在陶瓷中空板上複合立體網狀黑瓷陽光吸收層的製作方法

2023-05-03 19:27:56

專利名稱：在陶瓷中空板上複合立體網狀黑瓷陽光吸收層的製作方法
技術領域：
本發明涉及太陽能利用領域太陽光吸收層的製造方法，具體說是在陶瓷太陽板上複合陽光吸收層的方 法，進一步說是在陶瓷太陽板上複合立體網狀黑瓷陽光吸收層的方法。
技術背景太陽能利用主要分為光電利用、光熱利用方式，目前光熱利用主要是太陽能熱水器，太陽能熱水器分 為悶曬式和循環式，循環式效率較高，其集熱體主要採用金屬管板式集熱體和真空玻璃管式集熱體，金屬 管板式集熱體也稱作平板式集熱體。兩者均存在以下不足l.金屬管板式集熱體主要採用銅、鋁等材料， 真空玻璃管集熱體結構和製造工藝相對複雜，以每平方米吸熱面積計算兩者的價格都比較高。2.兩者均採 用低溫塗覆的黑色陽光吸收塗料，在長期的陽光作用下會有一定程度的老化使陽光吸收率衰減，是導致效 率和壽命問題的原因之一。3.由於材料、結構和成本等原因難與建築物結合為一體。均質陶瓷太陽板是指以提釩尾渣或(和)其他富含過渡元素的工業廢棄物、天然礦物與普通陶瓷原料 混合後製造的整體黑色或黑灰色的陶瓷中空太陽能集熱板，複合陶瓷太陽板是指以普通陶瓷為基體，與以 提釩尾渣或(和)其他富含過渡元素的工業廢棄物、天然礦物與普通陶瓷原料混合後製造的黑色或黑灰色 的陶瓷表面層相複合的陶瓷中空太陽能集熱體。複合陶瓷太陽板、均質陶瓷太陽板可統稱為陶瓷太陽板。通常太陽能熱水器由支架、太陽能集熱器、儲水箱、管道組成，或由支架、真空玻璃管、儲水箱、管 道組成，所述集熱器一般由外殼、保溫隔熱材料、具有黑色表面的金屬太陽能集熱體、透明蓋板組成。以前生產黑色陶瓷必須加入Co、 Cr、 Ni、 Mn、 Fe等第四周期過渡元素，價格十分昂貴，本發明人申 報並取得的中國發明專利CN85102464 "黑色陶瓷製品原料的生產方法及其製品"、CN86104984 "—種陶粉 末"敘述了以提釩尾渣為原料之一生產各種黑色陶瓷製品的方法，這種黑色陶瓷稱作釩鈦黑瓷。此發明又 以"陶瓷粉末及其製品"(Ceramrc powder and drticles)為名稱申報並已取得九國外國發明專利證書， 分別是美國專利4737477、日本專利1736801、英、法、德、奧地利專利(歐洲專利局)0201179、澳大利 亞專利578815、新加坡專利1009/91、芬蘭專利81336和香港專利1077/1991。 80年代後期本發明人申報 了 "黑色陶瓷太陽瓦"、"黑色陶瓷攔板式太陽能集熱器"、"黑色陶瓷太陽能房頂"、"黑色瓷質太陽能集熱 板成型方法"等專利，本世紀初本發明人申報了"陶瓷太陽板"、"複合陶瓷中空太陽能集熱板的製造方法"、 "一種新型太陽能房頂的結構和材料"、"陶瓷太陽板集熱器的製造和安裝方法"等專利。軌鈦磁鐵礦經熔煉得到含釩鐵水，含釩鐵水經吹煉得到釩渣，釩渣加入輔料進行焙燒，將焙燒料進行 溼法浸取提釩，提取釩後所剩餘的作為廢棄物的殘渣即為提釩尾渣。目前我國年產出提釩尾渣約30萬噸，主要產地是四川、河北、遼寧等，代表性企業是攀枝花鋼鐵公 司、承德第二化工廠、錦州釩業公司等。提釩尾渣富含Fe、 Cr、 Mn、 V、 Ti等第四周期元素複雜化合物， 佔總重量的80%左右，是一種十分特殊的工業廢棄物，其中任何一種成分的提取和利用均遠不如相應天然 礦物的經濟性，而他們的集合體卻是一種十分穩定的陶瓷黑色著色劑，長期以來人工配製的Co系陶瓷黑 色著色劑的製造必須經過嚴格的配方，精細、複雜的加工才能得到呈色穩定的陶瓷黑色著色劑，通常每噸 售價20萬元左右。提釩尾渣不僅是穩定的陶瓷黑色著色劑，而且其本身也是優良的黑色瓷器原料，百分 之百的提釩尾渣就可以生產理化性能優良、光熱轉換性能突出的釩鈦黑瓷製品。釩鈦黑瓷發明於1984年，1985年4月1日開始申報專利，1986年通過技術鑑定，釩鈦黑瓷可以製造 中空太陽能集熱板、遠紅外輻射元件、藝術品、建築裝飾板等，其中目前產量最大的是釩鈦黑瓷建築裝飾 板，目前主要產地是廣東、上海，代表性企業是佛山市東鴻陶瓷廠，上海宏基特種陶瓷公司等。我國陶瓷 建築裝飾板(磚)產量居世界首位，年產量佔世界產量50%左右，由於釩鈦黑瓷裝飾板使用大量提釩尾渣， 以前佔用大量堆場，成為提釩廠沉重負擔的提釩尾渣目前售價已達160-300元/T。全國提釩尾渣產出廠因 此獲得年純收入數千萬元，釩鈦黑瓷裝飾毛板年銷售額數億元，磨光後增值1至3倍。20世紀90年代初 以石膏模注漿成型方法試製300X300毫米釩鈦黑瓷中空太陽板上萬平方米，製造和使用釩鈦黑瓷太陽能熱水器數百臺以上，直接建造於房頂上的釩鈦黑瓷太陽能熱水器近千平方米，採用磚、水泥外框、菱苦土 外框、水缸儲水箱和專門製造的陶瓷儲水箱，目的是逐步發展成為釩鈦黑瓷太陽能房頂。300X300毫米釩 鈦黑瓷太陽板單板面積0. 09平方米，容水量0.9kg，單層玻璃單板悶曬時水溫可達10(TC，在1986年山 東省太陽能熱水器全省評比中釩鈦黑瓷太陽能熱水器獲一等獎，釩鈦黑瓷太陽能熱水器加熱前後的水質經 檢測未發現可見的變化，使用10年以上的太陽板無退色、腐蝕、老化等跡象，但是石膏模注漿成型釩鈦 黑瓷中空太陽板方法，成型效率低、成型大尺寸太陽板成品率低下，小尺寸板接頭過多，安裝繁瑣，難以 發展成為大規模工業化生產方法，難以實現火規模推廣使用。