在陶瓷太阳板上复合立体网状黑瓷阳光吸收层的方法

专利名称：在陶瓷太阳板上复合立体网状黑瓷阳光吸收层的方法
技术领域：
本发明涉及太阳能利用领域太阳光吸收层的制造方法，具体说是在陶瓷太阳板上复合阳光吸收层的方 法，进一步说是在陶瓷太阳板上复合立体网状黑瓷阳光吸收层的方法。(二) 背景技术太阳能利用主要分为光屯利用、光热利用方式，目前光热利用主要是太阳能热水器，太阳能热水器分 为闷晒式和循环式，循环式效率较高，其集热体主要采用金属管板式集热体和真空玻璃管式集热体，金属 管板式集热体也称作平板式集热体。两者均存在以下不足1.金属管板式集热体主要采用铜、铝等材料， 真空玻璃管集热体结构和制造工艺相对复杂，以每平方米吸热面积计算两者的价格都比较高。2.两者均采 用低温涂覆的黑色阳光吸收涂料，在长期的阳光作用下会有一定程度的老化使阳光吸收率衰减，是导致效率和寿命问题的原因之一。3.由于材料、结构和成本等原因难与建筑物结合为一体。均质陶瓷太阳板是指以提钒尾渣成(和)其他富含过渡元素的工业废弃物、天然矿物与普通陶瓷原料 混合后制造的整体黑色或黑灰色的陶瓷中空太阳能集热板，复合陶瓷太阳板是指以普通陶瓷为基体，与以 提钒尾渣或(和)其他富含过渡元素的工业废弃物、天然矿物与普通陶瓷原料混合后制造的黑色或黑灰色 的陶瓷表面层相复合的陶瓷中空太阳能集热体。复合陶瓷太阳板、均质陶瓷太阳板可统称为陶瓷太阳板。通常太阳能热水器由支架、太阳能集热器、储水箱、管道组成，或由支架、真空玻璃管、储水箱、管 道组成，所述集热器一般由外壳、保温隔热材料、具有黑色表面的金属太阳能集热体、透明盖板组成。以前生产黑色陶瓷必须加入Co、 Cr、 Ni、 Mn、 Fe等第四周期过渡元素，价格十分昂贵，本发明人申 报并取得的中国发明专利CN85102464 "黑色陶瓷制品原料的生产方法及其制品"、CN86104984 "—种陶粉 末"叙述了以提钒尾渣为原料之一生产各种黑色陶瓷制品的方法，这种黑色陶瓷称作钒钛黑瓷。此发明又 以"陶瓷粉末及其制品"(Ceramrc powder and drticles)为名称中报并已取得九国外国发明专利证书， 分别是美国专利4737477、日本专利]736801、英、法、德、奥地利专利(欧洲专利局)0201179、澳大利 亚专利578815、新加坡专利1009/91、芬兰专利81336和香港专利1077/1991。 80年代后期本发明人申报 了 "黑色陶瓷太m瓦"、"黑色陶瓷拦板式太阳能集热器"、"黑色陶瓷太阳能房顶"、"黑色瓷质太阳能集热 板成观方法"等专利，本世纪初本发明人中报了 "陶瓷太阳板"、"复合陶瓷中空太阳能集热板的制造方法"、 "一种新型太卩ll能房顶的结构和材料"、"陶瓷太阳板集热器的制造和安装方法"等专利。钒钛磁铁矿经熔炼得到含钒铁水，含钒铁水经吹炼得到钒渣，钒渣加入辅料进行焙烧，将焙烧料进行 湿法浸取提钒，提取钒后所剩余的作为废弃物的残渣即为提钒尾渣。目前我国年产出提钒尾渣约30万吨，主要产地是四川、河北、辽宁等，代表性企业是攀枝花钢铁公 司、承德第二化工厂、锦州钒业公司等。提钒尾渣富含Fe、 Cr、 Mn、 V、 Ti等第四周期元素复杂化合物， 占总重量的80%左右，是一种十分特殊的工业废弃物，其中任何一种成分的提取和利用均远不如相应天然 矿物的经济性，而他们的集合体却是一种十分稳定的陶瓷黑色着色剂，长期以来人工配制的Co系陶瓷黑 色着色剂的制造必须经过严格的配方，精细、复杂的加工才能得到呈色稳定的陶瓷黑色着色剂，通常每吨 售价20万元左右。提钒尾渣不仅是稳定的陶瓷黑色着色剂，而且其本身也是优良的黑色瓷器原料，百分 之百的提钪尾渣就可以生产理化性能优良、光热转换性能突出的钒钛黑瓷制品。钒钛黑瓷发明于1984年，1985年4月1日开始申报专利，1986年通过技术鉴定，钒钛黑瓷可以制造 中空太阳能集热板、远红外辐射元件、艺术品、建筑装饰板等，其中目前产量最大的是钒钛黑瓷建筑装饰 板，目前主耍产地是广东、上海，代表性企业是佛山市东鸿陶瓷厂，上海宏基特种陶瓷公司等。我国陶瓷 建筑装饰板(砖)产量居世界首位，年产量占世界产量50%左右，由于钒钛黑瓷装饰板使用大量提钒尾渣， 以前占ffl大呈堆场，成为提钒厂沉重负担的提钒尾渣目前售价已达160-300元/T。全国提钒尾渣产出厂因 此获得年纯收入数千万元，钒钛黑瓷装饰毛板年销售额数亿元，磨光后增值1至3倍。20世纪90年代初 以石膏模注浆成型方法试制300X300毫米钒钛黑瓷中空太阳板上万平方米，制造和使用钒钛黑瓷太阳能 热水器数百台以上，直接建造于房顶上的钒钛黑瓷太阳能热水器近千平方米，采用砖、水泥外框、菱苦土 外框、水缸储水箱和专门制造的陶瓷储水箱，目的是逐步发展成为钒钛黑瓷太阳能房顶。300X300毫米钒 钛黑瓷太阳板单板面积0.09平方米，容水量0.9kg，单层玻璃单板闷晒时水温可达IO(TC，在1986年山
