中高溫太陽能集熱管塗層的製作方法
2023-05-27 15:42:11 1
專利名稱:中高溫太陽能集熱管塗層的製作方法
技術領域:
本發明屬於太陽能集熱器,更具體地說,本發明涉及一種中高溫太陽能集熱管塗層。
背景技術:
能源和環境是當今世界兩大突出的社會問題,面對各種能源的短缺和環境汙染,尋找可再生能源的利用成為了各國對能源研究的主要方向。太陽能是一種可再生、無汙染、儲量充沛的資源,如何充分利用太陽能資源,關鍵在於提高太陽能集熱器的能量利用率和使用率,而其核心技術則是製備一種高吸收率、低發射率、廉價的選擇性吸收塗層。太陽能熱利用領域,當前的發展重點是中高溫集熱,工作溫度超過400°C的集熱管,可用於熱發電。 中高溫集熱管中,一般採用高倍聚光技術,聚光比可以高達80。光熱轉化效率是關鍵指標,往往一個百分點的提高都是盡力追求的。雖然採用聚光結構,但由於製備精度和玻璃形變等問題存在,不可能達到理想聚焦的程度,焦點處的光斑基本上與集熱管直徑可以相比。這就使得入射光線與集熱管表面夾角分布在O度到90度的整個範圍內。大角度入射時,反射率接近100%。簡單的計算表明,集熱表面的吸收比不到光完全垂直入射時的90%。除此之外,上下午日光偏斜時,入射光與集熱管表面的夾角變得更大,吸收率進一步降低。當垂直入射時的吸收比達到O. 95時,平均吸收比只有O. 8左右。當前,光線垂直入射時的吸收比已經難以進一步提高,改善光線非垂直入射時的吸收比,必將成為提高光熱轉化效率的關鍵步驟。從熱輻射理論可知,黑體或灰體的吸收比,與光線的入射角度無關。自然界並不存在理想的黑體或灰體,但是尺寸與光波長可以相比的粗糙表面可以近似視為灰體,製造接近理想灰體的粗糙吸收表面是解決問題的關鍵。
發明內容
為了解決現有技術中存在的上述技術問題,本發明的目的在於提供一種中高溫太陽能集熱管塗層,所述的集熱管耐候性好,中溫使用性能良好。為了實現上述目的,本發明採用了以下技術方案
一種中高溫太陽能集熱管塗層,包括不鏽鋼基體,其特徵在於在不鏽鋼基體上依次設有鑰抗紅外反射膜、氮氧鋁矽漸變吸收膜和二氧化矽減反射膜。其中,鍍膜採用磁控反應濺射法,濺射氣體為氬氣,反應氣體為高純氮氣和氧氣,首先在不鏽鋼基體上磁控反應濺射沉積鑰抗紅外反射膜,再沉積氮氧鋁矽吸收膜,最後沉積二氧化矽減反射膜。其中,所述的氮氧鋁矽漸變吸收膜為成分漸變膜,並且從所述的抗紅外反射膜開始至減反射膜為止氮的含量逐漸減少,而氧的含量逐漸增加。其中,所述的氮氧鋁矽漸變吸收膜為成分漸變膜,並且從所述的抗紅外反射膜開始至減反射膜為止鋁的含量逐漸減少,而矽的含量逐漸增加。其中,在抗紅外反射膜上濺射氮氧鋁矽吸收膜,工作壓強O. 2-0. 8Pa,反應氣體氮氣和氧氣,氮氧體積比I :廣I :10,鋁和矽的濺射比為1 f I :10,氣體量100-200Sccm。其中,在氮氧鋁矽吸收膜上採用矽靶濺射沉積二氧化矽減反射膜,工作壓強
O.2-0. 8Pa,反應氣體氧氣量30-200 Sccm0本發明的集熱管塗層具有更低的低溫發射率,因此該膜系具有更低的熱損,保溫性能好,同時塗層高硬度、耐磨和抗氧化性材料,而且電阻率低,因此本發明的集熱器的耐候性和中高溫使用性能優異,適合於在350-550°C。
具體實施例方式本發明的中高溫太陽能集熱管塗層包括不鏽鋼基體,其上依次設有一層鑰抗紅外反射膜、氮氧鋁矽漸變吸收膜和二氧化矽減反射膜。
製備工藝如下
在不鏽鋼基體上濺射沉積鑰抗紅外反射膜,工作壓強O. 2-1. 5 Pa ;在抗紅外反射膜上濺射氮氧鋁矽吸收膜,工作壓強O. 2-0. 8Pa,反應氣體氮氣和氧氣,氮氧體積比I : f I :10,鋁和矽的濺射比為1 Γ :10,氣體量100-200Sccm;在氮氧鋁矽漸變吸收膜上濺射沉積二氧化矽減反射膜,工作壓強O. 2-0. 8Pa,反應氣體氧氣量30-200Sccm。
權利要求
1.ー種中高溫太陽能集熱管塗層,包括不鏽鋼基體,其特徵在於在不鏽鋼基體上依次設有鑰抗紅外反射膜、氮氧鋁矽漸變吸收膜和ニ氧化矽減反射膜。
2.權利要求I所述的集熱器集熱管,其特徵在於所述的膜採用磁控反應濺射法,濺射氣體為氬氣,反應氣體為高純氮氣和氧氣,首先在不鏽鋼基體上磁控反應濺射沉積鑰抗紅外反射膜,再沉積氮氧鋁矽吸收膜,最後沉積ニ氧化矽減反射膜。
3.權利要求I所述的集熱器集熱管,其特徵在於所述的氮氧鋁矽漸變吸收膜為成分漸變膜,其中從所述的抗紅外反射膜開始至減反射膜為止氮的含量逐漸減少,而氧的含量逐漸增加。
4.權利要求I所述的集熱器集熱管,其特徵在於所述的氮氧鋁矽漸變吸收膜為成分漸變膜,其中從所述的抗紅外反射膜開始至減反射膜為止鋁的含量逐漸減少,而矽的含量逐漸增加。
全文摘要
本發明涉及一種中高溫太陽能集熱管塗層,包括不鏽鋼基體,其特徵在於在不鏽鋼基體上依次設有抗紅外反射膜、氮氧鋁矽漸變吸收膜和減反射膜。本發明的集熱管塗層具有更低的低溫發射率,因此該膜系具有更低的熱損,保溫性能好,同時塗層高硬度、耐磨和抗氧化性材料,而且電阻率低,因此本發明的集熱器的耐候性和中溫使用性能優異,適合於在350-550℃使用的集熱管。
文檔編號F24J2/48GK102734965SQ20121022049
公開日2012年10月17日 申請日期2012年6月29日 優先權日2012年6月29日
發明者葛波 申請人:蘇州嘉言能源設備有限公司