专利名称：具有太阳能选择性吸收涂层的中高温型太阳能集热管的制作方法
技术领域：
本实用新型属太阳能热利用技术领域，特点涉及具有太阳能选择性吸收涂层中高温型太阳能集热管的结构设计。
背景技术：
现有具有太阳能选择性吸收涂层的太阳能集热管可分为低温和中高温两种。市场上的大部分商品太阳能集热用的吸收涂层多为低温型产品，其涂层结构是以铜或铝为反射层、以在氮化铝中包埋铝金属团簇的复合金属陶瓷薄膜作为吸收层、以氮化铝薄膜作为减反射层。由于铝的熔点较低，其金属团簇在稍高温度条件下有均匀化的倾向，从而失去对太阳能选择性吸收的能力，因此一般只能在150摄氏度以下使用。
已经商品化的中高温型太阳能集热管采用的中高温型太阳能选择性吸收涂层，其结构为仍以铜或铝为反射层、以氮化铝薄膜作为减反射层，中间的吸收层是在一种容易通过反应得到的氧化物或氮化物金属陶瓷薄膜中，包埋不与氧或氮反应的难熔金属粒子团簇，从而形成在较高温度条件下稳定的吸收薄膜。一般，与氧或氮反应的材料选用铝或镁，已有的专利选用不与气体反应的难熔金属材料，界定为钨、钨合金、不锈钢、镍、镍合金、镍铬合金、铂、铱、饿、钌、铑、铼、钼、钼合金及金等金属。
但是，已有技术所提供的难熔金属材料范围较窄，许多是稀有金属或贵金属，价格昂贵，影响了上述结构涂层的广泛应用。
发明内容
本实用新型的目的是为克服已有技术的不足之处，设计出一种新型的具有太阳能选择性吸收涂层中高温型太阳能集热管，选择另一种难熔金属材料钛合金来形成复合薄膜涂层的新型结构。该新型结构涂层具有对太阳光谱优异的选择吸收特性，能在中高温条件下使用，且吸收太阳能的效率高。
本实用新型设计的一种具有太阳能选择性吸收涂层的中高温型太阳能集热管，由基体及在该基体上依次层叠的太阳能选择性吸收涂层组成，其特征在于，该太阳能选择性吸收涂层由铝或铜反射层、包埋难熔钛合金金属团簇的氮化钛复合金属陶瓷层及氮化铝或氮化钛减反射层组成。
本实用新型设计的在氮化钛中包埋钛合金金属团簇的太阳能选择性吸收涂层，选择了能够与氮、氧反应的难熔钛合金为包埋金属。由于采用熔点为1570度以上的钛合金使得氮化钛一钛合金复合金属陶瓷薄膜的高温热稳定性好。而采用通常的溅射工艺就可以在生成氮化钛薄膜的同时将设定比例的钛合金金属团簇包埋于其中，因此降低了生产过程中设备的复杂性，更有利于产品的规模化生产和降低成本。
本实用新型的涂层的主体为在氮化钛中包埋难熔金属钛合金金属团簇的复合金属陶瓷薄膜。所述的涂层具有对太阳光谱优异的选择吸收特性，使用温度可达到300℃。
本实用新型的涂层具有对太阳光谱优异的选择吸收特性，热稳定性好，对太阳光谱的全色吸收率≥94％；黑体总发射率≤6％；变色温度大于300度。
图1是本实用新型的中高温太阳能集热管实施例结构示意图。
图2是采用本实用新型的涂层结构剖面示意图。
具体实施方式
本实用新型设计的的具有太阳能选择性吸收涂层中高温型太阳能集热管结构附图及实施例进一步说明如下本实用新型的一个实施例结构如图1所示，由做为涂层基体的玻璃内管1和玻璃外管3以及太阳能选择性吸收涂层2组成；其中太阳能选择性吸收涂层如图2所示，由反射层21(铝或铜，厚度0.5μm)，包埋有钛合金金属团簇的氮化钛金属陶瓷层22(60～150nm)，减反射层(氮化铝或氮化钛，200～300nm)23构成。
本实施例采用溅射工艺逐层涂复在做为涂层基体的玻璃内管6上；玻璃内管6和玻璃外管7之间抽成真空。
对上述构造的真空太阳能集热管进行测试后，结果表明该太阳能集热管的太阳能选择性吸收效果为太阳光谱的全色吸收率≥94％；黑体总发射率≤6％；变色温度大于300度。
权利要求1.一种具有太阳能选择性吸收涂层的中高温型太阳能集热管，由基体及在该基体上依次层叠的太阳能选择性吸收涂层组成，其特征在于，该太阳能选择性吸收涂层由铝或铜反射层、包埋难熔钛合金金属团簇的氮化钛复合金属陶瓷层及氮化铝或氮化钛减反射层组成。
2.根据权利要求1所述的中高温型太阳能集热管，其特征在于，所述的包埋难熔钛合金金属团簇的氮化钛复合金属陶瓷层的厚度在60nm～150nm之间。
专利摘要本实用新型涉及一种具有太阳能选择性吸收涂层的中高温型太阳能集热管，属太阳能热利用技术领域。该太阳能集热管由基体及在该基体上依次层叠的太阳能选择性吸收涂层组成，其特征在于，该太阳能选择性吸收涂层由铝或铜反射层、包埋难熔钛合金金属团簇的氮化钛复合金属陶瓷层及氮化铝或氮化钛减反射层组成。本实用新型的涂层具有对太阳光谱优异的选择吸收特性，热稳定性好，对太阳光谱的全色吸收率≥94％；黑体总发射率≤6％；变色温度大于300度。
文档编号F24J2/48GK2747518SQ20042011568
公开日2005年12月21日 申请日期2004年11月19日 优先权日2004年11月19日
发明者邹定国, 赵平, 潘明君, 吴典华 申请人:邹定国, 赵平, 潘明君, 吴典华