东省太阳能热水器全省评比中钒钛黑瓷太阳能热水器获一等奖，钒钛黑瓷太阳能热水器加热前后的水质经 检测未发现可见的变化，使用10年以上的太阳板无退色、腐蚀、老化等迹象，但是石膏模注浆成型钒钛 黑瓷中空太阳板方法，成型效率低、成型大尺寸太阳板成品率低下，小尺寸板接头过多，安装繁琐，难以 发展成为大规模工业化生产方法，难以实现大规模推广使用。发明人近期开发的以真空挤出法试制的大尺 寸太阳板，成型效率比石膏模注浆法高出数十倍，单板尺寸可放大儿倍至十几倍，可以发展形成大规模生 产和应用。钒钛黑瓷最重要的特性是光热转换特性，钒钛黑瓷是典型的能源材料，为此发明人正在全力研究和开 发更为实用的大尺寸钒钛黑瓷太阳板和以钒钛黑瓷为表面层以普通陶瓷为基体的钒钛黑瓷复合陶瓷太阳 板，用于钒钛黑瓷太阳能房顶。全国提钒尾渣产出量可以年产实用型大尺寸钒钛黑瓷太阳板约1500万平 方米，而制造钒钛黑瓷复合陶瓷太阳板其年产量可以超过10亿平方米，光热转换过程发生于物体表面， 两者性能可以做到并无重火差别。目前一吨普通瓷质实心毛板的售价约600元，钒钛黑瓷实心毛板约700元，铸铁约3000元，钢材4500 元，铝材24000元，铜材70000元，与钢铁相比其比重相差3倍，即相同货币所购买的瓷板体积是钢铁10 倍以上，而瓷器耐蚀性寿命可以比钢铁长10倍以上，可以认为瓷质材料比任何金属更耐腐蚀，每平方米 钒钛黑瓷或复合陶瓷太阳板重量可以小于40 kg。瓷质材料价格低廉是由于原料储量大、分布广泛、运距短、加工温度可低于12ocrc、加工i:艺简单，金属材料价格昂贵是由于原料储量少、有效含量低、运距远、加工温度约160(TC、成需电解冶炼、加工工艺复杂，这些因素是难以改变的。所以普通陶瓷、钒钛黑瓷或以钒钛黑瓷为表面以普通陶瓷材料为基体适合制造太阳能集热体用于太阳能房顶，尤以后两者更适合制造 太阳能集热体用于太阳能房顶。钒钛黑瓷被阳光照射时会大量吸收阳光中的能量，阳光吸收率可达0.9,经试验，在纬度37度地区，夏日晴天i平方米钒钛黑瓷太阳板可将io kg水加热至i(xrc。钒钛黑瓷是优良的光热转换材料，是新型的 能源材料。钒钛黑瓷黑色纯正，理化性能优良，目前大量用于生产实心的表面磨光的建筑装饰板，生产成本低廉，钒钛黑瓷装饰板厚度约12毫米，不磨光的毛板售价每平方米20 30元，其销售额已达到数亿元， 钒钛黑瓷装饰板只是利用钒钛黑瓷黑色纯正、装饰效果沉稳、庄重这一特性，而其本身具有的光热转换特 性尚未得到充分的开发和利用。钒钛黑瓷强度高、抗折强度45 100MPa，比普通瓷质砖几乎高一倍，制造 成本低廉、不腐蚀、不老化、不退色、无毒、无害、无放射性，经上千度温度烧制而成，经加速老化，未 发现阳光吸收率衰减问题，可具有几乎永久的使用寿命，非常适合制造太阳能集热体，易与建筑结合，用 丁-太阳能房顶，其强度是齊通瓦片十倍左右，使用时间可与建筑同寿命。中国现有建筑面积400亿平方米，房顶面积约100亿平方米，每年新建建筑20亿平方米，房顶约5 亿平方米，建筑用能数量巨火，主耍ffl于夏季空调、冬季取暖和生活用热水，化石能源紧缺，充分利用可 再生能源是总体趋势，耍想火规模利用太阳能，必应首先使离人类最近的房顶具备经济地吸收太阳能的功 能，房顶吸收的太阳能必然首先用于人类在居室和工作场所中的主要耗能项目空调、取暖、热水，其次 是烹饪、家电、照明，已有的太阳能房顶和太阳房已经可以做到由太阳能供应居室能源的50 80%，甚至 做到全部能源自给，然而这些试验性的太阳能房顶和太阳房是建立在现有技术基础上的，建造和寿命期间 所耗费的常规能源的数量有时超过其同期所获取的太阳能，钒钛黑瓷太阳能房顶可以改变这一状况，主要 取决于两点①提出并实现低成本、大规模生产钒钛黑瓷太阳板尤其是钒钛黑瓷复合陶瓷太阳板的方法；②提出并实现能够在普通房屋上低成A建造和运行、与建筑物同寿命的钒钛黑瓷太阳能房顶的方案。近年开发的吸收式空调己可将温度大于65'C的热水的能量转换制取温度低于25'C的冷风，用于夏季 空调，冬季阳光可以将太阳能集热板内的空气加热到3CTC以上作为暖气供应建筑取暖。太阳能是不稳定的， 稀薄的能源，每平方米功率上限约1 二瓦左右，中国城市居民户均房顶面积约15平方米，农村约100平方米，目前仍在迅速发展，耍利用太阳能实现夏季空调、冬季取暖，必须提供廉价、长寿、高效、易与建 筑结合的太阳能集热体，钒钛黑瓷太阳板可以实现这一目标，但是钒钛黑瓷以提钒尾渣为主要原料，目前 钒的需求量和生产量都不人，导致提钒尾渣产出量有一定限度，所以开发以钒钛黑瓷为表面层、以常规陶 瓷为基体的复合陶瓷中空太阳能集热板，以使提钒尾渣得到更有效的利用，是非常必要的。中国年产陶瓷墙地砖约40亿平方米，其中投影面积大丁- 0. 2平方米的瓷质砖约10亿平方米，因此年产数亿平方米以上， 表面为钒钛黑瓷，基体为通常陶瓷的复合陶瓷中空太阳能集热板是可能做到的，也是非常需要和必要的。 近年来地热发电已由采用90'C热水发展到可采用7(TC左右热水，发电成本可低于常规电力成本，低温发 电技术已日趋成熟，以相对低廉成本、大量生产的陶瓷太阳板也可用于低温发电。地热发电一般需向地下 数百米、上千米深处的干热岩层注入或提取热水， 一般地热水有一定的腐蚀性，需采取防腐措施，陶瓷太 阳板可以提供比较纯净的热水，可能实现更低的发电成本。钒钛黑瓷复合陶瓷中空太阳能集热板，也称作 钒钛黑瓷复合陶瓷太阳板，简称复合陶瓷太阳板。复合陶瓷太阳板、均质陶瓷太阳板可统称为陶瓷太阳板。 通常房顶的功能是防风、雨、日晒、保温，形状大致可分为"人"字形、平面型、 一面坡型，房顶建 筑在承重部分上，承重部分一般是墙体、混凝土构件或房梁(房架)和檩条，房顶本身通常由结构层、保 温层、防水层构成。在我国一般城市建筑房顶的结构层是预制混凝土板或现浇混凝土，保温层是膨胀珍珠岩、蛭石粉或炉 渣邻轻质保温材料，防水层是各种油毡，为保持保温层的整体性和便于施工通常保温层与防水层之间还有一层水泥。