發明人近期開發的以真空擠出法試製的大尺 寸太陽板，成型效率比石膏模注漿法高出數十倍，單板尺寸可放大幾倍至十幾倍，可以發展形成大規模生 產和應用。釩鈦黑瓷最重要的特性是光熱轉換特性，釩鈦黑瓷是典型的能源材料，為此發明人正在全力研究和開 發更為實用的火尺寸釩鈦黑瓷太陽板和以釩鈦黑瓷為表面層以普通陶瓷為基體的釩鈦黑瓷複合陶瓷太陽 板，用於釩鈦黑瓷太陽能房頂。全國提釩尾渣產出量可以年產實用型大尺寸釩鈦黑瓷太陽板約1500萬平 方米，而製造釩鈦黑瓷複合陶瓷太陽板其年產量可以超過10億平方米，光熱轉換過程發生於物體表面， 兩者性能可以做到並無重大差別。目前一噸普通瓷質實心毛板的售價約600元，釩鈦黑瓷實心毛板約700元，鑄鐵約3000元，鋼材4500 元，鋁材24000元，銅材70000元，與鋼鐵相比其比重相差3倍，即相同貨幣所購買的瓷板體積是鋼鐵10 倍以上，而瓷器耐蝕性壽命可以比鋼鐵長10倍以上，可以認為瓷質材料比任何金屬更耐腐蝕，每平方米 釩鈦黑瓷或複合陶瓷太陽板重量可以小於40 kg。瓷質材料價格低廉是由於原料儲量大、分布廣泛、運距 短、加工溫度可低於1200°C、加工工藝簡單，金屬材料價格昂貴是由於原料儲量少、有效含量低、運距遠、 加工溫度約160(TC、或需電解冶煉、加工工藝複雜，這些因素是難以改變的。所以普通陶瓷、釩鈦黑瓷或 以釩鈦黑瓷為表面以普通陶瓷材料為基體適合製造太陽能集熱體用於太陽能房頂，尤以後兩者更適合製造 太陽能集熱體用於太陽能房頂。釩鈦黑瓷被陽光照射時會大量吸收陽光中的能量，陽光吸收率可達0.9,經試驗，在瑋度37度地區， 夏日晴天1平方米釩鈦黑瓷太陽板可將10 kg水加熱至IOO'C。釩鈦黑瓷是優良的光熱轉換材料，是新型的 能源材料。釩鈦黑瓷黑色純正，理化性能優良，目前大量用於生產實心的表面磨光的建築裝飾板，生產成 本低廉，釩鈦黑瓷裝飾板厚度約12毫米，不磨光的毛板售價每平方米20 30元，其銷售額己達到數億元， 釩鈦黑瓷裝飾板只是利用釩鈦黑瓷黑色純正、裝飾效果沉穩、莊重這一特性，而其本身具有的光熱轉換特 性尚未得到充分的開發和利用。釩鈦黑瓷強度高、抗折強度45 100MPa,比普通瓷質磚幾乎高一倍，製造 成本低廉、不腐蝕、不老化、不退色、無毒、無害、無放射性，經上千度溫度燒制而成，經加速老化，未 發現陽光吸收率衰減問題，可具有幾乎永久的使用壽命，非常適合製造太陽能集熱體，易與建築結合，用 於太陽能房頂，其強度是普通瓦片十倍左右，使用時間可與建築同壽命。中國現有建築面積400億平方米，房頂面積約100億平方米，每年新建建築20億平方米，房頂約5 億平方米，建築用能數量巨大，主要用於夏季空調、冬季取暖和生活用熱水，化石能源緊缺，充分利用可 再生能源是總體趨勢，要想大規模利用太陽能，必應首先使離人類最近的房頂具備經濟地吸收太陽能的功 能，房頂吸收的太陽能必然首先用於人類在居室和工作場所中的主要耗能項目空調、取暖、熱水，其次 是烹飪、家電、照明，已有的太陽能房頂和太陽房已經可以做到由太陽能供應居室能源的50 80%，甚至 做到全部能源自給，然而這些試驗性的太陽能房頂和太陽房是建立在現有技術基礎上的，建造和壽命期間 所耗費的常規能源的數量有時超過其同期所獲取的太陽能，釩鈦黑瓷太陽能房頂可以改變這一狀況，主要 取決於兩點①提出並實現低成本、大規模生產釩鈦黑瓷太陽板尤其是釩鈦黑瓷複合陶瓷太陽板的方法； ②提出並實現能夠在普通房屋上低成本建造和運行、與建築物同壽命的釩鈦黑瓷太陽能房頂的方案。近年開發的吸收式空調己可將溫度大於65"C的熱水的能量轉換製取溫度低於25"C的冷風，用於夏季 空調，冬季陽光可以將太陽能集熱板內的空氣加熱到30'C以上作為暖氣供應建築取暖。太陽能是不穩定的， 稀薄的能源，每平方米功率上限約1千瓦左右，中國城市居民戶均房頂面積約15平方米，農村約100平 方米，目前仍在迅速發展，要利用太陽能實現夏季空調、冬季取暖，必須提供廉價、長壽、高效、易與建 築結合的太陽能集熱體，釩鈦黑瓷太陽板可以實現這一目標，但是釩鈦黑瓷以提釩尾渣為主要原料，目前 釩的需求量和生產量都不大，導致提釩尾渣產出量有一定限度，所以開發以釩鈦黑瓷為表面層、以常規陶瓷為基體的複合陶瓷中空太陽能集熱板，以使提釩尾渣得到更有效的利用，是非常必要的。中國年產陶瓷 牆地磚約40億平方米，其中投影面積大於0. 2平方米的瓷質磚約10億平方米，因此年產數億平方米以上， 表面為釩鈦黑瓷，基體為通常陶瓷的複合陶瓷中空太陽能集熱板是可能做到的，也是非常需要和必要的。 近年來地熱發電已由採用90'C熱水發展到可採用7or左右熱水，發電成本可低於常規電力成本，低溫發 電技術已日趨成熟，以相對低廉成本、大量生產的陶瓷太陽板也可用於低溫發電。地熱發電一般需向地下 數百米、上千米深處的乾熱巖層注入或提取熱水， 一般地熱水有一定的腐蝕性，需採取防腐措施，陶瓷太 陽板可以提供比較純淨的熱水，可能實現更低的發電成本。釩鈦黑瓷複合陶瓷中空太陽能集熱板，也稱作 釩鈦黑瓷複合陶瓷太陽板，簡稱複合陶瓷太陽板。複合陶瓷太陽板、均質陶瓷太陽板可統稱為陶瓷太陽板。 通常房頂的功能是防風、雨、日曬、保溫，形狀大致可分為"人"字形、平面型、 一面坡型，房頂建 築在承重部分上，承重部分一般是牆體、混凝土構件或房梁(房架)和檁條，房頂本身通常由結構層、保 溫層、防水層構成。在我國一般城市建築房頂的結構層是預製混凝土板或現澆混凝土，保溫層是膨脹珍珠巖、蛭石粉或爐 渣等輕質保溫材料，防水層是各種油氈，為保持保溫層的整體性和便於施工通常保溫層與防水層之間還有一層水泥。