射係數也可以更大，例如對於氧化鋅層而言，其可以是大約1.9，或者對於二氧化鈦層，則可以為2.55 (銳鈦礦)或2.75 (金紅石)。令人吃驚的是，當中間層2用氧化鋁製成，且該氧化鋁層僅具有極小的厚度，即其厚度落在不大於30nm的範圍內，尤其是落在至少3nm的範圍內，優選落在15nm至25nm的範圍內時，該中間層不但能夠起到為基體I提供公知的機械保護和抗腐蝕防護的作用，能夠確保將置於其上的光學多層系統3很好地粘合住，而且由此還將使該中間層2與基體I本身也變得光學有效。這樣，中間層2有利地擁有了高的透射能力，而且基體I也擁有高的、因該中間層2的透射而變得有效的反射能力，因而可以省去第一實施例的光學多層系統3的最下層的金屬層6，而不會使效率受損。這樣，一方面節省了用於塗抹一個層的工藝步驟，另一方面又節約了材料，尤其是節約了最下側金屬層優選採用的、眾所周知的貴金屬金和銀以及同樣成本不菲的鑰。例如，利用光學有效的多層系統3的上述兩個實施例就可以製造出根據本發明的複合材料V，在這一複合材料中，基體I的第二面B上的按照DIN5036第三部分確定的吸收率在約300至2500nm的波長範圍內具有最大值且該最大值大於90%，並在大於2500nm的波長範圍內具有最小值且該最小值小於15%。在光學多層系統3的第二面B上，按照DIN 5036第三部分所確定的光線總反射率小於5%。圖3和4中示出的圖表反映出了根據本發明的可雷射焊接的複合材料V的第三和第四實施例的反射率R與入射光線L的波長之間的關係，作為參照，圖中還示出了一種公知的、並非根據本發明的比較材料的反射率與入射光線的波長之間的關係，在圖中，曲線RV表示根據本發明的複合材料V的反射率R，而曲線RO則表示所述比較材料的反射率R。根據本發明的複合材料V的第三實施例涉及這樣一種複合材料，即在鋁製基體I的第一面A上沉積有一成分為Al2O3且厚度D7為95nm的陶瓷塗層7，而且在該陶瓷塗層7上直接沉積有一成分為鉻且厚度D8為IOnm的金屬層8。而根據本發明的複合材料V的第四實施例則涉及這樣一種複合材料，即在鋁製基體I的第一面A上沉積有一成分為Al2O3且厚度D7為40nm的陶瓷塗層7，而且在該陶瓷塗層7上直接沉積有一成分為鉻且厚度D8為20nm的金屬層8。在比較材料中，鋁製基體I的第一面A上沉積有成分為Al2O3且厚度D7為95nm的陶瓷塗層7。從繪製的示圖中可知，入射光線L的入射角α被測定為由雷射束L與在基體I的表面上作出的鉛垂線，亦即法向量N的夾角a。在各個例子中，雷射束L的入射角α均為75。。可以看出，對於圖3所示之根據本發明的複合材料V來說，當雷射射線L的波長λ為1064nm時，其基體I的第一面A上的按照DIN5036第三部分確定的總反射率R小於50%，且尤其約為40%。而在同樣的條件下，比較材料的反射率R要高出約50%，大約為90%。如圖3所示，在波長λ的整個試驗範圍內，根據本發明的複合材料V的反射率R在約48% (波長為500nm時)與42% (波長約為1200nm時)之間變動，其中，大約在波長λ為IOOOnm時，反
射率R達到其最小值，即40%。對於圖4中示出的根據本發明的複合材料V來說，在雷射射線的波長λ為1064nm時，其基體I的第一面A上的按照DIN5036第三部分確定的總反射率R同樣小於50%，但是，在500nm至1200nm的波長λ範圍內，圖4所示的複合材料的總反射率R平均要比圖3所示之複合材料的總反射率R高出約5%至8%。圖5示出了根據本發明的可雷射焊接的複合材料V的第三實施例的反射率R與入射的雷射束L的入射角α之間的關係，圖中示出的關係是在波長λ為1064nm的情況下確定得出的。因此，圖5中用圓圈標識的反射率R的值與圖3中用同樣方式標識的值相同。當角α在65°至80°的範圍內變化時，反射率R從大約30%開始連續升高，直至大約40%。就角度關聯性而言，圖4中示出的試驗顯示出了同樣的特性，在這裡，反射率R的值(就像前文提到的那樣)向上推移約不到10%。本發明不限於所描述的實施例，而是包括所有在本發明的意義上具有相同作用的方式和措施。例如，中間層2的陶瓷塗層也可以不用氧化鋁，而用其它材料製成。對於在根據本發明的複合材料V所涉及的在本發明的範圍內的光學多層系統3的可能有利構造與理想工藝學方法，其具體細節可完全參考專利申請文件EP I 217 394BUEP I 217 315BUEP2 239 086AUEP 2 336 811 以及 WO 2011/076448Α1。