專利名稱：耐候銀鏡及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種耐侯銀鏡及其制備方法，具體涉及--種適用于槽式太陽能熱發(fā)電
的大面積彎曲聚焦高效反射的耐侯銀鏡及其制備方法。
背景技術(shù)：
人們對于太陽能熱發(fā)電技術(shù)的認識，已經(jīng)到達了相當高的水平，其中尤其是槽式 太陽能熱發(fā)電技術(shù)，業(yè)已進入商用時代。 槽式太陽能熱發(fā)電技術(shù)，是利用太陽能(光)通過高效反射銀鏡，聚焦在中間存在 介質(zhì)水的熱管上，使介質(zhì)水在較短時間內(nèi)汽化增壓，最終由高壓蒸汽驅(qū)動汽輪發(fā)電機發(fā)電。
由此可見，決定所述槽式太陽能熱發(fā)電效率的 -個重要因素，是反射銀鏡的反射 率。目前已有銀鏡的反射率在90%以下。由于所述槽式太陽能熱發(fā)電技術(shù)裝備，是在露天 環(huán)境下工作的，它要經(jīng)受風霜雨雪,嚴寒酷暑和大氣中酸堿物的考驗，因此所述銀鏡的反射
率和使用壽命，兩者便成為所述槽式太陽能熱發(fā)電技術(shù)裝備的關(guān)鍵和人們研究的課題。
事實上，銀鏡的制備技術(shù)，早在100多年之前，人們就成功地掌握了，例如人們?nèi)?常生活中常常用來照臉的鏡子。科技工作者通過實驗，認識并掌握了銀是一種性價比優(yōu)異 的反光材料，而成功地將銀鍍布在透明基板上，例如鍍布在無機玻璃或有機玻璃上制成了 銀反射鏡。但有鑒于銀與透明基板的結(jié)合能力(或稱粘結(jié)力)較低，以致銀層很易于從基 板上脫落下來；于是人們便在所述基板上先鍍上一層中間粘結(jié)層(例如A1203粘結(jié)層)，再 在中間粘結(jié)層表面鍍上銀反射層，并在銀反射層表面鍍--匕一層保護層(例如A1^3保護層)， 諸如中國專利公開號CN1834701A那樣,取得了很好的效果,并在相機或投影機等光學產(chǎn)品 中應(yīng)用。 由于所述太陽能熱發(fā)電技術(shù)裝備所使用的銀鏡的工作環(huán)境之惡劣程度，與所述光 學產(chǎn)品的反射鏡有著天壤之別。因而研發(fā)一種反射率高，工作可靠，使用壽命長的耐侯銀 鏡，便成為發(fā)展太陽能熱發(fā)電技術(shù)的一個至關(guān)重要的迫切期待。 由于Al2()3中間粘結(jié)層或保護層，還是銀反射層的鍍層厚度， 一般在20()mri以下 (A1203鍍層為20 50nm，銀層為150 200nm)，因此，所述鍍層實際上是--種薄薄的鍍膜。
科技工作者開發(fā)了許多種制備所述鍍膜的方法，例如溶膠-凝膠法，熱分解噴射 法，化學氣相沉積法和磁控濺射法等等。溶膠 凝膠法制備的薄膜膜層均勻度很難控制，熱 分解噴射法和化學氣相沉積法制備的薄膜與基底的附著力較差，容易脫落。而磁控濺射法， 能夠獲得附著力好，厚度均勻而致密的薄膜。但這種已有的磁控濺射法一般采用的是雙靶 磁控濺射法，還不能適應(yīng)太陽能熱發(fā)電技術(shù)裝備的耐侯銀鏡多元素多層鍍膜的需求。因此， 研發(fā)一種適用于太陽能熱發(fā)電技術(shù)裝備耐侯銀鏡的制備方法，便成為發(fā)展太陽能熱發(fā)電技 術(shù)的與研發(fā)所述耐侯銀鏡同樣至關(guān)重要的迫切期待。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提供一種反射率高,工作可靠,使用壽命長的耐侯銀鏡，以滿足太陽能熱發(fā)電技術(shù)事業(yè)的需要。 本發(fā)明還旨在提供一種方法合理，鍍層粘附力強，制備成本較低，能耗相對較少的制備上述耐侯銀鏡的方法，滿足本發(fā)明所述耐侯銀鏡的生產(chǎn)需要。 