一般農村或鄉鎮建築房頂材料具有多樣性，結構層多採用薄的大尺寸玻璃纖維水泥瓦、木板條、柳條、 戸葦等，保溫層常採用鋸末與粘土、石灰等的混合物，防水層多用粘土瓦，隨經濟發展農村、鄉鎮建築房 頂材料也在不斷向城市化方向發展。目前太陽能熱利用裝置主要是平板太陽能熱水器和真空玻璃管熱水器，平板太陽能熱水器主要由承重 支架、集熱器和水箱構成，集熱器由結構層或稱作集熱器外殼、保溫材料、平板集熱體、透明蓋板組成，平板集熱體一般由金屬製造，與常溫水相比，iocrc以下的熱水對金屬有較強的腐蝕性，為耐腐蝕延長使用壽命一般採用銅鋁複合平板集熱體，以較粗的銅管為橫管、較細的銅管為豎管焊接形成水的通道，豎管間隔約10公分，鋁板佔據間隔面積或整體面積與銅管經擠壓等方法複合為一體，表面覆蓋選擇性或非選擇性太陽能吸收塗料，從集熱器的斷面看，集熱器是由結構層、保溫層、集熱體、防水層組成的，其中防 水層是透明蓋板， 一般是玻璃或透明塑料，同時起到防水、透過陽光、形成封閉構成溫室效應的作用。選 擇性塗料和非選擇性塗料都會隨時間而老化，逐步降低陽光吸收率。真空玻璃管熱水器主要由承重支架、真空玻璃管集熱體和水箱組成，真空玻璃管集熱體是一粗一細二 根同軸玻璃盲管組合而成， 一頭開口， 一頭封閉，粗細管之間為真空，內管表面覆蓋選擇性太陽能吸收塗 層，水在內管中加熱，向水箱輸送熱水。太陽能是可再生、取之不盡、不危害環境的綠色能源，又是不穩定、稀薄、低密度的能源。房頂是最 容易被陽光照射、離人類最近、面積最大，目前綜合利用率最低、最容易採集、利用陽光的場所和空間。製造、建造太陽能裝置包括太陽能熱水器、太陽能房頂、太陽房是為了利用太陽能從而節約常規能源， 是為了節能。其衡量標準應該是一臺(座)太陽能裝置在壽命期間所取得的全部能量減去製造、建造、維護、維修這臺(座)裝置所消耗的全部能量之差，這個差值可稱作Q值，Q是正值說明是節能的，負值是 耗能的，是得不償失的。所取得的能量比較容易計算，所消耗的能量應包括製造材料、將材料加工成另部 件所消耗的能量及製造、維修人員和相關人員每天生活所消耗的能源，如冶煉1噸鋼材所耗常規能量折合 約700升石油，從業人員家庭耗費的煤氣、電力能源等，這些能源消耗比較難以計算。 一種比較簡單的辦 法是以貨幣量進行與採用常規能源的相應裝置的對比，因為貨幣量在很大程度上反映了能源的消耗量，也 是社會公認的是否經濟的核算依據，如一臺太陽能熱水器只用於提供洗浴熱水，購入價3000元，平均10 年後報廢，10年中維修費折合耗資500元，3000元的10年利息設為1000元，則總支出為4500元，使用 一臺煤氣熱水器，如也只用於提供洗浴熱水，購入價300元，平均10年後報廢，10年中購置費、維修費、 煤氣費和利息總計為a元，則對比值為(a-4500)元。因此任何一臺(座)太陽能裝置都應該使對比值為 正值才會有長期存在價值和發展前景。通常建築要求50年至上百年使用壽命， 一般防水層使用壽命為3 20年，現代建築防水層維修間隔 可以達到15年以上，目前包括結構層、保溫層、防水層在內的房頂每平方米造價大致為幾十元至二百元 之間。儘管太陽能利用最應該首先採用太陽能房頂，但目前太陽能房頂十分罕見，而且多數是將金屬太陽能集熱器或真空玻璃太陽能集熱器直接安裝在已建造好的房頂上，並不是真正意義的太陽能房頂。目前太陽 能房頂沒有普遍使用，我們認為根本原因是其Q值很難實現大數值的正值，有的甚至為負值，具體原因分 析如下1. 價格高——金屬管板式和真空玻璃集熱體每平方米售價為數百元，僅集熱體價格就是普通房頂造價的 幾倍甚至十幾倍。2. 壽命短——金屬和真空玻璃管集熱體一般採用低溫太陽能塗料，陽光吸收率容易衰減，金屬管板式的 銅管焊接口多，焊接口容易腐蝕，塗層性能衰減和焊口腐蝕導致金屬太陽能集熱器平均壽命約IO年左右， 真空玻^管除塗層老化外，還存在真空壽命、玻璃管漏氣、破碎等因素，我國水源多為硬水，Ca、 Mg離子 多，容易產生水鹼，水鹼絮狀沉澱堵塞玻璃盲管等問題，各種原因導致真空玻璃管集熱器平均壽命也在10 年左右。在10年左右時間中一般還需經過多次維修和零件更換，平均壽命10年左右是指採光面積1 2 平方米的單臺太陽能熱水器而言，如大面積用於房頂則意味需要經常修理房頂，這點對於使用壽命50年 至100年以上的建築物來說是難以接受的。3. 平均效率不高一①低溫塗層幾年內開始老化，陽光吸收率逐步下降，整個壽命期間平均效率不高； ②銅材昂貴，管間距離大，鋁板吸收太陽能後橫向傳遞給銅管中的介質，平均傳熱距離30毫米左右。由 於結構限制，真空玻璃管管間空隙大，黑色吸收層只佔結構面積50%左右，中午陽光強烈，但是中午陽光 直射時大量陽光從管間空隙中穿過，影響了集熱效率。4. 難與建築結合——房頂由結構層、保溫層、防水層構成，太陽能集熱器由結構層、保溫層、集熱層、 防水層(透明層)構成，所謂太陽能房頂勢必要求將兩者有機結合，儘可能共用兩者的功能層，才能起到 既保持原有房頂的功能又能從中取得太陽能用於建築物的各種用能需要，並降低建造成本，如前所述，由 於上述兩種集熱體具有各種不足，當形成大面積使用時其可靠性進一步下降，難以設計出一種合理的太陽 能房頂結構，即使設計出來也會出現下述結果①房頂造價提高几倍至十幾倍；②房頂使用可靠性下降， 導致這種太陽能房頂的Q值很難成為較大的正值。