[发明专利]一种太阳能平板集热器集热板及其镀膜方法

说明书

技术领域    本发明属于太阳能平板集热器技术领域，涉及一种太阳能平板集热器集热板及其镀膜方法。

背景技术    目前，公知的太阳能平板集热器集热板是在金属底板上镀一层反射膜，镀膜材料为TiNxOy或NiCr，采用一次镀膜工艺。现有技术的镀膜集热板存在电阻率和中远红外发射率高、耐候性和中温使用性能差的技术问题。

发明内容    本发明的目的是解决现有技术存在电阻率和中远红外发射率高、耐候性和中温使用性能差的技术问题，提供一种太阳能平板集热器集热板及其镀膜方法。

本发明的太阳能平板集热器集热板，包括金属底板，其要点是在金属底板上依次设有一层氮化铝钛抗红外反射膜、两层氮氧化铝钛复合吸收膜和一层氧化铝钛抗辐射复合保护膜；镀膜采用磁控反应溅射法，溅射气体为氩气，反应气体为高纯氮气和氧气，首先在金属底板上磁控反应溅射沉积一层氮化铝钛抗红外反射膜，再沉积两层氮氧化铝钛复合吸收膜，最后沉积一层氧化铝钛抗辐射复合保护膜，具体操作步骤如下：

1)、在金属底板上溅射一层氮化铝钛抗红外反射膜，工作压强0.2-0.5Pa，反应气体氮气量20-200Sccm，溅射厚度0.04-0.3μm；

2)、再在抗红外反射膜上溅射第一层氮氧化铝钛复合吸收膜，钛铝的摩尔比为1∶1，工作压强0.2-0.8Pa，反应气体氮气，氮氧体积比0.2∶1，气体量60-150Sccm，溅射厚度0.04-0.1μm；

3)、然后在第一层氮氧化铝钛复合吸收膜上溅射第二层氮氧化铝钛复合吸收膜，钛铝的摩尔比为1∶1，工作压强0.2-0.8Pa，反应气体氮气，氮氧体积比0.2∶1，气体量60-150Sccm，溅射厚度0.04-0.15μm；

4)、最后在第二复合吸收膜上溅射抗辐射复合保护膜，钛铝的摩尔比为1∶1，工作压强0.2-0.8Pa，反应气体氧气量30-200Sccm，溅射厚度0.03-0.12μm。

本发明金属底板上的膜层经四次溅射形成，本发明的有益效果是，由于TiAlN的红外反射率与红外反射率最低的金接近，所以该涂层具有更低的低温发射率，因此该膜系具有更低的热损，保温性能好，同时TiAlN是一种优质的高硬度、耐磨和抗氧化性材料，而且电阻率低，性能优于TiN，因此使用该涂层的平板集热器的耐候性和中温使用性能优异。

附图说明    附图是本发明结构示意图。

图中1、抗红外反射膜  2、第一复合吸收膜  3、第二复合吸收膜  4、抗辐射复合保护膜  5、金属底板

具体实施方式    本发明的太阳能平板集热器集热板包括金属底板5，金属底板5上依次设有一层氮化铝钛抗红外反射膜1、两层氮氧化铝钛复合吸收膜2、3和一层氧化铝钛抗辐射复合保护膜4；镀膜采用磁控反应溅射法，设备是双靶磁控溅射镀膜机，该设备由用钛和铝二根磁控溅射圆柱靶、两台溅射电源、一套高真空系统和行星转架系统组成；在溅射膜层时工件装在转架上，工件公转的同时自转，自动程序控制溅射镀膜工艺运行，工艺运行完后取出工件。

制备工艺如下：

在金属底板上镀膜层，采用磁控反应溅射法，溅射气体为氩气，反应气体为氧气和氮气，膜层共分四层溅射，其间有若干过渡层；

1、氮铝化钛TiAlN抗红外反射膜的溅射，钛铝的摩尔比1∶1，工作压强0.2-0.5Pa，反应气体氮气量20-200Sccm，溅射厚度0.04-0.3μm；

2、氮氧化铝钛TiAlON第一层复合吸收膜的溅射，钛铝的摩尔比1∶1，工作压强0.2-0.8Pa，反应气体氮气，氮氧体积比0.2∶1，气体量60-150Sccm，溅射厚度0.04-0.1μm；

3、氮氧化铝钛TiAlON第二层复合吸收膜的溅射，钛铝的摩尔比1∶1，工作压强0.2-0.8Pa，反应气体氮气，氮氧体积比0.2∶1，气体量60-150Sccm，溅射厚度0.04-0.15μm；

4、氧化铝钛TiAlO抗辐射复合保护膜的溅射，钛铝的摩尔比1∶1，工作压强0.2-0.8Pa，反应气体氧气量30-200Sccm，溅射厚度0.03-0.12μm。

膜层按溅射材料分，膜系结构共分四层溅射形成，每一层溅射膜的厚度是由相同材质的材料至少通过两次以上溅射完成，最终形成：金属/TiAlN/TiAlON/TiAlON/TiAlO复合镀膜集热板。