本發(fā)明實現(xiàn)其所要實現(xiàn)目的的技術(shù)構(gòu)想主要有兩個方面。 一是在已有技術(shù)的Al2()3保護層表面，增加氧化硅(Si0x)保護層。充分發(fā)揮SiOx保護層的耐腐蝕性，耐潮性，耐磨性和膜層牢固等特點，有效提高本發(fā)明耐侯銀鏡的耐侯性能和使用壽命，二是采用多靶中頻反應(yīng)磁控濺射機,并提供合理先進的制備工藝參數(shù)，以有效提高鍍膜的質(zhì)量和降低制備成本。 基于上述技術(shù)構(gòu)想，本發(fā)明實現(xiàn)其第1個目的的技術(shù)方案是 —種耐侯銀鏡，包括透明基板，鍍布在透明基板一側(cè)面....匕的第一 A1203粘接層，鍍布在第一 A1203粘接層表面的Ag反射層,鍍布在Ag反射層表面的第二 A1203粘接保護層，其創(chuàng)新點在于，第二 A:l.2()3粘接保護層表面鍍布有Si()x保護層。由以上所給出的技術(shù)方案可以明了，由于SiOx保護層的存在，有效提高了本發(fā)明耐侯銀鏡工作的可靠性和使用壽命。 本發(fā)明還主張，在Si0x層表面，涂布有至少2層防水保護高分子油漆層。由于所述高分子油漆層的存在，可以更進一步提高本發(fā)明耐侯銀鏡抗腐蝕的能力，進一步提高了工作可靠性和使用壽命。 本發(fā)明還主張，所述Si0x保護層，是Si0保護層或者是Si02保護層。也就是說Si0x保護層，是硅的氧化物層。但就Si0和Si02而論，前者的穩(wěn)定性比后者要差些，本發(fā)明優(yōu)選的Si()x保護層，是Si()2保護層。 本發(fā)明還主張，當所述高分子油漆層是2層的條件下，內(nèi)層高分子油漆層是雙組分環(huán)氧快千銀鏡保護漆UE307層，外層高分子油漆層，是單組分環(huán)氧快千銀鏡保護漆UE312層；當所述高分子油漆層是3層以上時，則所述雙組分UE307層，與單組分UE312層相間布置。由于2層以上油漆層相間布置，其耐侯性能將會更好。 本發(fā)明還主張，所述透明基板是低鐵超白浮法玻璃。當然，并不排除高純度有機玻璃作為本發(fā)明耐侯鏡的透明基板。 本發(fā)明所主張的，所述第一 A1203粘接層的厚度在20 50nm范圍內(nèi)；所述Ag反射層的厚度在150 2()0nm范圍內(nèi)，所述第二 Al2()3粘接保護層的厚度在20 5()nm范圍內(nèi)；所述SiOx保護層的厚度在150 200nm范圍內(nèi)。試驗證明，所給出的鍍層厚度是合理的確切的。 本發(fā)明還主張，該銀鏡呈大面積聚焦彎曲狀。這里所給出的是適用于槽式太陽能熱發(fā)電設(shè)備的耐侯銀鏡，當然并不排除其它形狀，例如適用于塔式太陽能熱發(fā)電設(shè)備的耐侯銀鏡。 本發(fā)明實現(xiàn)其第2個目的的技術(shù)方案是 —種制備如權(quán)利要求1所述的耐侯銀鏡的方法,其創(chuàng)新點在于,采用具有鋁靶、硅耙和銀耙的多耙中頻反應(yīng)立式磁控濺射鍍膜機，依次包括如下步驟； (a)將進行預(yù)處理后的透明基板裝入所述立式磁控濺射鍍膜機的鍍膜室中，抽真空至3X10—3Pa ; (b)向鍍膜室內(nèi)通入99. 99 %的氬氣，流量200sccm，使鍍膜室內(nèi)氣壓達到3X10—Ta : (c)在氬氣氣氛中啟動純度為99.99%鋁靶；給鍍膜室通入氧氣，氧氣流量從50sccm到250sccm逐漸增大；啟動中頻直流電源給鋁耙供電，電壓800V，電流35A，在鍍膜室氣壓3 X 10—，a的條件下，濺射鍍第一 Al2()3層厚度達2(卜5()mn時，停止供氧，關(guān)閉供給鋁耙的電源； (d)繼續(xù)供氬氣，流量為200sccm，啟動銀靶中頻直流電源，電流50A，電源500V,鍍膜室的氣壓3 X 10 ，a,濺射鍍Ag厚度達150nm-200nm時，關(guān)閉供給銀靶的電源；