因此，在現有的金屬太陽能集熱體、真空玻璃管太陽能 集熱體的基礎上很難建造能被用戶普遍接受、火量使用的太陽能房頂。陶瓷太陽能房頂的基礎是陶瓷太陽板和陶瓷太陽能集熱器，簡化在房頂上的安裝工序，將陶瓷太陽能 集熱器的組裝、安裝實現工廠化、模塊化是十分重要的。太陽能集熱體依靠表面層吸收太陽能，表面層對太陽能的吸收能力對太陽能利用的技術經濟性能影響 很大，為提高太陽能裝置的效率、降低成本，各國太陽能和材料科技工作者對研究、開發太陽能吸收表面 層十分重視，由於以前普遍採用電鍍、真空鍍膜、陽極氧化、塗料等方法，所以一般將太陽能吸收表面層 稱作太陽能吸收塗層，基本特點是多為黑色、表面力爭粗糙多孔。現已研製和使用的塗層至少數百種以上，可以按照吸收原理、構造和製造工藝進行分類。按原理、構造分類1. 半導體塗層——利用電子躍遷吸收能量，多為過渡金屬氧化物，如黑鉻、黑鎳、氧化銅黑、四氧化三 鐵等。2. 光幹涉塗層——利用多層膜對光的幹涉原理，降低光的反射率，增加吸收率，AIA-Mox-AIA (AM) 三層膜，A/N-A1/A1八層膜等。3. 米氏散射塗層——利用母體中細分散的金屬粒子對光進行多次散射和內反射將其吸收，如Co-A1A、 A1-A1203、 Au-Ah03塗層等。4. 多孔塗層——利用粗糙表面對光起到陷阱作用，使表面不連續性尺寸與可見光譜峰值相當，在短波側 以黑洞形式集光，長波側以平面形式輻射光，如以化學腐蝕在銅表面形成的Cu-CuO塗層，鎢的化學蒸鍍 塗層和粗糙黑鉻形成蜂窩狀鍍層、鋁陽極氧化塗層的孔隙率達22%等。按製造工藝分類 ，1. 電鍍塗層——如黑鎳、黑鉻、黑鈷、黑色鎳一錫合金鍍層等。2. 電化學轉化塗層——如鋁陽極氧化塗層、Cu0轉化塗層、Mo黑化學轉化塗層等。3. 真空鍍膜塗層——利用真空蒸發和磁控濺射技術製取，如pbs/Al/Al、 A1CN、 Ni-Cr,多層漸變鋁氮鋁 Al-N/A1塗層等。4. 塗料塗層——如以Mn02、 Fe304、 Cr203、 PbS、 Fe3Cu05等為黑色顏料，以有機矽改性丙稀酸樹脂、乙丙橡膠、氟樹脂等為粘結劑的各種塗層。塗層種類很多，但普遍存在下述問題1. 在陽光長期照射下， 一般塗層的光學性能、陽光吸收率有衰減現象。可能的原因是①塗層在中、低溫 中形成，有些塗層即使可以高溫處理，其基體也難以承受高溫。②塗層在很短時間內甚至瞬間形成。③塗 層中包含有機化合物等，上述條件難以形成高鍵能的穩定礦物結構， 一般塗層所能承受的溫度為150 350 'C，難以突破400'C，而高鍵能礦物可以在100(TC左右甚至更高溫度保持結構和性能的穩定。2. 塗層製造工藝比較複雜或原材料價格昂貴導致塗層製造成本較高。上述問題使通常塗層價格高、有效使用壽命短，若以10年為使用壽命的話，由於性能衰減，平均陽 光吸收率不高。 發明內容本發明的目的本發明的目的是在陶瓷中空板基體上覆蓋以工業廢棄物或(和)金屬礦物為主要原料 的黑瓷泥漿層與陶瓷中空板一起經高溫燒結成為立體網狀黑瓷陽光吸收層，此陽光吸收層整體黑色、不腐 蝕、不老化、不退色、無毒、無害、無放射性、生產成本低廉，陽光吸收率穩定不隨時間衰減，使用壽命長。本發明是這樣實現的將普通陶瓷泥料經真空練泥以多孔模具擠製成為多孔通孔板，經加工成為端頭相通的中空板，用同種 泥料板封堵兩頭並接進出口，成為具有進出口的中空陶瓷太陽板素坯，以提釩尾渣或(和)其他富含第四 周期過渡金屬元素的工業廢渣或(和)富含第四周期過渡金屬元素的金屬礦物為原料或主要原料磨製成泥 漿，以壓縮空氣將泥漿噴塗在乾燥的中空陶瓷太陽板素坯表面上，採用單支噴槍或多支噴槍噴塗，控制壓 縮空氣的壓力、流量和泥漿的比例使初期與乾燥的陶瓷太陽板素坯表面相接觸的霧滴由於乾燥素坯的快速 吸水和霧滴的表面張力形成具有一定強度、相對乾燥、粘附於素坯板表面的泥粒，後續噴落的霧滴首先遇 到這些具有一定吸溼能力的突出於表面的、泥粒，粘附在泥粒上，依次堆積成柱狀、尖塔狀、立壁狀、蜂窩 狀、多孔狀的非均勻、不連續、被吸溼而具有一定強度的霧滴泥料堆積體，當這些立體堆積體達到一定高 度失去吸溼能力前停止噴霧，從而在中空陶瓷太陽素坯板表面得到立體網狀黑瓷的素坯層，將此具有立體 網狀黑瓷素坯層的中空陶瓷素坯板經乾燥後進行高溫燒制，控制燒成溫度和時間使立體網狀黑瓷素坯層與 中空陶瓷太陽板素坯同時燒結為立體網狀黑瓷層和瓷質中空陶瓷太陽板基體，高溫燒結使立體網狀黑瓷層 與瓷質中空陶瓷太陽板基體燒結複合為一體，或採用二次燒成的方法將兩者燒結複合為一體，其燒成溫度 使立體網狀黑瓷泥漿霧滴堆積層成為瓷質材料，噴塗時噴槍以一定角度與中空陶瓷太陽板素坯表面作相對 運動，單槍噴塗時，單槍在素坯板表面上方作規則性移動掃描，使運動速度、泥漿噴出速度與素坯吸溼速 度相對應，確保霧滴堆積體始終具有相應的吸溼能力，使粘附在堆積體上的霧滴中的大量水分通過相對幹 燥的堆積體傳遞至乾燥的素坯中，使新粘附的霧滴迅速失去部分水分而具有一定形狀和強度，不要使霧滴 聚為流動的泥漿從而使堆積物倒塌成為平面層，多槍噴塗時，中空陶瓷太陽板素坯在噴槍下方運動，使運 動速度、噴槍間隔距離與泥漿噴出速度和素坯吸溼速度相對應，以達到上述目的，調整泥漿配方和水分決 定泥漿中顆粒之間的內聚力，控制壓縮空氣的壓力、流量和泥漿的比例決定噴出霧滴的速度和大小，霧滴 是泥漿與空氣的混合物是中空的泥漿球，粘附在堆積物上時，失去部分水分而硬化成中空硬殼，部分球體 破碎，形成立體網狀多孔的堆積體，泥漿的配方、內聚力、失去水分的速度決定堆積體的平均直徑和高度， 堆積體高度為0. 