一般农村或乡镇建筑房顶材料具有多样性，结构层多采用薄的大尺寸玻璃纤维水泥瓦、木板条、柳条、 芦苇等，保温层常采用鋸末与粘土、石灰等的混合物，防水层多用粘土瓦，随经济发展农村、乡镇建筑房 顶材料也在不断向城市化方向发展。目前太阳能热利用装置主要是平板太阳能热水器和真空玻璃管热水器，平板太阳能热水器主要由承重 支架、集热器和水箱构成，集热器由结构层或称作集热器外壳、保温材料、平板集热体、透明盖板组成， 平板集热体一般由金属制造，与常温水相比，IO(TC以下的热水对金属有较强的腐蚀性，为耐腐蚀延长使 用寿命一般釆用铜铝复合平板集热体，以较粗的铜管为横管、较细的铜管为竖管焊接形成水的通道，竖管 间隔约10公分，铝板占据间隔面积或整体面积与铜管经挤压等方法复合为一体，表面覆盖选择性或非选 择性太卩ll能吸收涂料，从集热器的断面看，集热器是由结构层、保温层、集热体、防水层组成的，其中防 水层是透明盖板， 一般是玻璃或透明塑料，同时起到防水、透过阳光、形成封闭构成温室效应的作用。选 择性涂料和非选择性涂料都会随时间而老化，逐步降低阳光吸收率。良仝'玻璃管热水器主耍由承重支架、真空玻璃管集热体和水箱组成，真空玻璃管集热体是一粗一细二 根同轴玻璃盲管组合而成， 一头开口， 一头封闭，粗细管之间为真空，内管表面覆盖选择性太阳能吸收涂 层，水在内管中加热，向水箱输送热水。太阳能是可再生、取之不尽、不危害环境的绿色能源，又是不稳定、稀薄、低密度的能源。房顶是最 容易被阳光照射、离人类最近、面积最大，目前综合利用率最低、最容易采集、利用阳光的场所和空间。制造、建造太阳能装置包括太阳能热水器、太阳能房顶、太阳房是为了利用太阳能从而节约常规能源， 是为了节能。其衡量标准应该是一台(座)太阳能装置在寿命期间所取得的全部能量减去制造、建造、维 护、维修这台(座)装置所消耗的全部能量之差，这个差值可称作Q值，Q是正值说明是节能的，负值是 耗能的，是得不偿失的。所取得的能量比较容易计算，所消耗的能量应包括制造材料、将材料加工成另部 件所消耗的能量及制造、维修人员和扫关人员每天生活所消耗的能源，如冶炼1吨钢材所耗常规能量折合 约700升石油，从业人员家庭耗费的煤气、电力能源等，这些能源消耗比较难以计算。 一种比较简单的办 法是以货币量进行与采用常规能源的相应装置的对比，因为货币量在很大程度上反映了能源的消耗量，也 是社会公认的是否经济的核算依据，如一台太阳能热水器只用于提供洗浴热水，购入价3000元，平均10 年后报废，IO年中维修费折合耗资500元，3000元的10年利息设为1000元，则总支出为4500元，使用 一台煤气热水器，如也只ffl于提供洗浴热水，购入价300元，平均10年后报废，10年中购置费、维修费、 煤气费和利息总计为a元，则对比值为(a-4500)元。因此任何一台(座)太阳能装置都应该使对比值为* 正值才会有长期存在价值和发展前景。通常建筑耍求50年至上百年使用寿命， 一般防水层使用寿命为3 20年，现代建筑防水层维修间隔 可以达到15年以上，S前包括结构层、保温层、防水层在内的房顶每平方米造价大致为几十元至二百元 之间。尽管太阳能利用最应该首先采用太阳能房顶，但目前太阳能房顶十分罕见，而且多数是将金属太阳能 集热器或真空玻璃太阳能集热器直接安装在已建造好的房顶上，并不是真正意义的太阳能房顶。目前太阳 能房顶没有普遍使用，我们认为根本原因是其Q值很难实现大数值的正值，有的甚至为负值，具体原因分析如下 1. 价格高——金属管板式和真空玻璃集热体每平方米售价为数百元，仅集热体价格就是普通房顶造价的 儿倍甚至十几倍。2. 寿命短——金属和真空玻璃管集热体一般采用低温太阳能涂料，阳光吸收率容易衰减，金属管板式的 铜管焊接口多，焊接口容易腐蚀，涂层性能衰减和焊口腐蚀导致金属太阳能集热器平均寿命约IO年左右， 真空玻璃管除涂层老化外，还存在真空寿命、玻璃管漏气、破碎等因素，我国水源多为硬水，Ca、 Mg离子 多，容易产生水碱，水碱絮状沉淀堵塞玻璃盲管等问题，各种原因导致真空玻璃管集热器平均寿命也在10 年左右。在10年左右时间中一般还需经过多次维修和零件更换，平均寿命10年左右是指采光面积1 2平方米的单台太阳能热水器而言，如大面积用于房顶则意味需要经常修理房顶，这点对于使用寿命50年 至100年以上的建筑物来说是难以接受的。3. 平均效率不高——①低温涂层儿年内开始老化，阳光吸收率逐步下降，整个寿命期间平均效率不高； ②铜材昂贵，管间距离大，铝板吸收太阳能后横向传递给铜管中的介质，平均传热距离30毫米左右。由 于结构限制，真空玻璃管管间空隙大，黑色吸收层只占结构面积50%左右，中午阳光强烈，但是中午阳光 直射时大量阳光从管间空隙中穿过，影响了集热效率。4. 难与建筑结合——房顶由结构层、保温层、防水层构成，太阳能集热器由结构层、保温层、集热层、 防水层(透明层)构成，所谓太阳能房顶势必要求将两者有机结合，尽可能共用两者的功能层，才能起到 既保持原有房顶的功能乂能从中取得太阳能用于建筑物的各种用能需要，并降低建造成本，如前所述，由 丁-上述两种集热体具有各种不足，当形成大面积使用时其可靠性进一步下降，难以设计出一种合理的太阳 能房顶结构，即使设计出来也会出现下述结果①房顶造价提高儿倍至十几倍；②房顶使用可靠性下降， 导致这种太阳能房顶的Q值很难成为较大的正值。冈此，在现有的金属太阳能集热体、真空玻璃管太阳能 集热体的基础上很难建造能被用户普遍接受、大量使用的太阳能房顶。陶瓷太阳能房顶的基础是陶瓷太阳板和陶瓷太阳能集热器，简化在房顶上的安装工序，将陶瓷太阳能 集热器的组装、安装实现工厂化、模块化是十分重耍的。