[发明专利]太阳能集热管钢芯选择性吸收涂层制备方法

摘要

一种太阳能集热管钢芯选择性吸收涂层制备方法，属于太阳能应用领域。这种选择性吸收涂层制备方法在模拟理论计算的基础上设计太阳能选择性吸收涂层及制备膜层的最佳工艺，该工艺简单，操作方便，产品质量可靠，适合组织大规模工业生产。该涂层制备方法提高了集热管上太阳能选择性吸收涂层的性能和涂层的工作温度超过400℃，能够提高太阳能光热转换效率。

主权项

一种太阳能集热管钢芯选择性吸收涂层制备方法，该制备方法采用直流溅射金属靶材，射频溅射氧化物靶材及反应共溅射的方法制备选择性涂层的反射金属层，吸收层和减反射层；使用的设备主要包括真空系统、平面磁控溅射、柱状磁控溅射、偏压电源加热系统、供气系统和水冷系统，把不锈钢管(4)安装在水冷真空室(1)中的公转自转工件架(2)上，在不锈钢管(4)上制备X-Y膜系；其特征在于：所述X-Y膜系制备步骤为：一、设计膜层结构(1)、首先制备单层X膜和Y膜，测量折射系数n和消光系数k，(2)、分别对具有不同组分的X膜和Y膜的光学参数进行计算，(3)、用TFC薄膜设计软件进行建模，模拟出最优化太阳能选择性吸收涂层的结构，(4)、将理论模拟计算结果反演到制备工艺上。利用膜厚仪精确检测调控调整制备X膜/高掺杂X-Y膜/低掺杂X-Y膜/纯Y膜，(5)、利用分光光度计，红外发射率检测仪等检测设备测量反射率，透射率，发射率等多层膜光学参数，(6)、理论与结果相互印证对比，得到制备符合要求的膜层的最佳工艺；二、制备X-Y膜系工艺过程：1>、真空室抽气过程：(1)打开水阀开关。并检查各个管路通水是否顺畅，(2)打开机械泵(22)，(3)打开预抽阀(19)，抽气抽至500Pa，打开罗茨泵(21)，再抽气到5Pa，在抽气的过程中将分子泵(17)的电源打开4～5分钟，(4)关闭预抽阀(19)，打开前级阀(18)1分钟后，开高阀(16)，开分子泵(17)抽高真空，直到压强到工艺要求，2>、按照操作规程，加热，开转架，3>、按照工艺规程，送Ar气，4>、用等离子体清洗不锈钢管(4)，5>、采用平面磁控溅射X靶溅射沉积，制备X反射层，6>、采用射频磁控溅射Y溅射沉积Y和平面磁控溅射X靶溅射沉积X，同时沉积形成吸收层，X和Y的比例和沉积率取决于溅射功率，7>、单独采用射频磁控溅射溅射沉积Y膜，沉积率取决于溅射功率。