鋁-銅-鎂-氮吸收塗層真空太陽能集熱管的製作方法

2023-06-30 11:47:51 1

專利名稱：鋁-銅-鎂-氮吸收塗層真空太陽能集熱管的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種具有鋁－銅－鎂－氮吸收塗層真空太陽能集熱管，屬太陽能利用技術領域。
已有的太陽能集熱器，都是以太陽能集熱管作為吸熱元件。太陽能集熱管由二根不同半徑的玻璃管同心安裝而成。安裝前，在內管的外表面塗以太陽能吸收塗層，安裝後，將兩管之間抽成高真空並密封。中國專利85100142公開的一種真空太陽能集熱管，在內管表面塗以純鋁膜反射層作為底層，再塗以鋁－氮層作為太陽能吸收層。這種塗層的底層鋁膜，由於其與玻璃管的膨脹係數互不匹配，因而在集熱管的製作和使用過程中受到熱衝擊時，容易脫落，影響集熱管的集熱性能和使用壽命。
本實用新型的目的是改變集熱管內玻璃管外表面的塗層結構，使塗層在集熱管的製作和使用過程中，牢固附著在內玻璃管上，確保集熱管的集熱性能，延長使用壽命。
本實用新型的內容是鋁－銅－鎂－氮吸收塗層真空太陽能集熱管，包括內、外玻璃、支架，支架將內、外玻璃管定位。內玻璃管的外表面上，塗有太陽能吸收塗層，該吸收層從裡到外依次為鋁－銅－鎂－氮過渡層，鋁－銅－鎂反射層和鋁－銅－鎂－氮吸收層。


圖1是真空太陽能集熱管結構示意圖。
圖2是本實用新型設計的內玻璃管外表面上的塗層結構。
以下結合附圖，詳細介紹本實用新型的內容。
圖1和圖2中，1是內玻璃管，2是外玻璃管，3是支架，4是塗層，5是鋁－銅－鎂－氮過渡層，6是鋁－銅－鎂反射層，7是鋁－銅－鎂－氮吸收層。
本實用新型設計的集熱管太陽能吸收塗層是在直流圓柱磁控濺射真空系統中沉積而得的。濺射陰極為鋁－銅－鎂合金，合金的成分為鋁90～92％，銅3.5～5％，鎂1～2％，其餘為雜質元素。其製備過程是首先，在氬氣和氮氣的混合氣體中，製備鋁－銅－鎂－氮過渡層，使其厚度為100 ～200 。然後，在同一真空室內純氬氣氣氛中，製備鋁－銅－鎂反射層，使其厚度為900 －1500 。最後，同一真空室內，在氬和氮氣的混合氣體中，製備鋁－銅－鎂－氮吸收層，使其厚度為1200 －1600 。
本實用新型的效果是1.將已有技術中的純鋁濺射陰極改成鋁合金濺射陰極，便於濺射陰極的加工、製作，從而保證製備塗層的工藝操作正常進行。
2.在已有技術的玻璃管與反射層之間增加一層鋁－銅－鎂－氮過渡層，該過渡層的熱膨脹係數介於金屬與玻璃之間，因而過渡層與玻璃之間的熱膨脹係數互相匹配，過渡層牢固附著在玻璃上。這就使集熱管在加工和使用過程中經得起熱衝擊，從而使吸收塗層不易脫落，保證了集熱管的質量。
3.由於使用了鋁合金濺射陰極，在反射層中，有Cu、Mg原子存在，因而提高了反射率。鋁－銅－鎂反射層同時具有高耐腐蝕作用，保證塗層在真空管內的殘餘氣體釋放時不受腐蝕，從而也就延長了真空集熱管的使用壽命。
本實用新型的一個實施例是用成分為Al91％、Cu35％、Mg1％的鋁合金濺射源，真空系統中，首先通入氬氣和氮氣在內玻璃管的外表面沉積鋁－銅－鎂－氮過渡層，使其厚度為120 左右。然後，在同一真空內，通入純氬氣，再沉積鋁－銅－鎂反射層，使其厚度為1200 左右。最後，同時通入氬氣和氮氣，沉積鋁－銅－鎂－氮吸收層，使其厚度為1500 。
權利要求1.一種鋁-銅-鎂-氮吸收塗層真空太陽能集熱管，包括內、外玻璃管、支架，支架將內、外玻璃管定位，其特徵在於內玻璃管的外表面上，塗有太陽能吸收塗層，該吸收塗層從裡到外依次為鋁-銅-鎂-氮過渡層，鋁-銅-鎂反射層和鋁-銅-鎂-氮吸收層。
2.如權利要求1所述的集熱管，其特徵在於其中所述的鋁－銅－鎂－氮過渡層的厚度為100 ～200 ，鋁－銅－鎂反射層的厚度為900 －1500 ，鋁－銅－鎂－氮吸收層的厚度為1200 －1600 。
專利摘要本實用新型涉及一種具有鋁—銅—鎂—氮吸收塗層真空太陽能集熱管。該集熱管由內、外玻璃管及支架組成。內、外玻璃管同心安裝，安裝前，在內玻璃管的外表面塗以太陽能吸收塗層，安裝後，將兩管之間抽成真空，然後密封。太陽能吸收層共為三層，即鋁—銅—鎂—氮過渡層、鋁—銅—鎂反射層和鋁—銅—鎂—氮吸收層。本實用新型設計的塗層牢固附著在內玻璃管的外表面上，因而集熱管具有集熱性能好、使用壽命長等優點。
文檔編號F24J2/48GK2194485SQ9421345
公開日1995年4月12日 申請日期1994年6月9日 優先權日1994年6月9日
發明者鄭世民, 於學德, 李雲松 申請人:於學德, 鄭世民