1~3毫米，堆積體中充滿的毛細孔是乾燥素坯吸收水分時造成的水分運動通道，燒成時 形成微細孔穴，燒成後堆積體的每一個立柱、尖塔、立壁、蜂窩壁上布滿孔穴，孔徑為0.1 50微米，立 體網狀黑瓷陽光吸收層呈黑色。所述的提釩尾渣是釩鈦磁鐵礦經熔煉得到含釩鐵水，含釩鐵水經吹煉得到釩渣，釩渣加入輔料進行焙 燒，將焙燒料進行溼法浸取提釩，提取釩後所剩餘的作為廢棄物的殘渣即為提釩尾渣。提釩尾渣富含第四周期過渡金屬元素，如(Fe203+Fe0) 50-70、 TiO 5-9、 MnO 4-7、 Cr03 0.002-3、 V205 0 . 2-2 Si02 12-26、 A1203 2-4、 CuO 0.9-2、 MgO 0.6-2、 Na20 2—6、 K2O 0.012-0.12，提釩尾渣經不同 溫度的高溫焙燒直至經熔融過程，始終為黑色。所述富含過渡元素的工業廢渣是指以第四周期過渡元素為主的Fe、 Mn、 Ti、 V、 Cr、 Ni、 Cu、 Co、 Zn、 Zr、 Nb、 Mo、 W的氧化物或化合物總量超過5%或含有大量SiC、單質矽的工業廢棄物，這些廢棄物或稱作廢渣通常是深色和黑色的，包括鐵合金工業廢渣、鋼鐵業廢澄、有色冶金業廢渣、化工業廢渣。鐵合金工 業廢渣中各種錳鐵渣含Mn0 5-50%、 Fe0 0. 2-2. 5%，矽鉻合金渣含Cr203 0. 1-5%、 Cr 2-10. 5%、 SiC 4-22%、 Si 7-8%,中、低、微碳鉻鐵渣含Cr203 2-7%、 Fe0 1_3%，矽鐵渣含FeO 3-7%、 SiC 20-29%、 Si 7-10%,灣 鐵渣含Mn0 20-25%、 Fe0 3-9%,鉬鐵渣含FeO 13-15%，金屬鉻浸出渣含Cr203 2-7%、 Fe2038-13%,金屬鉻 冶煉渣含&"203 11-14%,電解錳渣含MnS04約15%、 Fe (003約30%，矽錳渣含Mn0 8-18%、 FeO 0.2-2%， 矽錳煙塵含Mn02 20-24%,鎳鐵爐渣含FeO 40%、 Cr203 40%。鋼鐵業廢渣中轉爐鋼渣含Fe203 1.4-11%、 FeO 7-21%、 MnO 0. 9-4. 5%，平爐鋼渣含Fe203 1. 7-7. 4%、 FeO 7-36%, MnO 0. 6-3. 9%,軋鋼氧化鐵皮含Fe203接 近100%，釩鈦磁鐵礦煉鐵渣含Ti0210-17%、 Fe晶約4W，釩鈦磁鐵礦煉鋼渣含氧化鐵11-13%、 MnO 1-1.2%、 VA 2.3-2.9%、 Ti02 2-2.9%。有色冶金業廢渣中電爐銅渣含FeO 26-34%，銅鼓風爐水淬渣(俗稱黑砂) 含FeO十Fe203 40-50%,溼法煉銅浸出渣含Fe 50%、 Cu 1. 13%、 Pb 1.05%、 Zn 0.2%、 Bi 0. 15%、 Mn 0. 0 , 鉛煙化爐水淬渣是將煉鉛產出的鼓風爐爐渣再經煙化爐回收鉛、鋅後的棄渣內含Fe203 38. 6-38. 7%、 Pb 0. 06-0. 37%、 Zn 0. 8-1. 3%，煉鋁廠製造A1203時排出棄渣赤泥含FeA 8-10%、 Ti02 2. 5%,化工業廢渣中 以硫鐵礦製造硫酸時產出的硫鐵礦燒渣含Fe203 41-49%, FeO 10-10. 、 TiO 0.4-0.5%、 MnO 0.1-0.5%、 CuO 2-4%。金屬礦物是指含有第四周期過渡元素的礦物如普通鐵礦，褐紅色，含Fe20330-70呢，鉻鐵礦，暗紅色， 含Cr203 30-54%、 FeO 12-17%,鈦鐵礦，黑紫色，含TiO 50-60%、 FeO 22-35%、 Fe203 7-15%、 MnO 0. 5-4%, 錳礦，黑揭色，Mn02 40-78%、 MnA 4-32%、 Fe 1-18%,含鎳褐鐵礦，褐色，含Nil. 2-1. 4%、 Co 0. 1-0. 2%、 Cr203 3%、 Fe 35-50%，釩鈦磁鐵礦，黑色，含V Q. 4-1. 8%、 Ti02 9-34%、 Fe20315-50%、 FeO 9_34%、 MnO 0. 2-6%、 CrA 0. 1-0. 7%，鈮鐵礦，黑色，含NbA9-68%、 Ta2051_15%、 TiO 1-3%、 MnO 1-3%、 SnO 2-5%、 FeO 12-20%， 黑鎢礦、黑褐色，含W03 65-67%、 FeO 12-15%、 MnO 8_12%、 Sn 0. 17-0. 8%。選用這些富含過渡元素的工 業廢棄物和金屬礦物的目的是為陶瓷太陽板坯體或表面層提供著色的成分，使坯體或表面層呈現深色或黑 色，使其吸收更多的陽光。所述的以提釩尾渣或(和)其他富含第四周期過渡金屬元素的工業廢棄物或(和)富含第四周期過渡 金屬元素的金屬礦物為原料磨製成泥漿是指如提釩尾渣中加入0.2%的油酸為分散劑，加入3%的甲基纖 維素為粘結劑和懸浮劑，加水共同球磨48小時成為泥漿，過400目篩，篩餘小於O. 1%;或為主要原料是 指如提釩尾渣50 90%,其餘為普通陶瓷原料，以傳統陶瓷工藝，加水球磨為泥漿，其他富含第四周期 過渡金屬元素的工業廢棄物或金屬礦物可替代上述提釩尾渣磨製所述泥漿。