專利名稱：鋁-氮-碳選擇性吸收膜制備吸收膜的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種太陽能選擇性吸收膜及濺射法沉積鍍膜方法，特別是用磁控反應濺射鋁靶制備太陽能選擇性吸收膜方法。
太陽能的利用取決于被照射的物體表面的特性，現有的太陽能真空集熱器的真空管的性能直接與真空管內吸收膜的光學特性有關，它要求膜層具有對太陽光譜范圍的吸收率要高，而對紅外發(fā)射率要低，這樣才能很好地利用太陽能。
現有的真空集熱管由兩根同心的玻璃管，其內管表面鍍有一層太陽能選擇性吸收膜，兩管之間抽空封接而成。專利US4339484太陽集熱器是將玻璃管放在濺射雙靶(銅及不銹鋼靶)鍍膜機中，在氬氣氛下濺射沉積銅膜后，再在氬及乙炔氣氛下濺射沉積一層金屬碳化物吸收膜。專利CN85100142濺射太陽能選擇性吸收涂層，采用鋁靶在玻璃外表面濺射沉積一層Al-N吸收膜。
本發(fā)明的目的提出一種Al-N-C選擇性吸收膜和用磁控反應濺射鋁靶制膜的方法。本Al-N-C吸收膜，由一層金屬鋁薄膜和一層鋁氮碳膜組成的金屬陶瓷型選擇性吸收膜。吸收膜的特征在于鋁元素由膜層底部到膜層表面逐漸減少，而氮及碳元素由膜層底部到膜層表面逐漸增多，形成一種復合層吸收膜。
本選擇性吸收膜主要用于玻璃真空集熱器的內玻璃管表面。一種制備吸收膜的方法，特別是在玻璃管表面制膜的方法如下將清洗烘干的玻璃管裝入鍍膜機內，抽空到0.2～1×10-2Pa后，通入氬氣，由質量流量計控制在20～100cm3/s，直流負壓為200V到600V，時間20～60分鐘，鋁靶通過直流電濺射鋁原子沉積在玻璃管外表面一層厚度為0.1×10-6～0.5×10-6m的鋁膜，然后再入氮氣10～80cm3/s氣體，濺射沉積一層Al-N-C漸變的吸收膜，膜厚為0.2×10-6～2×10-6m。在鍍膜中改變氬、氮及乙炔氣體的流量，使吸收膜鋁元素由膜層低部到膜層表面逐漸減少，而氮及碳元素由膜層底部到膜層表面逐漸增多，形成一種復合層吸收膜，是一種多層的金屬陶瓷型Al-N-C介質吸收膜，其總厚度在0.3×10-6～2×10-6m范圍，它具有與基體結合力好，耐磨性好及具有良好的光學性能，其吸收率α＝0.9～0.95，紅外發(fā)射率＝0.06～0.08，采用本發(fā)明的鍍膜方法在雙玻璃管鍍膜組裝的真空集熱器，其熱性能良好。
實施例1將清洗烘干的玻璃管裝入鍍膜機內，抽空到0.5×10-2Pa，通入氬氣30cm3/s，加直流負壓為350V，濺射沉積在玻璃管外表面一層厚為0.2×10-6m鋁膜，再通入氮氣10～40cm3/s及乙炔5～30cm3/s氣體，在鋁膜上濺射一層Al-N-C膜層，厚度為0.2×10-6～0.3×10-6m。這種吸收膜α＝0.9，紅外發(fā)射率為0.06。
實施例2將清洗烘干的玻璃管裝入鍍膜機內，抽空到1×10-2Pa，通入氬氣40cm3/s，加直流負壓為400V，濺射在玻璃管外表面一層鋁膜，厚度為0.15×10-6m，再通入氮氣25～60cm3/s及乙炔20～30cm3/s氣體，濺射沉積在鋁膜上一層Al-N-C吸收膜，膜厚為1×10-6m左右。本吸收膜的光學性能α＝0.95，ε＝0.08。
實施例3將清洗烘干的玻璃管裝入鍍膜機內，抽空到0.4×10-2Pa，通入氬氣60cm3/s，加直流負壓為450V，濺射在玻璃管外表面一層鋁膜，厚度為0.1×10-6m，再通入氮氣15～30cm3/s及乙炔30～40cm3/s氣體后，濺射在鋁膜上一層厚為0.6×10-6的Al-N-C膜。本吸收膜光學特性α＝0.92，ε＝0.07。
權利要求
1.一種選擇性吸收膜，其特征在于是Al-N-C吸收膜，由一層金屬鋁薄膜和一層鋁氮碳膜組成的金屬陶瓷型選擇性吸收膜。
2.根據權利要求1所述的選擇性吸收膜，其特征在于吸收膜中鋁元素由膜層底部到膜層表面逐漸減少，而氮及碳元素由膜層底部到膜層表面逐漸增多，形成一種復合層吸收膜。
3.根據權利要求1所述的選擇性吸收膜，其特征在于膜厚為0.3×10-6～2×10-6m。
4.一種制備吸收膜的方法，特別是在玻璃表面制膜的方法，其步驟如下將清洗烘干的玻璃管裝入鍍膜機內，抽空到0.2～1×10-2Pa后，通入氬氣，由質量流量計控制在20～100cm3/s，直流負壓為200V到600V，時間20～60分鐘，鋁靶通過直流電濺射鋁原子沉積在玻璃管外表面一層厚度為0.1×10-6～0.5×10-6m的鋁膜，然后再入氮氣10～80cm3/s氣體，濺射沉積一層Al-N-C漸變的吸收膜，膜厚為0.2×10-6～2×10-6m。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種太陽能選擇性吸收膜和制備太陽能選擇性吸收膜的方法。本發(fā)明的Al-N-C吸收膜由一金屬鋁薄膜和一層鋁氮碳膜組成的金屬陶瓷型選擇性吸收膜，其光學性能α＝0.90-0.95，ε＝0.06-0.08。制備吸收膜是用磁控反應濺射鋁靶制膜的方法。將清洗烘干的玻璃管放入鍍膜機內，抽空，在氬氣氛下濺射沉積一層金屬鋁，然后在氮及乙炔氣氛下再濺射一層Al-N-C，形成一種復合層吸收膜。本發(fā)明的選擇性吸收膜主要用于玻璃真空集熱管的內管表面覆涂的太陽能吸收膜。
文檔編號C23C14/18GK1116252SQ9410747
公開日1996年2月7日 申請日期1994年7月25日 優(yōu)先權日1994年7月25日
發(fā)明者李先航 申請人:李先航