太阳能集热体依靠表面层吸收太阳能，表面层对太阳能的吸收能力对太阳能利用的技术经济性能影响 很:人，为提高太阳能装置的效率、降低成本，各国太阳能和材料科技工作者对研究、开发太阳能吸收表面 层十分重视，由丁-以前普遍采)4J屯镀、真空镀膜、阳极氧化、涂料等方法，所以一般将太阳能吸收表面层 称作太阳能吸收涂层，基本特点是多为黑色、表面力争粗糙多孔。现已研制和使用的涂层至少数百神以上，可以按照吸收原理、构造和制造工艺进行分类。按原理、构造分类1. 半导体涂层——利用电子跃迁吸收能量，多为过渡金属氧化物，如黑铬、黑镍、氧化铜黑、四氧化三铁等。2. 光干涉涂层——利用多层膜对光的干涉原理，降低光的反射率，增加吸收率，A1A-Mox-AIA (AMA) 三层膜，A/N-A1/A1八层膜等。3. 米氏散射涂层——利用母体中细分散的金属粒子对光进行多次散射和内反射将其吸收，如Co-A1A、 A1-A1A、 Au-A1A涂层邻。4. 多孔涂层——利用粗糙表面对光起到陷阱作用，使表面不连续性尺寸与可见光谱峰值相当，在短波侧 以黑洞形式集光，长波侧以平面形式辐射光，如以化学腐蚀在铜表面形成的Cu-CuO涂层，鸨的化学蒸 镀涂层和粗糙黑铬形成蜂窝状镀层、铝阳极氧化涂层的孔隙率达22%等。按制造r.艺分类1. 屯镀涂层——如黑镍、黑铬、黑钴、黑色镍一锡合金镀层等。2. 屯化学转化涂层——如铝阳极氧化涂层、Cu0转化涂层、Mo黑化学转化涂层等。3. 真空镀膜涂层一一利用真空蒸发和磁控溅射技术制取，如pbs./Al/Al、 A1CN、 Ni-Cr，多层渐变铝氮铝A1-N/A1涂层等。4. 涂料涂层——如以Mn(i、 Fe:A、 (:r2ftt、 PbS、 Fe3Cu05等为黑色颜料，以有机硅改性丙稀酸树脂、乙丙 橡胶、氟树脂等为粘结剂的各种涂层。涂层种类很多，但普遍存在下述问题 1.在阳光长期照射下， 一般涂层的光学性能、阳光吸收率有衰减现象。可能的原因是①涂层在中、低温
中形成，有些涂层即使可以高温处理，其基体也难以承受高温。②涂层在很短时间内甚至瞬间形成。 ③涂层中包含有机化合物等，上述条件难以形成高键能的稳定矿物结构， 一般涂层所能承受的温度为 150 350°C,难以突破400'C，而 每键能矿物可以在IOOO'C左右甚至更高温度保持结构和性能的稳定。2.涂层制造工艺比较复杂或原材料价格昂贵导致涂层制造成本较高。上述问题使通常涂层价格高、有效使用寿命短，若以10年为使用寿命的话，由于性能衰减，平均阳 光吸收率不高。 (二) 发明内容本发明的目的本发明的目的是在陶瓷中空板基体上覆盖以工业废弃物或(和)金属矿物为主要原料 的黑瓷泥浆层与陶瓷中空板一起经高温烧结成为立体网状黑瓷阳光吸收层，此阳光吸收层整体黑色、不腐 蚀、不老化、不退色、无毒、无害、无放射性、生产成本低廉，阳光吸收率稳定不随时间衰减，使用寿命K。本发明是这样实现的将普通陶瓷泥料经真空练泥以多孔模具挤制成为多孔通孔板，经加工成为端头相通的中空板，用同种 泥料板封堵两头并接进出口，成为具有进出口的中空陶瓷太阳板素坯，以提钒尾渣或(和)其他富含第四 周期过渡金属元素的工业废渣或(和)富含第四周期过渡金属元素的金属矿物为原料或主要原料磨制成泥 浆，以压縮空气将泥浆喷涂在干燥的中空陶瓷太阳板素坯表面上，采用单支喷枪或多支喷枪喷涂，控制压 縮空气的压力、流量和泥浆的比例使初期与干燥的陶瓷太阳板素坯表面相接触的雾滴由于干燥素坯的快速 吸水和雾滴的表面张力形成具有一定强度、相对干燥、粘附于素坯板表面的泥粒，后续喷落的雾滴首先遇 到这些具有--定吸湿能力的突出于表而的泥粒，粘附在泥粒上，依次堆积成柱状、尖塔状、立壁状、蜂窝 状、多孔状的非均匀、不连续、被吸湿而具有一定强度的雾滴泥料堆积体，当这些立体堆积体达到一定高 度失去吸湿能力前停lh喷雾，从而在中空陶瓷太阳素坯板表面得到立体网状黑瓷的素坯层，将此具有立体 网状黑瓷素坯层的中空陶瓷素坯板经工燥后进行高温烧制，控制烧成温度和时间使立体网状黑瓷素坯层与 中空陶瓷太阳板素坯同时烧结为立体网状黑瓷层和瓷质中空陶瓷太阳板基体，高温烧结使立体网状黑瓷层 与瓷质中空陶瓷太阳板基体烧结复合为一体，或采用二次烧成的方法将两者烧结复合为一体，其烧成温度 使立体网状黑瓷泥浆雾滴堆积层成为瓷质材料，喷涂时喷枪以一定角度与中空陶瓷太阳板素坯表面作相对 运动，单枪喷涂时，单枪在素坯板表面上方作规则性移动扫描，使运动速度、泥浆喷出速度与素坯吸湿速 度相对应，确保雾滴堆积体始终具有相应的吸湿能力，使粘附在堆积体上的雾滴中的大量水分通过相对干 燥的堆积体传递至干燥的素坯中，使新粘附的雾滴迅速失去部分水分而具有一定形状和强度，不要使雾滴 聚为流动的泥浆从而使堆积物倒塌成为平面层，多枪喷涂时，中空陶瓷太阳板素坯在喷枪下方运动，使运 动速度、喷枪间隔距离与泥浆喷出速投和素坯吸湿速度相对应，以达到上述目的，调整泥浆配方和水分决 定泥浆中颗粒之间的内聚力，控制压缩空气的压力、流量和泥浆的比例决定喷出雾滴的速度和大小，雾滴 是泥浆与空气的混合物是中空的泥浆球，粘附在堆积物上时，失去部分水分而硬化成中空硬壳，部分球体破碎，形成立体网状多孔的堆积体，沐:浆的配方、内聚力、失去水分的速度决定堆积体的平均直径和高度，堆积体高度为().1 3毫米，堆积体中充满的毛细孔是干燥素坯吸收水分时造成的水分运动通道，烧成时 形成微细孔穴，烧成后堆积体的每一八立柱、尖塔、立壁、蜂窝壁上布满孔穴，孔径为O. 1 50微米，立 体网状黑瓷阳光吸收层呈黑色。