[发明专利]电镀黑铬太阳能集热板的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种太阳能集热板的制备方法，具体涉及一种电镀黑铬太阳能集热板的制备方法。

背景技术

太阳能是一种取之不尽用之不竭的清洁能源，然而由于其到达地球后能量密度小，给大规模的开发利用带来困难，这就决定了太阳能直接用于日常生活和工业生产前，必须提高太阳能的能量密度。在太阳能利用方面，太阳能集热器是太阳能转换系统的核心部分，高效率的太阳能集热器必须考虑使热幅射损失减少到最低，即对太阳幅射能量的吸收率很高，而自身红外辐射率很低，能够把低品位的太阳能转换成高品位的热能。实践证明，各种光谱选择性涂层是实现上述目标的有效措施。

从上世纪五十年代太阳能选择性吸收涂层的设想提出至今，科研人员对此进行了大量的研究，涂层类型和制备方法已经多种多样。目前，根据吸收原理和涂层结构的不同，选择性吸收涂层主要有体吸收型涂层、干涉型吸收涂层、金属-电介质复合涂层、表面结构型吸收涂层等，制备方法主要有涂料法、电镀法、电化学法、CVD法和真空镀膜法等。在太阳能选择性吸收涂层制备中，黑镍由于有良好的光吸收性和稳定性而作为吸收剂被广泛应用，如太阳能学报，2001，22：443-447就报道了一种黑镍涂层的制备方法，并对其光学性能进行了研究，结果表明，该涂层具有良好的太阳能吸收效果。但黑镍镀层的缺点是容易脆碎，而且耐蚀性差，不能承受恶劣环境和户外长期使用。

目前市场上的太阳能集热板为先镀膜再焊接，这种方法将损伤其表面的吸热膜层，从而影响表面的热吸收率。

研究表明，在各种黑色镀层中，黑铬的光学性质是最好的，而且有耐热、耐腐蚀、耐气候变化的特点。通常黑铬镀层是通过电镀方式在极板上沉积出来，另一方面，由于电镀黑铬应用的电流密度较高，现有的工艺和设备均只能在小尺寸的极板(＜0.5m2)上进行电镀处理，才能保证镀层的均匀和产品质量的稳定。

发明内容

本发明提供的电镀黑铬太阳能集热板的制备方法，解决了在大面积铜、铝板表面上电镀黑铬的工艺难题，其先焊接后镀膜的工艺方法对表面吸热膜层无损伤，大大提高了吸热面积和防腐性能，从而提高太阳能极热板的热效率。

本发明的另一贡献是找到了一种用于电镀黑铬太阳能集热板电解液配方。

为解决上述问题，本发明提供的电镀黑铬太阳能集热板的制备方法，在1～6平方米的铜板或铝板焊接在铜架或铜管上的集热器板芯上，通过电镀黑铬工艺，电镀出黑铬膜层经过后处理得到太阳能集热板。

主要步骤为：上挂→前处理(除油)→清洗→酸蚀→清洗→一次沉锌→退锌→二次沉锌→清洗→活化→哑镍→清洗→镀黑铬→清洗→卸挂→烘干→后处理→包装。

具体步骤如下：

(1)集热器板芯的镀前处理：在铜板或铝板的背面焊接与铜板或铝板等长、直径为1～3cm的铜管，其中铜管间距为10～20cm；对铜板或铝板集热器板芯进行除油和清洗；

(2)酸蚀：将已除油好的铜板或铝板集热器板芯浸泡在酸蚀槽中1～3分钟后，清洗3～4遍，铜板集热器板芯直接进入第(4)步电镀哑镍，铝板集热器板芯进入第(3)步沉锌；

(3)沉锌：将酸蚀好的铝板集热器板芯浸泡在沉锌槽中30～90秒后，清洗3～4遍；

(4)电镀哑镍：将铜板或铝板集热器板芯与电源负极相连浸泡在电解液中进行电镀；

(5)电镀黑铬：将铜板或铝板集热器板芯与电源负极相连，板芯背面铜管全部通电形成阴极分布，浸泡在电解液中进行大面积的电镀；

(6)后处理：将镀有黑铬的铜板或铝板集热器板芯保温烘干，加膜后得到太阳能极热板。

作为本发明的一种优选方案，除油是将铜、铝板集热器板芯浸泡在碱性溶液中2～8分钟，清洗是分别用热水和冷水将已除油的铜、铝板集热器板芯清洗2～3遍。

作为本发明的一种优选方案，所述电镀哑镍步骤中，电镀工艺为，温度：45～65℃，PH值：4.2～5.5之间，电镀密度：3～8安/平方分米，时间：3～6分钟，铜板或铝板背面铜管全部通电形成阴极分布，将铜板或铝板集热器板芯浸泡在电解液中进行大面积电镀，将电镀好的板芯清洗3～4遍。

作为本发明的一种优选方案，所述电镀黑铬步骤中，电镀工艺为，温度：18～30℃，PH值：0.5以下，电镀密度：30～80安/平方分米，时间：3～6分钟，将镀好的板芯洗净烘干。

作为本发明的一种优选方案，所述铜板或铝板集热器板芯的镀前处理步骤中的除油液的组成和重量份数如下：

NaOH        50～150份

OP乳化剂    3～6份

H₂O         1000份。