[发明专利]柔性金属基底双靶共溅射连续镀制梯度金属陶瓷膜层方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种柔性金属基底复合膜，具体指复合膜中的梯度金属陶瓷膜层的制备方法，属于表面工程技术领域。 

背景技术

太阳能选择性吸收膜，具有高的吸收发射比，可以提高太阳能光热转换效率。柔性金属基底上的金属陶瓷复合膜，是一种太阳能选择性吸收膜，它高效吸热，在太阳能热利用等领域具有广阔的应用前景。其由底层高反射金属层、作为吸收层的金属陶瓷膜层、作为减反层的介质层构成；目前国内金属陶瓷复合膜采用电镀、磁控溅射等方法制备，电镀法镀制的产品性能不及磁控溅射镀制的太阳能选择吸收膜，且会产生电镀费液污染。而国内的磁控溅射生产线为国外引进，生产的金属陶瓷复合膜的吸收层为多层结构，需要多次镀制制成，工艺复杂。经查证，金属陶瓷复合膜的吸收层为一层且一次连续卷绕镀制并使其中的金属微粒体积分数在介质中呈连续梯度分布的金属陶瓷吸收膜层的方法，在国内外专利中均未有记载。

发明内容

本发明提供一种柔性金属基底双靶共溅射连续镀制梯度金属陶瓷膜层的方法，可以使金属陶瓷吸收膜层当中的金属微粒在介质中从内到外含量逐渐递减，呈梯度分布。

为此，采用如下技术方案：一种柔性金属基底双靶共溅射连续镀制梯度金属陶瓷膜层方法，对柔性金属基底通过清洗活化处理并镀制金属反射膜层后；在镀制好的金属反射膜层上，连续镀制梯度M-Al₂O₃金属陶瓷膜层；在镀制过程中，设置金属M靶和Al靶，采用双靶共溅射的形式，采用直流磁控溅射方式进行金属M的镀制；采用脉冲反应磁控溅射方式镀制Al₂O₃；溅射用气体为氩气，反应气体为氧气； 氩气通至金属M靶面，氧气通至金属Al靶面；柔性金属基底卷绕走带先通过金属M靶，再通过Al靶，使金属M粒子在Al₂O₃介质基体中的含量从金属陶瓷与金属分界面向金属陶瓷表面呈梯度减少；所述金属M为金属Mo、Mn、Al、Au、Pt、Cu或SS。

本发明在镀制过程中，设置金属M靶和Al靶，采用双靶共溅射的形式，并使柔性金属基底卷绕走带先通过金属M靶，再通过Al靶，达到了使金属M粒子在Al₂O₃介质基体中的含量从金属陶瓷与金属分界面向金属陶瓷表面呈梯度减少的目的，使带有金属陶瓷复合膜层的复合膜具有高吸收发射比和高效吸热的性能；而且一次连续卷绕镀制而成，实现了在柔性金属基底高反射金属膜上连续大面积镀制梯度金属陶瓷吸收膜层，具有工艺可实现，膜层参数可控制，是太阳能热利用柔性金属基底高效吸热型复合膜的关键一步。

附图说明

图1为采用双靶共溅射镀制装置示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

本发明所述柔性金属基底包括铜、铝、不锈钢等材料，所述金属M为金属Mo、Mn、Al、Au、Pt、Cu或SS，该金属M与Al₂O₃可组成任意的M- Al₂O₃金属陶瓷膜层；但本实施例仅以柔性铝基底双靶共溅射连续大面积镀制梯度Mo- Al₂O₃金属陶瓷膜层为例。

本实施例的制备过程是在真空室中的0.5m幅宽的磁控卷绕镀膜装置上进行的，如图2所示，该装置包括放卷辊1，过渡辊3，档板4，镀膜辊5，收卷辊6，金属Mo靶7、金属Al靶8以及辉光源9。将柔性铝基底2一端卷绕在磁控卷绕镀膜设备的放卷辊1上后再依次经过过渡辊3及镀膜辊5，最后卷绕在收卷辊6上。

本实施例的产品为柔性金属基底高效吸热型Mo- Al₂O₃金属陶瓷复合膜，是由柔性铝基底、底层高反射Al金属层、作为吸收层的梯度Mo- Al₂O₃金属陶瓷膜层、作为减反层的Al₂O₃介质层构成的复合膜。