所述的提钒尾渣是钒钛磁铁矿经熔炼得到含钒铁水，含钒铁水经吹炼得到钒渣，钒渣加入辅料进行焙 烧，将焙烧料进行湿法浸取提钒，提取钒后所剩余的作为废弃物的残渣即为提钒尾渣。提钒尾渣富含第四周期过渡金属元素，如(Fe20:i+Fe0) 50-70、 Ti() 5-9、 MnO 4-7、 CrO., 0.002-3、 m0.2-2 Si()22-26、 Al20:!2-4、 Cu() 0.9-2、 MgO 0.6-2、歸2-6、 K20 0.012-0.12,提机尾渣经不同 温度的高温焙烧直至经熔融过程，始终为黑色。所述富含过渡元素的工业废渣是指以第四周期过渡元素为主的Fe、 Mn、 Ti、 V、 Cr、 Ni、 Cu、 Co、 Zn、 Zr、 Nb、 Mo、 W的氧化物或化合物总量超过5%或含有大量SiC、单质硅的工业废弃物，这些废弃物或称作 废渣通常是深色和黑色的，包括铁合金工业废渣、钢铁业废渣、有色冶金业废渣、化工业废渣。铁合金工 业废渣中各种锰铁渣含MnO 5-50%、 Fe'0 0. 2-2. 5%,硅铬合金渣含Cr必,0. 1-5%、 Cr 2-10. 5%、 SiC 4-22%、 Si 7-8%，中、低、微碳铬铁渣含〔》20,2-7%、 FeO 1-3%，硅铁渣含FeO 3-7°/。、 SiC 20-29%、 Si 7-10%，钩
铁渣含MnO 20-25%、 Fe0 3-9%，钼铁渣含Fe0 13-15%,金属铬浸出渣含Cr203 2-7%、 Fe203 8-13%,金属铬 冶炼渣含Cr晶11-14%,屯解锰渣含MnSC)4约15°/。、 Fe (003约30%，硅锰渣含Mn0 8-18%、 Fe0 0.2-2%, 硅锰烟尘含Mn02 20-24%,镍铁炉渣含FeO 40%、 Cr20] 40°/。。钢铁业废渣中转炉钢渣含Fe203 1.4-11%、 FeO 7-21%、 MnOO. 9-4. 5%，平炉钢渣含Fe20:1 1.7-7.4%、 FeO 7-36%， MnO 0. 6-3. 9%,轧钢氧化铁皮含Fe203接 近100%，钒钛磁铁矿炼铁渣含1'化210-17%、 Fe20:^4%，钒钛磁铁矿炼钢渣含氧化铁11-13%、 MnO 1-1. 2%、 VA 2.3-2.9%、 Ti02 2 -2 . 9%。有色冶金业废渣中电炉铜渣含FeO 26-34%，铜鼓风炉水淬渣(俗称黑砂) 含Fe()十FeA 40-50%,湿法炼铜浸出渣含Fe 50%、 Cu 1. 13%、 Pb 1.05%、 Zn 0.2°/。、 Bi 0. 15%、 Mn 0.04%, 铅烟化炉水淬渣是将炼铅产出的鼓风炉炉渣再经烟化炉冋收铅、锌后的弃渣内含FeA 38. 6-38.7%、 Pb 0.06-0.37%、 Zii 0,8-1.3%,炼铝厂制造A1203时排出弃渣赤泥含Fe:,O:, 8-10%、 Ti02 2 . 5%，化工业废渣中 以硫铁矿制造硫酸时产出的硫铁矿烧渣含Fe203 41-49%, FeO 10-10.4%、 TiO 0.4-0.5%、 MnO 0.1-0.5%、 CuO 2-4%。金属矿物是指含有第四周期过渡元素的矿物如普通铁矿，褐红色，含FeA30-70%,铬铁矿，暗红色， 含CrA 30-54%、 FeO 12-17%,钛铁矿，黑紫色，含TiO 50-60%、 FeO 22-35%、 Fe203 7-15%、 MnO 0. 5_4%, 锰矿，黑褐色，Mn02 40-78%、 Mn:" 4-32%、 Fe 1-18%,含镍褐铁矿，褐色，含Nil. 2-1. 4%、 Co 0. 1-0. 2%、 Cr必,3%、 Fe 35-50%,钒钛磁铁矿，黑色，含V 0. 4-1. 8%、 Ti02 9-34%、 Fe20,15-50%、 FeO 9-34%、 MnO 0. 2-6%、 fcO] 0. l-O. 7')"铌铁矿，黑色，含歸5 9-68%、 TaAl-15%、 TiO 1-3%、 MnO 1-3%、 Sn0 2-5%、 FeO 12-20%, 黑钨矿、黑褐色，含WO:! 65-67°/。、 FeO 12-15°/。、 MnO 8-12°/。、 Sn 0. 17-0. 8°/。。选用这些富含过渡元素的工 业废弃物和金属矿物的目的是为陶瓷X阳板坯体或表面层提供着色的成分，使坯体或表面层呈现深色或黑 色，使其吸收更多的阳光。所述的以提钒尾渣或(和)其他H含第四周期过渡金属元素的工业废弃物或(和)富含第四周期过渡 金属元素的金属矿物为原料磨制成泥浆是指如提钒尾渣中加入0.2%的油酸为分散剂，加入3%的甲基纤 维素为粘结剂和悬浮剂，加水共同球磨48小时成为泥浆，过400目筛，筛余小于O. 1%;或为主要原料是 指如提钒尾渣50 90%，其余为普逍陶瓷原料，以传统陶瓷:l:艺，加水球磨为泥浆，其他富含第四周期 过渡金属元素的工业废弃物或金属矿物可替代上述提钒尾渣磨制所述泥浆。所述的喷涂时的压缩空气的压力是0.4 1.2MPa,当太阳板素坯水平放置时，喷枪喷雾方向与垂直面 成20 100度角，中空陶瓷太阳板素坯与立体网状黑瓷阳光吸收素坯层一起共同烧成的温度是1100 1300 'C，复合立体网状黑瓷阳光吸收层的厚度是0. 1 3毫米。所述在陶瓷太阳板上复合的立体网状黑瓷阳光吸收层及其形成方法与通常陶瓷业在陶瓷制品或陶瓷 平板、砖上的籼及施籼方法有本质的K别。釉料是氧化硅(SiO。