[发明专利]一种太阳光谱选择性吸收膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种太阳光谱选择性吸收膜及其制备方法，本发明采用磁控溅射镀膜工艺在覆膜基体上沉积生成具有红外反射层、吸收层、减反射层的太阳光谱选择性吸收膜。

背景技术

现有的太阳光谱选择性吸收涂层通常包括反射层、吸收层、减反射层。中国专利01138135.3公开了一种太阳光谱选择性吸收涂层，包括反射层，吸收层，减反射层，其吸收层是以钛及合金铝为阴极在氮气、空气、氮气+氧气气氛中溅射而成的铝氮+钛氮-铝钛[(AlN十TiN)-AlTil膜及铝氮氧十钛氮氧-铝钛[(AlNO十TiNO)-AlTil膜，其减反射层为铝氮+钛氮(AlN+TiN)膜及铝氮氧+钛氮氧(Al-NO+TiNO)膜。本发明制备的太阳光谱选择性吸收涂层在大气状态下经350℃，250小时，或400℃，50小时，或450℃，80小时烘烤后，其太阳吸收比α都可达0.93以上，发射率ε＝0.06～0.10(80℃)。该发明以玻璃或光亮金属为基体材料，钛及合金铝为阴极，钛∶铝＝0.01～0.90。但是该专利制备选择性吸收涂层需要较长的溅镀时间或是较大耗电功率，并且，吸收比和发射率的性能仍然不够理想。因此，有必要提供一种新的太阳光谱选择性吸收膜及其制备方法以克服上述不足。

发明内容

本发明的目的在于提供一种太阳光谱选择性吸收膜，该太阳光谱选择性吸收膜包括在覆膜基体的表面上设置红外反射层、吸收层、减反射层；该选择性吸收膜对太阳光谱具有较高的吸收率和较低的发射率及耐高温能力。

本发明的目的是由下述技术方案实现的：一种太阳光谱选择性吸收膜，包括一个覆膜基体，在该基体表面上由内向外依次覆盖红外反射层、吸收层、减反射层；所述的红外反射层是包含有钛元素+铝元素+硅元素的溅射沉积层，所述的吸收层是包含有铝氮团簇+钛氮团簇+硅氮团簇+铝钛硅团簇的溅射沉积层；所述的减反射层是包含有铝氮团簇+钛氮团簇+硅氮团簇的溅射沉积层。

本发明的另一个目的在于提供一种太阳光谱选择性吸收膜的制备方法，在磁控溅射镀膜装置中采用钛硅合金靶和铝合金靶，在覆膜基体表面上生成的溅射沉积物中含有铝氮团簇+钛氮团簇+硅氮团簇+铝钛硅团簇。

本发明的另一个目的是由下述技术方案实现的：一种太阳光谱选择性吸收膜的制备方法，其步骤在于：

A、将覆膜基体安装到磁控溅射镀膜装置的镀膜室内，该镀膜室内的真空度设置为0.0060Pa～0.0070Pa，该磁控溅射镀膜机包括一个钛硅合金靶、一个铝合金靶；

B、向所述的镀膜室输入氩气，使溅射反应气氛稳定在0.20Pa～0.28Pa，接通铝合金靶电源，溅射反应2-3分钟；

C、接通钛硅合金靶电源，向所述的镀膜室输入氮气，溅射反应10-14分钟，并且逐渐增加氮气的输入量，使覆膜基体表面上的溅射沉积物最外层中的钛元素、铝元素、硅元素逐渐减少，最终趋近于零；

D、启动烘烤装置，烘烤装置内的真空度设置为0.0060Pa～0.0067Pa，烘烤温度设置为380℃～420℃，对覆膜基体上的溅射沉积物烘烤处理2.5～3小时，生成太阳光谱选择性吸收膜；所述选择性吸收膜包括红外反射层、吸收层、减反射层；所述的红外反射层是包含有钛元素+铝元素+硅元素的溅射沉积层，所述的吸收层是包含有铝氮团簇+钛氮团簇+硅氮团簇+铝钛硅团簇的溅射沉积层；所述的减反射层是包含有铝氮团簇+钛氮团簇+硅氮团簇的溅射沉积层。

本发明与已有技术相比具有如下优点：

1、由于本发明的选择性吸收膜采用钛硅合金靶和铝合金靶制备，该吸收膜对太阳光谱的吸收有极好的效果，有优异的耐高温能力，并且价格低廉。

2、本发明的选择性吸收膜对太阳光谱的全色吸收率α≥94％，总发射率ε≤4.5％，涂层抗老化，热性能稳定，可在高于400℃的温度下使用。

3、使用本发明镀膜的太阳能集热管的空晒性能可以提高21.33％。

附图说明

以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

图1是本发明的结构示意图

图2是本发明的玻璃内管结构示意图

具体实施方式

实施例一：