所述的噴塗時的壓縮空氣的壓力是0.4 1.2MPa,當太陽板素坯水平放置時，噴槍噴霧方向與垂直面 成20 100度角，中空陶瓷太陽板素坯與立體網狀黑瓷陽光吸收素坯層一起共同燒成的溫度是1100 1300 °C，複合立體網狀黑瓷陽光吸收層的厚度是0.1 3毫米。所述在陶瓷太陽板上複合的立體網狀黑瓷陽光吸收層及其形成方法與通常陶瓷業在陶瓷製品或陶瓷 平板、磚上的釉及施釉方法有本質的區別。釉料是氧化矽(Si02)或硼酸酐(B203)與鹼性氧化物如氧化鉀、 氧化鈉、氧化鈣、氧化鎂、氧化鋇、氧化鉛、氧化鋅等的混合物，陶瓷製品在高溫燒結時，釉料熔為液態， 具有良好的流動性，填補凸凹、排出氣泡，使表面平滑、圓潤，冷卻過程中逐漸凝固，最後硬化為玻璃態 的矽酸鹽或硼酸鹽，釉層是玻璃體，與一般玻璃一樣具有各向同性、沒有固定熔點，表面平滑、具有光澤 等玻璃通性，而立體網狀黑瓷陽光吸收層與陶瓷太陽板基體一樣是瓷質材料，是多晶材料，釉料中的Si02 佔60 75%，而提釩尾渣中Fe、 Cr、 Mn、 V 、 Ti的複雜氧化物總量接近80%。 一般瓷器的釉層厚度為0.1~ 0. 5毫米，而上述黑瓷層的厚度為0. 1 3毫米，在陶瓷素坯上施釉方法要求施釉層儘量均勻、平滑、緻密、 等厚，而立體網狀黑瓷陽光吸收層的噴塗方法正好與此相反，通常施釉時，噴槍噴霧方向通常與施釉面垂 直，而噴塗立體網狀黑瓷陽光吸收層時，當太陽板素坯水平放置時，噴槍噴霧方向與垂直面成20 100度 角。立體網狀黑瓷陽光吸收層與傳統的太陽能吸收塗層相比較，兩者有一些共同之處，也有很大區別。 兩者共同之處在於①黑色，黑瓷為黑色，太陽能吸收塗層也多為黑色。②過渡金屬氧化物，黑瓷吸 收陽光原理之一是依靠大量第四周期過渡金屬元素以激發電子躍遷的方式吸收太陽能，有相當部分太陽能 吸收塗層也是依靠此原理吸收太陽能。③粗糙表面，幾乎所有太陽能吸收塗層都希望形成粗糙表面以形成 陽光陷阱，但受到原料、設備、工藝的限制，其粗糙程度各不相同，有的以化學方法形成微米級孔洞吸收陽光，其孔隙率達到22%左右，黑瓷層可以形成很高的粗糙度，孔隙率可達到50%以上，表面高度差可以 達到毫米級，在各個堆積體上由水分毛細管所形成孔穴可以是微米級的。 陽光吸收率， 一般工業化採用 的太陽能吸收塗料的陽光吸收率大多在0.88 0.93之間，經測定無粗糙表面的釩鈦黑瓷太陽板的陽光吸 收率為0.9左右，立體網狀黑瓷陽光吸收層構成粗糙表面和微米孔洞，其提釩尾渣比例也高於以往釩鈦黑 瓷太陽板，可以具有更高的陽光吸收率。⑤選擇性吸收，陽光能量主要集中在波長0.3 2.1微米範圍內， 紅外能量主要集中在2. 5 25微米範圍內，太陽能吸收塗料利用各種原理增加短波吸收，減少長波輻射， 稱為選擇性吸收塗層，立體網狀黑瓷陽光吸收層利用其立體網狀結構和微米孔洞可以實現短波側以黑洞、 陷阱的形式集光，長波側以平面的形式輻射光，從而在一定程度上實現選擇性吸收。兩者區別之處在於①生產成本，太陽能吸收塗層多採用要求一定純度的過渡金屬氧化物，其生產設 備和工藝相對比較昂貴和複雜，立體網狀黑瓷陽光吸收層採用工業廢物或含有大量過渡金屬氧化物的金屬 礦物，其製造設備和工藝比較廉價和簡單，並在基體的燒成過程中一併燒成，其所佔用的燒成能量很少， 導致其生產成本可能比目前普遍採用的任何一種太陽能塗料更為低廉。②使用壽命，通常太陽能吸收塗料 在中、低溫中形成，或在短時間內甚至在瞬間形成，有的由有機材料組成，其形成的陽光吸收礦物的鍵能 較低，成礦反應不夠充分、徹底，結構不夠穩定，導致在長期陽光照射下產生性能隨時間衰減的現象，所 能承受的溫度也有一定限度，通常太陽能吸收塗料最高承受溫度為35(TC，難以突破400'C。 一般太陽能 吸收塗料的陽光吸收率在數年內開始下降，其經濟壽命可能在10年左右，甚至更低。立體網狀黑瓷陽光 吸收層是陶瓷材料中的瓷質材料，是經U00 1300'C高溫煅燒而成，具有瓷質材料的通性，所形成的陽光 吸收黑色礦物由原子鍵或離子鍵結合，是高鍵能礦物，除非將其置於上千度以上高溫並附其他極端條件， 否則這些礦物難以破壞和解離，在通常條件下黑瓷吸收層可以承受100(TC以上的溫度，在強烈陽光空曬的 數百度溫度條件下，黑瓷結構和性能都不會發生變化，釩鈦黑瓷曾經在60(TC中使用數年，事後檢測未發 現性能變化，石膏模注漿成型的300X300 mm小尺寸太陽板作為太陽能集熱體也曾使用10年以上，也未發 現性能的變化。立體網狀黑瓷陽光吸收層與以往黑瓷相比，形狀有所變化，材質並無變化，所以立體網狀 黑瓷陽光吸收層會有相當長的使用壽命。③平均陽光吸收率，通常太陽能吸收塗料，由於原料、製造工藝 等原因，陽光吸收率會隨時間衰減，在10年左右的使用期間裡其平均陽光吸收率不高，立體網狀黑瓷陽 光吸收層，在10年或更長時間裡陽光吸收率不會衰減，其平均陽光吸收率較高。
以下結合附圖詳細說明本發明的特點