或硼酸酐(B必i)与碱性氧化物如氧化钾、 氧化钠、氧化钙、氧化镁、氧化钡、氧化铅、氧化锌等的混合物，陶瓷制品在高温烧结时，釉料熔为液态， 具有良好的流动性，填补凸凹、排出气泡，使表面平滑、圆润，冷却过程中逐渐凝固，最后硬化为玻璃态 的硅酸盐或硼酸盐，籼层是玻璃体，与一般玻璃一样具有各向同性、没有固定熔点，表面平滑、具有光泽等玻璃通性，而立体网状黑瓷阳光吸収层与陶瓷太阳板基体一样是瓷质材料，是多晶材料，釉料中的Si02占60 75%，而提钒尾渣中Fe、 Cr、 Mn、 V 、 Ti的复杂氧化物总量接近801 —般瓷器的釉层厚度为0. l 0. 5毫米，而上述黑瓷层的厚度为0. 1 3毫米，在陶瓷素坯上施釉方法要求施釉层尽量均匀、平滑、致密、 等厚，而立体网状黑瓷阳光吸收层的喷涂方法正好与此相反，通常施釉时，喷枪喷雾方向通常与施釉面垂 直，而喷涂立体网状黑瓷l;ll光吸收层时，当太阳板素坯水平放置时，喷枪喷雾方向与垂直面成20 100度角。立体网状黑瓷阳光吸收层与传统的太阳能吸收涂层相比较，两者有一些共同之处，也有很大区别。两者共同之处在于①黑色，黑瓷为黑色，太阳能吸收涂层也多为黑色。②过渡金属氧化物，黑瓷吸收阳光原理之一是依靠火量第四周期过渡金属元素以激发电子跃迁的方式吸收太阳能，有相当部分太阳能 吸收涂层也是依靠此原理吸收太阳能。③粗糙表面，几乎所有太阳能吸收涂层都希望形成粗糙表面以形成 阳光陷阱，但受到原料、设备、工艺的限制，其粗糙程度各不相同，有的以化学方法形成微米级孔洞吸收阳光，其孔隙率达到22%左右，黑瓷层可以形成很高的粗糙度，孔隙率可达到50%以上，表面高度差可以 达到毫米级，在各个堆积体上由水分毛细管所形成孔穴可以是微米级的。④阳光吸收率， 一般工业化采用 的太阳能吸收涂料的卩ll光吸收率大多在0.88 0.93之间，经测定无粗糙表面的钒钛黑瓷太阳板的阳光吸 收率为0.9左右，立体网状黑瓷阳光吸收层构成粗糙表面和微米孔洞，其提钒尾渣比例也高于以往钒钛黑 瓷太阳板，14以具有更高的Hi光吸收察。⑤选择性吸收，阳光能量主要集中在波长O. 3 2. l微米范围内， 红外能量主要集中在2. 5 25微米范围内，太阳能吸收涂料利用各种原理增加短波吸收，减少长波辐射， 称为选择性吸收涂层，、'/:体网状黑瓷阳光吸收层利用其立体网状结构和微米孔洞可以实现短波侧以黑洞、 陷阱的形式集光，长波侧以平面的形式辐射光，从而在一定程度上实现选择性吸收。两者区别之处在亍①生产成本，太阳能吸收涂层多采用要求一定纯度的过渡金属氧化物，其生产设 备和」:艺相对比较昂贵和g杂，立体网状黑瓷阳光吸收层采W工业废物或含有大量过渡金属氧化物的金属 矿物，其制造设备和工艺比较廉价和简单，并在基体的烧成过程中一并烧成，其所占用的烧成能量很少， 导致其生产成本可能比R前^遍采用的任何一种太阳能涂料更为低廉。②使用寿命，通常太阳能吸收涂料 在中、低温中形成，或在短时间内甚至在瞬间形成，有的由有机材料组成，其形成的阳光吸收矿物的键能 较低，成矿反应不够充分、彻底，结构不够稳定，导致在长期阳光照射下产生性能随时间衰减的现象，所 能承受的温度也有一定限疫，通常太阳能吸收涂料最高承受温度为350°C，难以突破40(TC。 一般太阳能 吸收涂料的阳光吸收率在数年内开始下降，其经济寿命可能在10年左右，甚至更低。立体网状黑瓷阳光 吸收层是陶瓷材料中的瓷质材料，是经1100 130CTC高温煅烧而成，具有瓷质材料的通性，所形成的阳光 吸收黑色矿物由原于键或离于键结合，是高键能矿物，除非将其置于上千度以上高温并附其他极端条件， 否则这些矿物难以破坏和解离，在通转条件下黑瓷吸收层可以承受IOO(TC以上的温度，在强烈阳光空晒的数百度温度条件下，黑瓷结构和性能都不会发生变化，钒钛黑瓷曾经在6txrc中使用数年，事后检测未发现性能变化，"膏模注浆成观的300X300 mm小尺寸太阳板作为太阳能集热体也曾使ffl IO年以上.也未发 现性能的变化。立体网状黑瓷阳光吸改层与以往黑瓷相比，形状有所变化，材质并无变化，所以立体网状黑瓷RI光吸收层会有相当K的使用寿命。③平均阳光吸收率,通常太阳能吸收涂料,由于原料、制造工艺 等原肉，阳光吸收率会随吋间衰减，在10年左右的使用期间里其平均阳光吸收率不高，立体网状黑瓷阳 光吸收层，在IO年或更长时间里阳光吸收率不会衰减，其平均阳光吸收率较高。(四)


以卜一结合附图详细说明本发明的特点 图1表示喷枪与中空陶瓷太阳素坯板表面成一定角度喷出雾化的泥浆。图2表示单枪喷涂时，单枪在素坯板表面上方作移动扫描，逐行喷涂雾化的泥浆，逐步形成立体网状黑瓷 阳光吸收层的素坯层。图3表示复合在中空陶瓷太阳板表面的立体网状黑瓷阳光吸收层。l冬l 4表示复合在中空陶瓷太阳板表面的立体网状黑瓷阳光吸收层和吸收层与太阳板基体之间的过渡结合S。图中1——喷枪2——雾化的泥浆3-——中空陶瓷太阳板素坯4——立体网状黑瓷阳光吸收层的素坯层 5——经烧成的立体网状黑瓷阳光吸收层6——烧成时立体网状黑瓷阳光吸收层与中空陶瓷太阳板之 间形成的过渡结合层 7——微细孔穴(五) 具体实施方案 实施例1. 提钒尾渣65%，苏州土20%,焦宝ff 15% (重量百分比，下同)加水球磨24小时，泥浆含水率40%，以 压缩空气将泥漿喷涂在干燥的长X宽为1000X500毫米的中空陶瓷太阳板素坯表面上，空气压力0. 