[发明专利]全玻璃太阳能真空集热管及其制备方法

权利要求书

1.一种全玻璃太阳能真空集热管，其特征在于：该集热管包括罩管、内管和支架组件，内管设在罩管内，内管的外端和罩管固定连接；内管的内端通过支架组件固定在罩管内；在内管的外表面上设有抗氧化选择性吸收涂层，该涂层由基材向外依次由扩散结合层、红外反射层、扩散阻挡层、吸收层、绒面织构层和减反层叠合而成，所述的扩散结合层、扩散阻挡层、绒面织构层选自Fe、FeM合金、Ti、TiM合金 、Cr、CrM合金、Ni、NiM合金、Al、AlM合金、Sn、SnM合金中的一种或多种，或者选自前述金属或合金的氧化物、氮化物或者碳化物，M选自Al、Fe、Ni、Cr、Sn、Si、Mg、Mn、Pb、Mo中的一种或多种；所述的吸收层由铁铬合金FeCrM与氧气反应形成；所述的减反层选自AlMO、AlMN、SiMO₂中的一种。

2.根据权利要求1所述的全玻璃太阳能真空集热管，其特征在于：支架组件包括不锈钢管卡，不锈钢管卡上连接有吸气剂支架，吸气剂支架上设有非蒸散型吸气剂。

3.根据权利要求1所述的全玻璃太阳能真空集热管，其特征在于：扩散结合层、扩散阻挡层、绒面织构层的厚度分别为2-5nm。

4.根据权利要求1所述的全玻璃太阳能真空集热管，其特征在于：所述的金属氧化物为CrOx、SnO₂、FeOx，Al₂O₃，其中0＜X≤3的任意数值。

5.根据权利要求1所述的全玻璃太阳能真空集热管，其特征在于：所述的铁铬合金FeCrM为奥氏体不锈钢。

6.根据权利要求5所述的全玻璃太阳能真空集热管，其特征在于：所述的奥氏体不锈钢为0Cr18Ni9或00Cr17Ni14Mo2。

7.根据权利要求1所述的全玻璃太阳能真空集热管，其特征在于：所述吸收层由2-4个子层组成，从内向外的每个子层中的金属质量含量依次递增。

8.一种如权利要求1-7所述的全玻璃太阳能真空集热管的制备方法，其特征在于，其步骤如下：

（1）罩管制备：罩玻璃管按要求将一端炸口精切，另一端拉尾形成排气尾管；

（2）内管制备：内管经圆底后，清洗、烘干后备用；

（3）内管镀抗氧化选择性吸收涂层，镀膜的步骤如下：

a、内管放入镀膜机中，镀膜机抽真空至1×10^-3-9×10^-3Pa；

b、扩散结合层的形成：向镀膜机中通入氩气，使镀膜机的真空度为0.3-0.5Pa，然后开启扩散结合层金属或金属合金靶，在基材上沉积薄层金属或金属合金，在80℃-280℃温度下向镀膜机通入氧气、氮气或碳氢气体，使该薄层金属原位反应生成金属或金属合金的氧化物、氮化物或碳化物形成厚度为2-5nm的扩散结合层，后关闭扩散结合层金属或金属合金靶；

c、红外反射层的形成：打开红外反射层金属或其合金靶，在氩气气氛下，在扩散结合层上沉积一层形成厚度为50-200nm的红外反射层，后关闭红外反射层金属或其合金靶，；

d、扩散阻挡层的形成：扩散阻挡层为金属或金属合金时，其形成方法为：打开扩散阻挡层金属或其合金靶，在氩气气氛下，在红外反射层上沉积一层薄层金属或金属合金形成厚度为2-5nm的扩散阻挡层；扩散阻挡层为金属或金属合金的氧化物、氮化物或碳化物时，其形成方法为：按前述方法在基材上沉积薄层金属或金属合金后，关闭扩散阻挡层金属或其合金靶，在80℃-280℃温度下向镀膜机通入氧气、氮气或碳氢气体，使该薄层金属原位反应生成金属或金属合金的氧化物、氮化物或碳化物，形成厚度为2-5nm的扩散阻挡层；

e、吸收层的形成：打开吸收层铁铬合金FeCrM靶，向镀膜机中通入氧气，调节氧气流量，形成2-4层FeCrM-O金属子层，后关闭吸收层铁铬合金FeCrM靶；

f、绒面织构层的形成：当绒面织构层为金属或金属合金时，其形成方法为：打开绒面结构层金属或其合金靶，在氩气气氛下，在吸收层表面沉积形成厚度为2-10nm的薄层金属，启动偏压，在薄层金属表面进行刻蚀2-8min，形成凹凸不平的陷光金属或其合金的绒面织构层；当绒面织构层为金属或金属合金的氧化物、氮化物或碳化物时，其形成方法为：按前述方法在基材上形成凹凸不平的陷光金属或其合金的绒面织构层后，关闭绒面结构层金属或其合金靶，在80℃-280℃温度下向镀膜机通入氧气、氮气或碳氢气体，使该薄层金属原位反应生成金属或金属合金的氧化物、氮化物或碳化物形成绒面织构层；

g、减反层的形成：镀膜机抽真空至5×10^-3 Pa，通入氩气，使真空度为0.3-0.5Pa，启动减反层Al或AlM合金或Si靶，通入氧气和/或氮气，在绒面织构层表面沉积形成50-200nm的减反层，在80-280℃真空中保温10-20min，即得;

（4）不锈钢管卡除气：将不锈钢管卡置于真空热处理炉中，在500-1000℃温度下进行真空除气处理，除气后，将不锈钢管卡与吸气剂支架点焊构成支架组件；

（5）将罩管、内管和支架组件装配在一起，用封口机将罩管和内管的外端部连接形成毛坯集热管；

（6）将毛坯集热管进行排气，排气过程中使用预抽泵抽至0.8-1.2Pa，接着升温到280℃-320℃后保温2-10min，再启动高真空机组抽真空，随后继续升温至450℃-500℃后保温20min-40min，同时激活非蒸散型吸气剂；排气完成后割去罩管上的排气尾管，即得真空集热管。