圖1表示噴槍與中空陶瓷太陽素坯板表面成一定角度噴出霧化的泥漿。圖2表示單槍噴塗時，單槍在素坯板表面上方作移動掃描，逐行噴塗霧化的泥漿，逐步形成立體網狀黑瓷 陽光吸收層的素坯層。圖3表示複合在中空陶瓷太陽板表面的立體網狀黑瓷陽光吸收層。圖4表示複合在中空陶瓷太陽板表面的立體網狀黑瓷陽光吸收層和吸收層與太陽板基體之間的過渡結合層。圖中1——噴槍2——霧化的泥漿3——中空陶瓷太陽板素坯4——立體網狀黑瓷陽光吸收層的素坯層 5——經燒成的立體網狀黑瓷陽光吸收層 6——燒成時立體網狀黑瓷陽光吸收層與中空陶瓷太陽板之 間形成的過渡結合層7——微細孔穴 具體實施方案 實施例1. 提釩尾渣65%，蘇州土20%,焦寶石15% (重量百分比，下同)加水球磨24小時，泥漿含水率40%,以 壓縮空氣將泥漿噴塗在乾燥的長X寬為1000X500毫米的中空陶瓷太陽板素坯表面上，空氣壓力0.6Mpa、 噴槍與垂直面成70'角向下噴霧，噴槍距素坯表面300毫米，單槍逐行掃描噴塗2分鐘，使初期噴出的霧 滴被板面吸溼固化，後續噴在堆積體上的霧滴被已經固化的堆積體吸溼固化，最終形成所述的立體網狀黑 瓷陽光吸收素坯層，將整件太陽板素坯經乾燥、124(TC燒制，堆積體高度0.9毫米，成為具有立體網狀黑 瓷陽光吸收層的釩鈦黑瓷複合陶瓷太陽能集熱板，可稱作黑瓷複合陶瓷太陽板，簡稱陶瓷太陽板。2. 如實施例l所述的方法，採用多噴槍噴塗，共用12支噴槍，4支一排列成3排，排間距離1米，太陽板素坯從下方通過，速度每分鐘行進2米，此方法每小時噴塗陶瓷太陽板素坯60平方米。3. 如實施例l所述的方法，泥漿採用提釩尾渣70%，大青土17%、鉀長石10%、坊子土3%,在中空陶瓷太 陽板素坯配方中增加長石和滑石含量，燒成溫度116(TC,製造陶瓷太陽板。4. 如實施例l所述的方法，噴槍與垂直面成3(TC角向下噴霧，噴塗陶瓷太陽板素坯。5. 如實施例l所述的方法，噴槍以水平方向噴霧，霧滴沿拋物線落向水平放置的陶瓷太陽板素坯。6. 如實施例1所述的方法，空氣壓力10 kg/cm2 ，噴槍距素坯表面400毫米，噴塗時間4分鐘，堆積體高 度為2. 1毫米。7. 如實施例l所述的方法，泥漿採用提釩尾渣96.8%、甲基纖維素3%、油酸0.2%。8. 如實施例1所述的方法，泥漿採用提釩尾渣50%、紫木節土 20%、大同土 15%、鉀長石7. 5%、滑石7. 5%。9. 如實施例l所述的方法，泥漿採用電解錳渣40%、硫鐵礦燒渣40%、萊蕪土15%、鉀長石5%。10. 如實施例l所述的方法，泥漿採用黑鎢礦35%、鉻鐵礦20%、釩鈦磁鐵礦15%、蒙陰土20%、滑石6%、 章丘土 4t
權利要求
1.在陶瓷中空板上複合立體網狀黑瓷陽光吸收層的方法，其特徵是在陶瓷中空板基體上覆蓋以工業廢棄物或金屬礦物為主要原料的黑瓷泥漿層與陶瓷中空板一起經高溫燒結成為立體網狀黑瓷陽光吸收層，以工業廢棄物或金屬礦物為原料或主要原料磨製成泥漿，以壓縮空氣將泥漿噴塗在乾燥的陶瓷中空板基體素坯表面上，採用單支噴槍或多支噴槍噴塗，控制壓縮空氣的壓力、流量和泥漿的比例使初期與乾燥的陶瓷中空板基體素坯表面相接觸的霧滴由於乾燥素坯的快速吸水和霧滴的表面張力形成具有一定強度、相對乾燥、粘附於陶瓷中空板基體素坯表面的泥粒，後續噴落的霧滴首先遇到這些具有一定吸溼能力的突出於表面的泥粒，粘附在泥粒上，依次堆積成柱狀、尖塔狀、立壁狀、蜂窩狀、多孔狀的非均勻、不連續、被吸溼而具有一定強度的立體網狀黑瓷泥漿霧滴堆積層，當這些立體堆積體達到一定高度失去吸溼能力前停止噴霧，從而在陶瓷中空板基體素坯表面得到立體網狀黑瓷的素坯層，將此具有立體網狀黑瓷素坯層的陶瓷中空板基體素坯經乾燥後進行高溫燒制，控制燒成溫度和時間使立體網狀黑瓷素坯層與陶瓷中空板基體素坯同時燒結為立體網狀黑瓷層和瓷質中空陶瓷太陽板基體，高溫燒結使立體網狀黑瓷層與瓷質中空陶瓷太陽板基體燒結複合為一體，或採用二次燒成的方法將兩者燒結複合為一體，其燒成溫度使立體網狀黑瓷泥漿霧滴堆積層成為瓷質材料，噴塗時噴槍以一定角度與陶瓷中空板素坯表面作相對運動，單槍噴塗時，單槍在陶瓷中空板基體素坯表面上方作規則性移動掃描，使運動速度、泥漿噴出速度與素坯吸溼速度相對應，確保霧滴堆積體始終具有相應的吸溼能力，使粘附在堆積體上的霧滴中的大量水分通過相對乾燥的堆積體傳遞至乾燥的素坯中，使新粘附的霧滴迅速失去部分水分而具有一定形狀和強度，不要使霧滴聚為流動的泥漿從而使堆積物倒塌成為平面層，多槍噴塗時，陶瓷中空板基體素坯在噴槍下方運動，使運動速度、噴槍間隔距離與泥漿噴出速度和素坯吸溼速度相對應，以達到上述目的，調整泥漿配方和水分決定泥漿中顆粒之間的內聚力，控制壓縮空氣的壓力、流量和泥漿的比例決定噴出霧滴的速度和大小，霧滴是泥漿與空氣的混合物是中空的泥漿球，粘附在堆積物上時，失去部分水分而硬化成中空硬殼，部分球體破碎，形成立體網狀多孔的堆積體，泥漿的配方、內聚力、失去水分的速度決定堆積體的平均直徑和高度，堆積體中充滿的毛細孔是乾燥素坯吸收水分時造成的水分運動通道，燒成時形成微細孔穴，燒成後堆積體的每一個立柱、尖塔、立壁、蜂窩壁上布滿孔穴，孔徑為0.1～50微米，立體網狀黑瓷陽光吸收層呈黑色。
2. 根據權利要求1所述在陶瓷中空板上複合立體網狀黑瓷陽光吸收層的方法，其特徵是所述的工業廢棄 物是提釩尾渣，提釩尾渣是釩鈦磁鐵礦經熔煉得到含釩鐵水，含釩鐵水經吹煉得到釩渣，釩渣加入輔料進 行焙燒，將焙燒料進行溼法浸取提釩，提取釩後所剩餘的作為廢棄物的廢渣。