6Mpa、 喷枪与垂K面成7(T角向下喷雾，喷枪距素坯表面300毫米，单枪逐行扫描喷涂2分钟，使初期喷出的雾 滴被板面吸湿固化，后续喷在堆积体上的雾滴被已经固化的堆积体吸湿固化，最终形成所述的立体网状黑 瓷阳光吸收素坯层，将整件太阳板素坯经干燥、124(TC烧制，堆积体高度0.9毫米，成为具有立体网状黑 瓷阳光吸收层的钒钛黑瓷复合陶瓷太阳能集热板，可称作黑瓷复合陶瓷太阳板，简称陶瓷太阳板。2. 如实施例l所述的方法，采用多喷枪喷涂，共用12支喷枪，4支一排列成3排，排间距离1米，太阳 板素坯从卜方通过，速皮每分钟行进2米，此方法每小时喷涂陶瓷太阳板素坯60平方米。3. 如实施例l所述的方法，泥浆釆用提钒尾渣70%，大青土17%、钾长石10%、坊子土3%,在中空陶瓷太 阳板素坯配方中增加长石和滑石含量，烧成温度116(TC，制造陶瓷太阳板。4. 如实施例l所述的方法，喷枪与垂直面成3(TC角向下喷雾，喷涂陶瓷太阳板素坯。
5. 如实施例l所述的方法，喷枪以水平方向喷雾，雾滴沿抛物线落向水平放置的陶瓷太阳板素坯。6. 如实施例l所述的方法，空气压力10 kg/cm2 ，喷枪距素坯表面400毫米，喷涂时间4分钟，堆积体髙度为2. 1毫米。7. 如实施例l所述的方法，泥浆采用提钒尾渣96.8t甲基纤维素3%、油酸0.2%。8. 如实施例1所述的方法，泥浆采用提钒尾渣50%、紫木节土 20%、大同土 15%、钾长石7. 5%、滑石7. 5%。9. 如实施例l所述的方法，泥桨采用电解锰渣40%、硫铁矿烧渣40%、莱羌土15%、钾长石5%。10. 如实施例l所述的方法，泥浆采用黑钨矿35%、铬铁矿20%、钒钛磁铁矿15%、蒙阴土20%、滑石6%、章斤.十4%。
权利要求
1.在陶瓷太阳板上复合立体网状黑瓷阳光吸收层的方法，其特征在于将普通陶瓷泥料经真空练泥以多孔模具挤制成为多孔通孔板，经加工成为端头相通的中空板，用同种泥料板封堵两头并接进出口，成为具有进出口的中空陶瓷太阳板素坯，以提钒尾渣或(和)其他富含第四周期过渡金属元素的工业废渣或(和)富含第四周期过渡金属元素的金属矿物为原料或主要原料磨制成泥浆，以压缩空气将泥浆喷涂在干燥的中空陶瓷太阳板素坯表面上，采用单支喷枪或多支喷枪喷涂，控制压缩空气的压力、流量和泥浆的比例使初期与干燥的陶瓷太阳板素坯表面相接触的雾滴由于干燥素坯的快速吸水和雾滴的表面张力形成具有一定强度、相对干燥、粘附于素坯板表面的泥粒，后续喷落的雾滴首先遇到这些具有一定吸湿能力的突出于表面的泥粒，粘附在泥粒上，依次堆积成柱状、尖塔状、立壁状、蜂窝状、多孔状的非均匀、不连续、被吸湿而具有一定强度的雾滴泥料堆积体，当这些立体堆积体达到一定高度失去吸湿能力前停止喷雾，从而在中空陶瓷太阳素坯板表面得到立体网状黑瓷的素坯层，将此具有立体网状黑瓷素坯层的中空陶瓷素坯板经干燥后进行高温烧制，控制烧成温度和时间使立体网状黑瓷素坯层与中空陶瓷太阳板素坯同时烧结为立体网状黑瓷层和瓷质中空陶瓷太阳板基体，高温烧结使立体网状黑瓷层与瓷质中空陶瓷太阳板基体烧结复合为一体，或采用二次烧成的方法将两者烧结复合为一体，其烧成温度使立体网状黑瓷泥浆雾滴堆积层成为瓷质材料，喷涂时喷枪以一定角度与中空陶瓷太阳板素坯表面作相对运动，单枪喷涂时，单枪在素坯板表面上方作规则性移动扫描，使运动速度、泥浆喷出速度与素坯吸湿速度相对应，确保雾滴堆积体始终具有相应的吸湿能力，使粘附在堆积体上的雾滴中的大量水分通过相对干燥的堆积体传递至干燥的素坯中，使新粘附的雾滴迅速失去部分水分而具有一定形状和强度，不要使雾滴聚为流动的泥浆从而使堆积物倒塌成为平面层，多枪喷涂时，中空陶瓷太阳板素坯在喷枪下方运动，使运动速度、喷枪间隔距离与泥浆喷出速度和素坯吸湿速度相对应，以达到上述目的，调整泥浆配方和水分决定泥浆中颗粒之间的内聚力，控制压缩空气的压力、流量和泥浆的比例决定喷山雾滴的速度和大小，雾滴是泥浆与空气的混合物是中空的泥浆球，粘附在堆积物上时，失去部分水分而硬化成中空硬壳，部分球体破碎，形成立体网状多孔的堆积体，泥浆的配方、内聚力、失去水分的速度决定堆积体的平均直径和高度，堆积体高度为0.1～3毫米，堆积体中充满的毛细孔是干燥素坯吸收水分时造成的水分运动通道，烧成时形成微细孔穴，烧成后堆积体的每一个立柱、尖塔、立壁、蜂窝壁上布满孔穴，孔径为0.1～50微米，立体网状黑瓷阳光吸收层呈黑色。
2. 根据权利要求1所述在陶瓷太阳板上复合立体网状黑瓷阳光吸收层的方法，其特征在于所述的提钒尾 渣是钒钛磁铁矿经熔炼得到含钒铁水，含钒铁水经吹炼得到钒渣，钒渣加入辅料进行焙烧，将焙烧料进行 湿法浸取提钒，提取钒后所剩余的作为废弃物的残渣即为提钒尾渣。
3. 根据权利耍求1所述在陶瓷太阳板上复合立体网状黑瓷阳光吸收层的方法，其特征在于所述的富含过 渡元素的工业废渣是指以第四周期过渡元素为主的Fe、 Mn、 Ti、 V、 Cr、 Ni、 Cu、 Co、 Zn、 Zr、他、Mo、 W 的氧化物或化合物总呈超过5y。或含有大量SiC、单质硅的工业废弃物，这些废弃物或称作废渣通常是深色 和黑色的，包括铁合金工业废渣、钢铁业废渣、有色冶金业废渣、化工业废渣。铁合金工业废渣中各种锰 铁渣含MnO 5-50%、 FeO 0.2-2.5%,硅铬合金渣含CrA 0.1-5%、 Cr 2-10.5%、 SiC 4-22%、 Si 7-8%,中、 低、微碳铬铁渣含CrA2-7%、 FeO L-3%,硅铁渣含FeO 3_7%、 SiC 20-29%、 Si 7-10%,钨铁渣含MnO 20-25%、 Fe0 3-9%，钼铁渣含FeO 13-15°/。