[发明专利]高温高效太阳热能吸收膜及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种太阳热能吸收膜及其制造方法，尤其是指一种可以应用于太阳能史特林引擎的加热头，或其他热吸收器，而达到耐高温、高吸收率及低放射率的高温高效太阳热能吸收膜及其制造方法。

背景技术

目前所使用的太阳能史特林引擎，均会设置有一加热头，该加热头的作用，则在于吸收外部太阳能的热源，用以供应史特林引擎工作时所需要的高温热能，因此该加热头除了需要具有吸热、集热的功能外，更必须具备有高热传导性，其目的则在于能够迅速传热，将汽缸内的工作流体加热到工作温度，并将外界持续供应的热，能够以最小的热阻而通过该加热头进入到汽缸内。因此一般的加热头则采用高传导性材料，并且增加其表面积，以便让更多的热能可以迅速的传入。

由于该史特林引擎的外部热源的工作环境温度动辄高达800℃以上，因此该加热头必须能够持续忍受高达800℃以上的工作环境温度，主要在于该加热头是史特林引擎中直接接触到高温热源的元件，所以在材料的特性方面，必需能够忍受长时间的高温加热效应，因此为了能降低加热头的温度，最常用的方法就是将加热头的壁厚变薄约为2mm-0.3mm，但是在变薄的同时必须兼顾加热头本身的机械强度。由于史特林引擎本身是属于一个封闭系统，因此在封闭系统内的工作流体则会受到高温的影响，而会在该封闭系统内产生极大的压力，所以该加热头若缩减壁厚，则容易因本身强度不足，而造成变形、破裂等损坏情况产生。

因此，为了达到加热头上述原有的功能性，于该加热头上披覆有一层太阳能吸收膜，该太阳能吸收膜的结构及制法，则有如西元2012年10月21日中国台湾所公告的发明第I375000号：太阳能吸收膜组成材及高温太阳能选择性吸收膜结构及其制造方法的专利案，其揭露：上述太阳能吸收膜组成材，包括一氮化不锈钢具有钛成分均匀掺杂于其中。此外，该高温太阳能选择性吸收膜结构包括一基材以及一太阳能吸收膜设置于该基材上，其中该太阳能吸收膜包括一氮化不锈钢具有钛成分均匀掺杂于其中。

又另有西元2009年6月16日中国台湾所公开的发明第200925299号：太阳能选择性吸收膜及其制造方法的专利案，其揭露：太阳能选择性吸收膜，以不锈钢/氮化不锈钢膜作为陶瓷金属合金膜。此太阳能选择性吸收膜的效能可以符合高吸收率、低放射率原则。此不锈钢/氮化不锈钢膜是利用真空溅镀制作而成，且在真空溅镀制程中只使用不锈钢靶材。不锈钢靶材的真空溅镀制程几乎无靶材毒化问题，不须投入防毒化设备，可确保长时间溅镀操作，并增加制程上的稳定性，降低真空溅镀制程的操作与硬体设置成本。

然上述该等专利前案均利用真空溅镀方法作为该太阳能吸收膜的制程，因此在制造成本上相当昂贵，而制成后的太阳能吸收膜的附着性较差，而且在高温800℃以上的工作环境温度下，容易造成剥落，因此在使用上并不理想。

有鉴于此，本发明人针对上述太阳热能吸收膜及其制造方法上未臻完善所导致的诸多缺失及不便，而深入构思，且积极研究改良试做而开发设计出本案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高温高效太阳热能吸收膜及其制造方法，其具有耐高温、高吸收率及低放射率的优点。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种高温高效太阳热能吸收膜的制造方法，其包括有下列步骤：

A.以一金属作为基材；

B.在所述基材上喷焊一碳化钨层；

C.在所述碳化钨层上执行一雷射雕刻操作，使所述碳化钨层上形成多个凹陷状的微结构；

D.在所述碳化钨层及所述多个微结构上涂布一层类钻碳薄膜或氮化铝。

所述喷焊时的温度为1000℃以上。

于喷焊所述碳化钨层同时添加有钴或锰的元素。

所述碳化钨层的厚度为100μm至400μm之间。

一种以权利要求1所述高温高效太阳热能吸收膜的制造方法所制成的高温高效太阳热能吸收膜，包括：

一基材；

一碳化钨层，其喷焊于所述基材上；

多个微结构，其形成于所述碳化钨层上；

一涂布层，其涂布于所述碳化钨层及微结构上，所述涂布层为一类钻碳薄膜或氮化铝。

所述基材为一不锈钢材。

所述多个微结构为一呈凹陷状的凹槽。

所述碳化钨层的厚度为100μm至400μm之间。

所述多个微结构利用雷射雕刻方式形成于所述碳化钨层上。

所述涂布层以溅镀方式涂布于所述碳化钨层及所述多个微结构上。

采用上述结构后，本发明具有下列功效：