另外，本發明也不限於在權利要求1中限定的特徵組合，其也可以被定義為由已全部公開的單個特徵中的一定特徵組合而成的任何其他組合。這意味著，原則上並在實踐中，權利要求1中所述的每一個單個特徵都可以刪去，或者說，權利要求1中所述的每一個單個特徵都可以被在本申請中其他地方所公開的至少一個單個特徵所取代。尤其對在根據本發明的複合材料中存在的層來說，其作為範例闡述的層序(在所描述的層序中，各層彼此直接鄰接並用相同的材料製成)並不排除如下可能性，即，在層系統中可以繼續設置另外的中間層、上層和/或下層，或者說，基體I的第一面A上的層和/或子層，尤其是金屬層8以及基體I的第二面B上的紅外反射層4和主要起吸收可見光之用的層5本身亦被構造成多層。就此而言，權利要求1隻可被理解為對於一個發明的一種最初表述嘗試。
權利要求
1.可雷射焊接的複合材料(V)，所述複合材料尤其適用於太陽能收集器元件，所述複合材料包括帶狀的、由對雷射射線具有高反射性能的金屬製成的基體(1)，所述基體具有第一面(A)和第二面(B)，其中，至少在所述第一面(A)上具有陶瓷塗層(7)， 其特徵在於，從所述基體(I)出發看去，在所述陶瓷塗層(7 )上存在金屬層(8 )，而且對所述陶瓷塗層(7)的厚度(D7)和金屬層的厚度(D8)的大小進行設計，以使得入射的雷射束(L)的波長(λ )為1064nm且入射角(α )在65°到80°的範圍內時，所述基體(I)的第一面(A)上的按照DIN 5036第三部分確定的總反射率(R)小於60%。
2.根據權利要求1所述的 複合材料(V)，其特徵在於，所述基體(I)的第一面(A)上的陶瓷塗層(7)的厚度(D7)落在20nm至135nm的範圍內，優選落在40nm至95nm的範圍內。
3.根據權利要求1或2所述的複合材料(V)，其特徵在於，所述基體(I)的第一面(A)上的金屬層(8)的厚度(D8)落在5nm至25nm的範圍內，優選落在IOnm至20nm的範圍內，特別優選15nm。
4.根據權利要求1至3之一所述的複合材料(V)，其特徵在於，所述基體(I)的第一面(A)上的陶瓷塗層(7)由氧化鋁製成。
5.根據權利要求1至4之一所述的複合材料(V)，其特徵在於，所述複合材料的基體(O由招製成。
6.根據權利要求4和5所述的複合材料(V)，其特徵在於，所述基體(I)的第一面(A)上的陶瓷塗層(7)的氧化鋁由所述基體(I)的鋁經陽極氧化或經電解拋光且經陽極氧化而形成。
7.根據權利要求1至6之一所述的複合材料(V)，其特徵在於，所述基體(I)的第一面(A)上的金屬層(8)包含鉻和/或鈦或者完全由這些材料製成。
8.根據權利要求1至7之一所述的複合材料(V)，其特徵在於，對所述陶瓷塗層(7)的厚度(D7)和所述金屬層(8)的厚度(D8)的大小進行設計，以使得入射的雷射束(L)的波長(λ )為1064nm且入射角(α )在65°到80°的範圍內時，所述基體(I)的第一面(A)上的按照DIN 5036第三部分確定的總反射率(R)小於50%，優選小於40%。
9.根據權利要求1至8之一所述的複合材料(V)，其特徵在於，在所述基體(I)的第二面(B)上存在陶瓷塗層(2)，該陶瓷塗層尤其形成中間層(2)。
10.根據權利要求9所述的複合材料(V)，其特徵在於，所述基體(I)的第二面(B)上的陶瓷塗層(2)是用與位於所述基體(I)的第一面(A)上的陶瓷塗層(7)同樣的方式製成的。
11.根據權利要求1至10之一所述的複合材料(V)，其特徵在於，在所述基體(I)的第二面(B)上存在光學有效的多層系統(3)，該多層系統包括至少兩個層(4，5)，優選包括至少三個層(4，5，6)。
12.根據權利要求1至11之一所述的複合材料(V)，其特徵在於，所述金屬層(8)和/或，如果必要的話，所述光學有效的多層系統(3)，至少局部地是以連續的真空帶狀塗覆法施加到陶瓷塗層(7，2)上，所述陶瓷塗層(7，2)位於所述基體(I)的第一面(A)上和，如果必要的話，位於所述基體(I)的第二面(B)上。
13.根據權利要求11或12所述的複合材料(V)，其特徵在於，所述光學有效的多層系統(3)包括兩個絕緣和/或氧化層(4，5)，即上部層(4)和位於該上部層之下且主要起吸收可見光作用的層(5)，所述上部層(4)是折射率η < 1.8的氧化層、氟化層、硫化層、氮化層、氧氮化層和/或碳氧氮化層。