(e)啟動中頻直流電源向鋁耙供電，電流35A，電壓800V ;供氬、供氧，氬氣流量200sccm，氧氣流量50-250sccm逐漸增加，鍍膜室氣壓3. 5X 10—，a，濺射鍍第二 A1203層厚度達20nm-50nm時，關(guān)閉電源，停止供氧； (f)啟動中頻直流電源向硅耙供電，硅耙純度99. 999%,電壓800V,電流40A，氬氣流量2()()sccm,氧氣流量50-25()sccni逐漸增加，鍍膜室的氣壓4X 10—Va，濺射鍍Si()x層厚度達150-200nm時，關(guān)閉電源，停止供氬、供氧，即制得所述耐侯銀鏡。 本發(fā)明還主張，在f步驟鍍SiOx保護層之后，還包括在SiOx保護層表面，噴設(shè)防水保護高分子油漆層；所述油漆層的噴設(shè)，是在所述耐侯銀鏡從所述中頻反應(yīng)立式磁控濺射鍍膜機中取出后，于自然環(huán)境中進行的。 本發(fā)明還主張，所述高分子油漆層，是由雙組分環(huán)氧快干銀鏡保護漆UE307和單組分環(huán)氧快千銀鏡保護漆UE312兩種油漆，依次相間噴設(shè)的。 上述技術(shù)方案得以實施后，本發(fā)明耐侯銀鏡所具有的工作可靠,使用壽命長，適用于全天侯長期工作等特點，是顯而易見的；本發(fā)明耐侯銀鏡的制備，由于采用了多靶中頻反應(yīng)立式磁控濺射的方法，而所具有的以下特點，同樣是顯而易見的。(1)通過濺射純金屬靶，使濺射原子和活性氣體進行反應(yīng)而形成化合物膜，避免了制備高純化合物靶的繁難，并且能夠控制薄膜的化學計量比；(2)容易獲得高純度的金屬鋁靶材，且金屬鋁靶材易于加工成型和與磁控靶連接；(3)中頻雙靶互為陰陽極，濺射效果高，能有效抑制打弧及根除陽極消失現(xiàn)象，從而保證濺射沉積能夠穩(wěn)定進行；(4)金屬鋁靶材是熱的良導體，易于冷卻，避免了工作過程的不穩(wěn)定性；(5)能夠在低溫條件下沉積Al20j莫，且采用硅靶替代Si(V耙，從而降低了制備成本和能耗,提高了成膜的粘附力；(6)制品耐侯銀鏡反射率高,反射率達到》92%。


圖1是本發(fā)明耐侯銀鏡一種具體實施方式
的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式實施例之一 ，如附圖1所示 —種特別適用于槽式太陽能熱發(fā)電技術(shù)裝備的耐侯銀鏡，包括透明基板l，鍍布在透明基板1 一側(cè)面上的第一 Al2()3粘接層2,鍍布在第一 Al2()3粘接層2表面的Ag反射層3，鍍布在Ag反射層3表面的第二 A1203粘接保護層4，第二 A1203粘接保護層4表面鍍布有SiOx保護層5。在SiOx層5表面，還涂布有至少2層防水保護高分子油漆層6。所述SiOx保護層5,是Si02保護層。當所述高分子油漆層6是2層的條件下，內(nèi)層高分子油漆層64是雙組分環(huán)氧快干銀鏡保護漆UE307層，外層高分子油漆層6-2，是單組分環(huán)氧快干銀鏡保護漆UE312層。所述透明基板1是低鐵超白浮法玻璃。所述第一 A1203粘接層2的厚度在20 50醒范圍內(nèi);所述Ag反射層3的厚度在150 200nm范圍內(nèi)，所述第二 A1203粘接保護層4的厚度在20 5()nm范圍內(nèi);所述Si()2保護層5的厚度在150 2()()nm范圍內(nèi)。該銀鏡呈大面積聚焦彎曲狀。
實施方式之二， —種如實施例之一所述耐侯銀鏡的制備方法，依次按照以下步驟進行