3. 根據權利要求1所述在陶瓷中空板上複合立體網狀黑瓷陽光吸收層的方法，其特徵是所述的工業廢棄 物是指除提釩尾渣以外的其他富含第四周期過渡金屬元素的工業廢渣，其他富含過渡元素的工業廢渣是指 以第四周期過渡元素為主的Fe、 Mn、 Ti、 V、 Cr、 Ni、 Cu、 Co、 Zn、 Zr、 Nb、 Mo、 W的氧化物或化合物總 量超過5W或含有大量SiC、單質矽的工業廢棄物，這些廢棄物或稱作廢渣通常是深色和黑色的，包括鐵合 金工業廢渣、鋼鐵業廢渣、有色冶金業廢渣、化工業廢渣；鐵合金工業廢渣中各種錳鐵渣含Mn0 5-50%、 Fe0 0.2-2.5%，矽鉻合金渣含Cr203 0. 1_5%、 Cr 2-10.5%、 SiC 4-22%、 Si 7-8%,中、低、微碳鉻鐵渣含 Cr203 2-7%、 Fe0 1-3%,矽鐵渣含Fe0 3-7%、 SiC 20-29%、 Si 7-10%，鉤鐵渣含Mn0 20-25%、 Fe0 3_9%， 鉬鐵渣含Fe0 13-15%,金屬鉻浸出渣含(^203 2-7%、 Fe2038-13%,金屬鉻冶煉渣含Cr203 11-14%，電解錳渣 含MnS04約15呢、Fe (003約30%，矽錳渣含MnO 8-18%、 FeO 0. 2-2%,矽錳煙塵含Mn02 20-24%,鎳鐵爐渣 含Fed 40%、 Cr203 40% ;鋼鐵業廢渣中轉爐鋼渣含Fe203 1. 4-11%、 FeO 7_21%、 MnO 0. 9-4. 5%,平爐鋼渣 含Fe203 1. 7- 7. 4%、 FeO 7-36%, MnO 0. 6-3. 9%，軋鋼氧化鐵皮含Fe203接近100%，釩鈦磁鐵礦煉鐵渣含Ti02 10-17%、 FeA約4%,釩鈦磁鐵礦煉鋼渣含氧化鐵11-13%、 MnO 1-1.2%、 V205 2.3-2 . 9%、 Ti02 2-2.9% ; 有色冶金業廢渣中電爐銅渣含FeO 26-34%,銅鼓風爐水淬渣含FeO+ Fe203 40-50%,溼法煉銅浸出渣含Fe 50%、 Cu 1.13%、 Pb 1.05%、 Zn 0.2%、 Bi 0.15%、 Mn 0.04%,鉛煙化爐水淬渣是將煉鉛產出的鼓風爐爐渣 再經煙化爐回收鉛、鋅後的棄渣內含Fe203 38 . 6-38. 79L Pb 0.06-0.37%、 Zn 0.8-1.3%,煉鋁廠製造A1203 時排出棄渣赤泥含Fe203 8-10%、 Ti02 2.5%,化工業廢渣中以硫鐵礦製造硫酸時產出的硫鐵礦。
4. 根據權利要求1所述在陶瓷中空板上複合立體網狀黑瓷陽光吸收層的方法，其特徵是所述的金屬礦物 是指含有第四周期過渡元素的礦物，其中普通鐵礦，褐紅色，含Fe203 30-70%，鉻鐵礦，暗紅色，含Cr203 30-54%、 FeO 12-17%，鈦鐵礦，黑紫色，含TiO 50-60%、 FeO 22-35%、 Fe203 7-15%、 MnO 0.5-4%,錳礦， 黑褐色，Mn02 40-78%、 Mn304 4_32%、 Fe 1-18%,含鎳褐鐵礦，褐色，含Ni 1. 2 1. 4%、 Co 0. 1-0. 2%、 Cr2033%、 Fe 35-50%，釩鈦磁鐵礦，黑色，含V 0.4-1.8%、 Ti02 9-34%、 Fe203 1 5-50%、 Ft0 9-3氛MnO 0. 2_696、 Cr203 0. 1-0. 7%，鈮鐵礦，黑色，含他205 9-68%、 Ta205 1-15%、 TiO 1-3%、 Mn(Hi Sn0 2i Fe02-20%， 黑鉤礦，黑褐色，含W0a 65-67%、 FeO 12-15%、 Mn0 8_12%、 Sn 0. 17-0.挑。
5. 根據權利要求1所述在陶瓷中空板上複合立體網狀黑瓷陽光吸收層的方法，其特徵是所述的陶瓷中空板 基體是將普通陶瓷泥料經真空練泥以多孔模具擠製成型的多孔通孔板素坯。
6. 根據權利要求1所述在陶瓷中空板上複合立體網狀黑瓷陽光吸收層的方法，其特徵是所述的泥漿中所 述工業廢棄物或金屬礦物為50 90%,其餘為普通陶瓷原料，加水球磨為泥漿。
7. 根據權利要求1所述在陶瓷中空板上複合立體網狀黑瓷陽光吸收層的方法，其特徵是所述的壓縮空氣 的壓力是O. 4 1. 2MPa。
8. 根據權利要求1所述在陶瓷中空板上複合立體網狀黑瓷陽光吸收層的方法，其特徵是所述的陶瓷中空 板素坯與立體網狀黑瓷素坯層一起共同燒成的溫度是1100 130(TC。
全文摘要
「在陶瓷中空板上複合立體網狀黑瓷陽光吸收層」是以富含第四周期過渡元素的工業廢渣、金屬礦物為主要原料磨成泥漿，以壓縮空氣將泥漿噴塗在乾燥的中空陶瓷太陽板素坯表面上，採用單支噴槍或多支噴槍噴塗，控制壓縮空氣的壓力、流量和泥漿的比例使初期與乾燥的陶瓷太陽板素坯表面相接觸的霧滴由於乾燥素坯的快速吸水和霧滴的表面張力形成具有一定強度、相對乾燥、粘附於素坯板表面的泥粒，後續噴落的霧滴首先遇到這些具有一定吸溼能力的突出於表面的泥粒，粘附在泥粒上，依次堆積成柱狀、尖塔狀、立壁狀、蜂窩狀、多孔狀的非均勻、不連續、被吸溼而具有一定強度的霧滴泥料堆積體，當這些立體堆積體達到一定高度失去吸溼能力前停止噴霧，從而在中空陶瓷太陽素坯板表面得到立體網狀黑瓷的素坯層，將此具有立體網狀黑瓷素坯層的中空陶瓷素坯板經乾燥後進行高溫燒制，控制燒成溫度和時間使立體網狀黑瓷素坯層與中空陶瓷太陽板素坯同時燒結為立體網狀黑瓷層和瓷質中空陶瓷太陽板基體，高溫燒結使立體網狀黑瓷層與瓷質中空陶瓷太陽板基體燒結複合為一體。與傳統的太陽能吸收塗料相比，具有成本低、使用壽命長，在壽命期間平均陽光吸收率較高的優點。
文檔編號C04B41/85GK101551173SQ20091013542
公開日2009年10月7日 申請日期2006年9月29日 優先權日2006年9月29日
發明者曹樹梁, 王啟春, 石延嶺, 濱 蔡, 許建麗, 許建華 申請人:山東天虹弧板有限公司