14.根據權利要求11至13之一所述的複合材料(V)，其特徵在於，所述光學有效的多層系統(3)包括三個層(4，5，6)，其中，一個/所述上部層(4)是絕緣層和/或氧化層，一個/所述主要起吸收可見光作用的層(5)形成中部的層，以及最下層(6)是金屬紅外反射層，所述最下層優選用金、銀、銅、鉻、鋁和/或鑰製成。
15.根據權利要求14所述的複合材料(V)，其特徵在於，所述最下層(6)的厚度(％)落在3nm至500nm的範圍內。
16.根據權利要求13至15之一所述的複合材料(V)，其特徵在於，所述主要起吸收可見光作用的層(5)含有鈦鋁混合氧化物TiAlqOx和/或鈦鋁混合氮化物TiAlqNy和/或鈦鋁混合氮氧化物TiAlqOxNy，其中，下標q、X和y分別表示化學計量或非化學計量比，且O < q和/或X和/或y<3。
17.根據權利要求13至16之一所述的複合材料(V)，其特徵在於，所述主要起吸收可見光作用的層(5)包含化 學成分為CrC^的氧化鉻和/或化學成分為CrNs的氮化鉻和/或化學成分為CrOJs的氮氧化鉻，其中下標r與s分別表示化學計量或非化學計量比，並且O<r 和/或s<3。
18.根據權利要求1 3至17之一所述的複合材料(V)，其特徵在於，所述上部層(4)是化學成分為TiOz、SiOw或SnOv的鈦、娃或錫的氧化層,其中，下標V、W、和z分別表示氧化成分中的化學計量或非化學計量比，並且I < V和/或w和/或z < 2，優選1.9 < V和/或w和/或z < 2。
19.根據權利要求9或10以及權利要求11至18之一所述的複合材料(V)，其特徵在於，所述基體(I)的第二面(B)上的陶瓷塗層(2)由所述基體(I)的鋁經陽極氧化或經電解拋光且經陽極氧化而形成，而且，在所述基體(I)的光學有效的多層系統(3)的下面形成中間層(2)，該中間層的厚度(D2)尤其小於135nm，優選落在3至95nm的範圍內，尤其優選落在15nm至45nm的範圍內，或者尤其小於30nm,優選落在15至25nm的範圍內。
20.根據權利要求13至19之一所述的複合材料(V)，其特徵在於，所述光學有效的多層系統(3)的上部層(4)的厚度(D4)落在3nm至500nm的範圍內。
21.根據權利要求13至20之一所述的複合材料(V)，其特徵在於，所述光學有效的多層系統(3)的主要起吸收可見光作用的層(5)的厚度(D5)落在0.01 μ m至1.0Oym的範圍內。
22.根據權利要求13至21之一所述的複合材料(V)，其特徵在於，所述基體(I)的第二面(B)上的按照DIN5036第三部分確定的吸收率在約300至2500nm的波長範圍內具有最大值且該最大值大於90%，並在大於2500nm的波長範圍內具有最小值且該最小值小於15%。
23.根據權利要求13至22之一所述的複合材料(V)，其特徵在於，在所述光學多層系統(3)的第二面(B)上的按照DIN 5036第三部分所確定的光線總反射率小於5%。
24.根據權利要求1至23之一所述的複合材料(V)，其特徵在於，所述複合材料被構造成卷帶，該卷帶的寬度最高達1600mm且厚度落在大約0.1mm至1.5mm的範圍內，優選落在0.2至0.8mm的範圍內。
全文摘要
本發明涉及一種可雷射焊接且尤其適用於太陽能收集器元件的複合材料(V)，所述複合材料包括帶狀的、由對雷射射線具有高反射性能的金屬製成的基體(1)，基體具有第一面(A)和第二面(B)，其中，至少在第一面(A)上具有陶瓷塗層(7)。為在複合材料保持高功能性的情況下改善該複合材料的可雷射焊接性，本發明提出從所述基體(1)出發看去，在陶瓷塗層(7)上設置一金屬層(8)，而且對陶瓷塗層(7)的厚度(D7)和金屬層的厚度(D8)的大小進行設計，以使得在入射的雷射束(L)的波長(λ)為1064nm且入射角(α)在65°到80°的範圍內時，基體(1)的第一面(A)上的按照DIN 5036第三部分確定的總反射率(R)小於60%。
文檔編號B32B18/00GK103101249SQ201210451018
公開日2013年5月15日 申請日期2012年11月12日 優先權日2011年11月10日
發明者弗朗克·滕普林, 迪米特裡奧斯·佩羅斯 申請人:阿蘭諾德股份有限兩合公司