a、對玻璃基板進行清洗、烘干后裝入具有兩對中頻雙耙和一個直流單耙的立式鍍膜機的鍍膜室中，將立式五靶鍍膜機抽真空，達3 X 10—3Pa，鋁靶純度達99. 99 % ，硅靶純度達99. 999 % ，銀耙純度為99. 99 % 。 b、向真空鍍膜室內(nèi)通入99. 99 %的氬氣，流量200sccm,使鍍膜室內(nèi)氣壓達到1. 0X10—屮a。 c、在氬氣氣氛中啟動中頻雙靶的鋁靶，通入純度為99.99%的純氧氣，流量從50sccm增加到250sccm，電壓800V，電流35A，鍍膜室氣壓為3. 5 X 10—Va，啟靶濺射，濺射第一 A1203層厚度達20nm-50mn后，終止供氧，中頻電源關(guān)閉。 d、啟動銀靶直流電源，電壓50()V，電流5()A，繼續(xù)供氬氣，流量2()()sccra，氣壓達3. 5X 10—'Pa，濺射鍍銀，Ag層厚度達120nm-200nm時，關(guān)閉直流電源。 e、啟動中頻電源向鋁靶供電，電壓800V，電流35A，氬氣流量200sccm，通入氧氣，流量由50sccm逐漸增加到250sccm，氣壓3. 5X 10 ,a，濺射鍍第二 A1203層，厚度達2()nni-5()nm時，關(guān)閉電源，停止供氧，停止供氬氣。 f、啟動中頻電源，向硅耙供電，電流40A,電壓800V,氬氣流量200sccm，氧氣流量由50sccm逐漸增至250sccm，鍍膜室氣壓為4. 0 X 10—Va，鍍Si02層厚度達150nm-200nm時，關(guān)閉電源，停止供氬氣,停止供氧氣。 g、將經(jīng)過f步驟鍍Si()2膜層的制品，從所述鍍膜機的鍍膜室內(nèi)取出，對Si()2鍍層表面,先后噴上雙組分環(huán)氧快干銀鏡保護漆UE312層和單組分環(huán)氣快干銀鏡保護漆UE312層，且每一層所述油漆層都進行烘千處理，其烘千溫度為150t:，烘千時間為5min。即制成本發(fā)明耐侯銀鏡。 本發(fā)明所制備的耐侯銀鏡，經(jīng)測試其反射率達到》92% ;模擬大氣條件下例行試驗結(jié)果顯示，其使命壽命達到》1000天。取得了非常明顯的效果。
本發(fā)明耐侯銀鏡的使用范圍，不受本說明書描述的限制。
權(quán)利要求
一種耐侯銀鏡，包括透明基板(1)，鍍布在透明基板(1)一側(cè)面上的第一Al2O3粘接層(2)，鍍布在第一Al2O3粘接層(2)表面的Ag反射層(3)，鍍布在Ag反射層(3)表面的第二Al2O3粘接保護層(4)，其特征在于，第二Al2O3粘接保護層(4)表面鍍布有SiOx保護層(5)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的耐侯銀鏡，其特征在于，在Si()x層(5)表面，還涂布有至少2 層防水保護高分子油漆層(6)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的耐侯銀鏡，其特征在于，所述SiOx保護層(5)，是Si0保護層 或者是SiC^保護層。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的耐侯銀鏡，其特征在于，當所述高分子油漆層(6)是2層的條 件下，內(nèi)層高分子油漆層(6-1)是雙組分環(huán)氧快干銀鏡保護漆UE307 >層，外層高分子油漆層 (6-2)，是單組分環(huán)氧快千銀鏡保護漆UE312層；當所述高分子油漆層(6)是3層以上時，則 所述雙組分UE307層(6-1),與單組分UE312層(6-2)相間布置。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的耐侯銀鏡，其特征在于，所述透明基板(1)是低鐵超白浮法玻璃。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐侯銀鏡，其特征在于，所述第一A1203粘接層(2)的厚度在 20 50醒范圍內(nèi);所述Ag反射層(3)的厚度在150 200nm范圍內(nèi)，所述第二 A1203粘接 保護層(4)的厚度在20 5()醒范圍內(nèi);所述Si()x保護層(5)的厚度在150 2()()nra范圍 內(nèi)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1至6之一所述的耐侯銀鏡，其特征在于，該銀鏡呈大面積聚焦彎曲狀。
