专利名称：铝-氮-碳选择性吸收膜制备吸收膜的方法
技术领域：
本发明涉及一种太阳能选择性吸收膜及溅射法沉积镀膜方法，特别是用磁控反应溅射铝靶制备太阳能选择性吸收膜方法。
太阳能的利用取决于被照射的物体表面的特性，现有的太阳能真空集热器的真空管的性能直接与真空管内吸收膜的光学特性有关，它要求膜层具有对太阳光谱范围的吸收率要高，而对红外发射率要低，这样才能很好地利用太阳能。
现有的真空集热管由两根同心的玻璃管，其内管表面镀有一层太阳能选择性吸收膜，两管之间抽空封接而成。专利US4339484太阳集热器是将玻璃管放在溅射双靶(铜及不锈钢靶)镀膜机中，在氩气氛下溅射沉积铜膜后，再在氩及乙炔气氛下溅射沉积一层金属碳化物吸收膜。专利CN85100142溅射太阳能选择性吸收涂层，采用铝靶在玻璃外表面溅射沉积一层Al-N吸收膜。
本发明的目的提出一种Al-N-C选择性吸收膜和用磁控反应溅射铝靶制膜的方法。本Al-N-C吸收膜，由一层金属铝薄膜和一层铝氮碳膜组成的金属陶瓷型选择性吸收膜。吸收膜的特征在于铝元素由膜层底部到膜层表面逐渐减少，而氮及碳元素由膜层底部到膜层表面逐渐增多，形成一种复合层吸收膜。
本选择性吸收膜主要用于玻璃真空集热器的内玻璃管表面。一种制备吸收膜的方法，特别是在玻璃管表面制膜的方法如下将清洗烘干的玻璃管装入镀膜机内，抽空到0.2～1×10-2Pa后，通入氩气，由质量流量计控制在20～100cm3/s，直流负压为200V到600V，时间20～60分钟，铝靶通过直流电溅射铝原子沉积在玻璃管外表面一层厚度为0.1×10-6～0.5×10-6m的铝膜，然后再入氮气10～80cm3/s气体，溅射沉积一层Al-N-C渐变的吸收膜，膜厚为0.2×10-6～2×10-6m。在镀膜中改变氩、氮及乙炔气体的流量，使吸收膜铝元素由膜层低部到膜层表面逐渐减少，而氮及碳元素由膜层底部到膜层表面逐渐增多，形成一种复合层吸收膜，是一种多层的金属陶瓷型Al-N-C介质吸收膜，其总厚度在0.3×10-6～2×10-6m范围，它具有与基体结合力好，耐磨性好及具有良好的光学性能，其吸收率α＝0.9～0.95，红外发射率＝0.06～0.08，采用本发明的镀膜方法在双玻璃管镀膜组装的真空集热器，其热性能良好。
实施例1将清洗烘干的玻璃管装入镀膜机内，抽空到0.5×10-2Pa，通入氩气30cm3/s，加直流负压为350V，溅射沉积在玻璃管外表面一层厚为0.2×10-6m铝膜，再通入氮气10～40cm3/s及乙炔5～30cm3/s气体，在铝膜上溅射一层Al-N-C膜层，厚度为0.2×10-6～0.3×10-6m。这种吸收膜α＝0.9，红外发射率为0.06。
实施例2将清洗烘干的玻璃管装入镀膜机内，抽空到1×10-2Pa，通入氩气40cm3/s，加直流负压为400V，溅射在玻璃管外表面一层铝膜，厚度为0.15×10-6m，再通入氮气25～60cm3/s及乙炔20～30cm3/s气体，溅射沉积在铝膜上一层Al-N-C吸收膜，膜厚为1×10-6m左右。本吸收膜的光学性能α＝0.95，ε＝0.08。
实施例3将清洗烘干的玻璃管装入镀膜机内，抽空到0.4×10-2Pa，通入氩气60cm3/s，加直流负压为450V，溅射在玻璃管外表面一层铝膜，厚度为0.1×10-6m，再通入氮气15～30cm3/s及乙炔30～40cm3/s气体后，溅射在铝膜上一层厚为0.6×10-6的Al-N-C膜。本吸收膜光学特性α＝0.92，ε＝0.07。
权利要求
1.一种选择性吸收膜，其特征在于是Al-N-C吸收膜，由一层金属铝薄膜和一层铝氮碳膜组成的金属陶瓷型选择性吸收膜。
2.根据权利要求1所述的选择性吸收膜，其特征在于吸收膜中铝元素由膜层底部到膜层表面逐渐减少，而氮及碳元素由膜层底部到膜层表面逐渐增多，形成一种复合层吸收膜。
3.根据权利要求1所述的选择性吸收膜，其特征在于膜厚为0.3×10-6～2×10-6m。
4.一种制备吸收膜的方法，特别是在玻璃表面制膜的方法，其步骤如下将清洗烘干的玻璃管装入镀膜机内，抽空到0.2～1×10-2Pa后，通入氩气，由质量流量计控制在20～100cm3/s，直流负压为200V到600V，时间20～60分钟，铝靶通过直流电溅射铝原子沉积在玻璃管外表面一层厚度为0.1×10-6～0.5×10-6m的铝膜，然后再入氮气10～80cm3/s气体，溅射沉积一层Al-N-C渐变的吸收膜，膜厚为0.2×10-6～2×10-6m。
全文摘要
本发明涉及一种太阳能选择性吸收膜和制备太阳能选择性吸收膜的方法。本发明的Al-N-C吸收膜由一金属铝薄膜和一层铝氮碳膜组成的金属陶瓷型选择性吸收膜，其光学性能α＝0.90-0.95，ε＝0.06-0.08。制备吸收膜是用磁控反应溅射铝靶制膜的方法。将清洗烘干的玻璃管放入镀膜机内，抽空，在氩气氛下溅射沉积一层金属铝，然后在氮及乙炔气氛下再溅射一层Al-N-C，形成一种复合层吸收膜。本发明的选择性吸收膜主要用于玻璃真空集热管的内管表面覆涂的太阳能吸收膜。
文档编号C23C14/18GK1116252SQ9410747
公开日1996年2月7日 申请日期1994年7月25日 优先权日1994年7月25日
发明者李先航 申请人:李先航