，金属铬浸出渣含Cr20:i2-7%、 FeA8-13%,金属铬冶炼渣含Cr20:i 11-14%, 电解锰渣含MnSC^约15°/。、 Fe (003约30%,硅锰渣含MnO 8-18°/。、 FeO 0.2-2%，硅锰烟尘含Mn02 20-24%, 镍铁炉渣含FeO 40%、 CrA 40%。钢铁业废渣中转炉钢渣含Fe203 1.4-11%、 FeO 7-21%、 MnO 0.9-4.5%, 平炉钢渣含FeA L 7-7. 4%、 FeO 7-3(i%, MnO 0. 6-3. 9%,轧钢氧化铁皮含FeA接近100%,钒钛磁铁矿炼 铁渣含Ti02 10-17%、 Fe必,约钱，钒钛磁铁矿炼钢渣含氧化铁11-13%、 MnO 1-1.2%、 V205 2.3-2.9%、 Tift 2-2. 9%。有色冶金业废渣中屯炉铜渣含FeO 26-34%,铜鼓风炉水淬渣(俗称黑砂)含FeO+Fe203 40-50%, 湿法炼铜浸出渣含Fe 50%、 Cu 1.13%、 Pb 1.05%、 Zn 0.2%、 Bi 0.15%、 Mn 0.04%,铅烟化炉水淬渣是将 炼铅产出的鼓风炉炉渣再经烟化炉回收铅、锌后的弃渣内含Fe2ft,38. 6-38. 7lPb 0. 06-0. 37%、Zn 0. 8-1. 3%, 炼铝厂制造Al必,时排出弃渣赤泥含Fe20:; 8-10%、 Ti02 2.5°/。，化工业废渣中以硫铁矿制造硫酸时产出的硫 铁矿烧渣含Fe20:i 41-49%, FeO 10-10. 4%、 TiO 0. 4-0. 5%、 MnO 0. 1-0. 5%、 CuO 2-4%。
4. 根据权利要求1所述在陶瓷太阳板上复合立体网状黑瓷阳光吸收层的方法，其特征在于所述的金属矿 物是指含有第四周期过渡元素的矿物，其中普通铁矿，褐红色，含Fe必,30-70%，铬铁矿，暗红色，含CrA30-54%、 Fe0 12-17%，钛铁矿，黑紫色，含Ti0 50-60%、 Fe0 22-35%、 FeA 7-15%、 Mn0 0. 5-氛锰矿， 黑褐色，Mn02 40-78%、 Mn:,O., 4-32%、 Fe 1-18%,含镍褐铁矿，褐色，含Ni 1.2-1.4%、 Co 0. 1-0. 2%、 Cr203 3%、 Fe 35-50%,钒钛磁铁矿，黑色，含V 0. 4-1. 8%、 Ti02 9-34%、 FeA 15-50%、 Fe0 9-34%、 Mn0 0. 2-6%、 CrA 0. 1-0. 7%，铌铁矿，黑色，含N1,A9-68%、 Ta2Q"-15%、 Ti0 1-3%、 Mn0 1-3%、 Sn0 2-5%、 Fe0 12-20%, 黑鸦矿、黑褐色，含W0:, 65-67%、 Fe0 12-15%、 MnO 8-12%、 Sn 0. 17-0.8%。
5. 根据权利要求1所述在陶瓷太阳板上复合立体网状黑瓷阳光吸收层的方法，其特征在于所述的泥浆中 提钒尾渣为50 90%，其余为普通陶瓷原料，加水球磨为泥浆。
6. 根据权利要求1所述在陶瓷太阳板上复合立体网状黑瓷阳光吸收层的方法，其特征在于所述的泥桨中 不包含提钒尾渣的富含第四周期过渡金属元素的工业废渣或金属矿物为50 90%，其余为普通陶瓷原料， 加水球磨为泥桨。
7. 根据权利耍求1所述在陶瓷太阳板上复合立体网状黑瓷阳光吸收层的方法，其特征在于所述的压縮空 气的压力是0.4 1.2MPa。
8. 根据权利耍求1所述在陶瓷太阳板上复合立体网状黑瓷阳光吸收层的方法，其特征在于当太阳板素坯 水平放置时，喷枪喷雾方向与垂直面成20 100度角。
9. 根据权利要求1所述在陶瓷太阳板上复合立体网状黑瓷阳光吸收层的方法，其特征在于所述的中空陶 瓷太阳板素坯与立体网状黑瓷阳光吸收素坯层一起共同烧成的温度是1100 130(TC。
10. 根据权利要求1所述在陶瓷太阳板上复合立体网状黑瓷阳光吸收层的方法，其特征在于所述的复合立 体网状黑瓷阳光吸收层的厚度是0. 1 3毫米。
全文摘要
“在陶瓷太阳板上复合立体网状黑瓷阳光吸收层的方法”是以富含第四周期过渡元素的工业废渣、金属矿物为主要原料磨成泥浆，以压缩空气将泥浆喷涂在干燥的中空陶瓷太阳板素坯表面上，采用单支喷枪或多支喷枪喷涂，控制压缩空气的压力、流量和泥浆的比例使初期与干燥的陶瓷太阳板素坯表面相接触的雾滴由于干燥素坯的快速吸水和雾滴的表面张力形成具有一定强度、相对干燥、粘附于素坯板表面的泥粒，后续喷落的雾滴首先遇到这些具有一定吸湿能力的突出于表面的泥粒，粘附在泥粒上，依次堆积成柱状、尖塔状、立壁状、蜂窝状、多孔状的非均匀、不连续、被吸湿而具有一定强度的雾滴泥料堆积体，当这些立体堆积体达到一定高度失去吸湿能力前停止喷雾，从而在中空陶瓷太阳素坯板表面得到立体网状黑瓷的素坯层，将此具有立体网状黑瓷素坯层的中空陶瓷素坯板经干燥后进行高温烧制，控制烧成温度和时间使立体网状黑瓷素坯层与中空陶瓷太阳板素坯同时烧结为立体网状黑瓷层和瓷质中空陶瓷太阳板基体，高温烧结使立体网状黑瓷层与瓷质中空陶瓷太阳板基体烧结复合为一体。与传统的太阳能吸收涂料相比，具有成本低、使用寿命长，在寿命期间平均阳光吸收率较高的优点。
文档编号F24J2/48GK101153749SQ20061006866
公开日2008年4月2日 申请日期2006年9月29日 优先权日2006年9月29日
发明者曹树梁, 王启春, 石延岭, 滨 蔡, 许建丽, 许建华 申请人:山东天虹弧板有限公司