8. —種制備如權(quán)利要求1所述的耐侯銀鏡的方法，其特征在于，采用具有鋁靶、硅靶和 銀靶的多靶中頻反應(yīng)立式磁控濺射鍍膜機，依次包括如下步驟；(a) 將進行預(yù)處理后的透明基板裝入所述立式磁控濺射鍍膜機的鍍膜室中，抽真空至 3X10 3Pa ;(b) 向鍍膜室內(nèi)通入99. 99%的氬氣，流量2()()sccni，使鍍膜室內(nèi)氣壓達到3X 10-卞a ;(c) 在氬氣氣氛中啟動純度為99. 99%鋁靶；給鍍膜室通入氧氣，氧氣流量從50sccm 到250sccm逐漸增大；啟動中頻直流電源給鋁耙供電，電壓800V，電流35A，在鍍膜室氣壓 3 X 10，a的條件下,濺射鍍第一 A1203層厚度達20-50nm時,停止供氧,關(guān)閉供給鋁靶的電 源；(d) 繼續(xù)供氬氣，流量為200sccm，啟動銀耙中頻直流電源，電流50A，電源500V，鍍膜室 的氣壓3 X 10—Va，濺射鍍Ag厚度達150nm-200nm時，關(guān)閉供給銀耙的電源；(e) 啟動中頻直流電源向鋁耙供電，電流35A,電壓800V;供氬、供氧，氬氣流量 2()()sccm，氧氣流量50-25()sccra逐漸增加，鍍膜室氣壓3. 5 X 10—Va，濺射鍍第二 Al2()3層厚 度達20nm-50nm時，關(guān)閉電源，停止供氧；(f) 啟動中頻直流電源向硅靶供電，硅靶純度99. 999%,電壓800V，電流40A，氬氣流量 200sccm,氧氣流量50-250sccm逐漸增加，鍍膜室的氣壓4X 10 ,a，濺射鍍SiOx層厚度達 150-2()()nm時,關(guān)閉電源，停止供氬、供氧，即制得所述耐侯銀鏡。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的耐侯銀鏡的制備方法，其特征在于，在f步驟鍍SiOx保護層 之后，還包括在SiO,保護層表面，噴設(shè)防水保護高分子油漆層；所述油漆層(6)的噴設(shè)，是在所述耐侯銀鏡從中頻反應(yīng)立式磁控濺射鍍膜機中取出后，于自然環(huán)境中進行的。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的耐侯銀鏡的制備方法，其特征在于，所述高分子油漆層(6)， 是由雙組分環(huán)氧快干銀鏡保護漆UE307和單組分環(huán)氧快干銀鏡保護漆UE312兩種油漆,依 次相間噴設(shè)的。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種特別適用槽式太陽能熱發(fā)電的耐候銀鏡及其制備方法，其所述銀鏡依次由透明基板、第一Al2O3粘接層、Ag反射層，第二Al2O3粘接保護層和SiOx保護層組成，其制備方法是，采用多靶中頻反應(yīng)立式磁控濺射機，分別依次通過鍍第一Al2O3粘接層、鍍Ag反射層，鍍第二Al2O3粘接保護層，鍍SiOx保護層，而制成本發(fā)明耐候銀鏡。本發(fā)明具有制成品耐候銀鏡反射率高，工作可靠，使用壽命長等特點。本發(fā)明制備方法具有方法先進合理，制備成本低、能耗少，制成品質(zhì)量好等特點。
文檔編號G02B1/10GK101776778SQ20101011804
公開日2010年7月14日 申請日期2010年2月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月23日
發(fā)明者俞科, 郭廷瑋 申請人:常州龍騰太陽能熱電設(shè)備有限公司