專利名稱：一種磁控濺射鍍吸收膜工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種磁控濺射鍍吸收膜工藝，尤其適用于太陽能真空集熱管的吸收膜制備。
現(xiàn)有適用于太陽能真空集熱管吸收膜的制備工藝，是在磁控濺射鍍膜過程中，采用單靶金屬鋁，先后輸入氬及反應(yīng)氣體純氮，與濺射出來的鋁原子進行反應(yīng)，生成Al-N沉積在被鍍工件表面成吸收膜，CN85100014.2專利公開了這一技術(shù)。CN90105230專利所用的反應(yīng)氣體是純氮和純氧，在工件上生成Al-N-O吸收膜。有的現(xiàn)有技術(shù)采用單靶金屬鈦，以提高吸收膜的耐溫?，F(xiàn)有技術(shù)的不足之處是需使用純度很高的氮或氧，來源不易，成本高。
本發(fā)明的目的旨在克服現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供的一種磁控濺射鍍吸收膜工藝。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的反應(yīng)氣體采用干燥空氣或氮、氧及乙炔。其工藝是在磁控濺射鍍膜機中，使用單靶金屬鋁(或鈦)，裝入經(jīng)清洗干燥處理的工件，鍍膜室抽真空達壓強為10-2Pa以下，輸入氬氣，靶加入直流負(fù)電壓，起靶對工件表面鍍一層金屬鋁(或鈦)膜后，由流量計控制輸入干燥空氣(或不同流量的氮、氧及乙炔)，工件在鍍膜過程中繞靶公轉(zhuǎn)及自轉(zhuǎn)，在工件表面生成一種Alx(Tix)NyOzCw吸收膜。其中x+y+z+w＝l，x、y、z、w都在0-1之間變化。
本發(fā)明的工藝中，加到靶上的直流電壓為負(fù)200-600伏；氬的輸入速率為每分鐘20-160毫升；金屬膜的膜厚為0.05-0.3微米，反應(yīng)氣體的輸入速率為每分鐘10-120毫升，輸入空氣的相對濕度為20-60％；吸收膜的膜厚0.1-0.7微米。金屬膜和吸收膜組成的選擇性吸收膜膜厚為0.2-1微米，吸收率0.8-0.95，熱發(fā)發(fā)射率0.05-0.16。工件的材料可用玻璃、金屬鋁、銅及其合金、不銹鋼等。
生成的吸收膜膜層中，鋁(或鈦)原子由膜層底部到表面逐漸減少，而氧、氮及碳原子由膜層底部到表面逐漸增多，形成一種折射率不斷變化的多組元的金屬陶瓷型吸收膜，由該吸收膜和金屬膜組成選擇性吸收膜。由于氧及碳原子與金屬原子生成化合物，因此該選擇性吸收膜具有抗氧化性能強、膜層抗磨性能好的優(yōu)點。不但可以鍍在玻璃真空集熱管的內(nèi)管外表面，且可鍍在單玻璃真空集熱管內(nèi)的金屬吸熱體表面。采用本發(fā)明技術(shù)方案的更大優(yōu)點是作為反應(yīng)氣體的干燥空氣(或氮、氧及乙炔)的來源容易，成本低。
下面結(jié)合實施例對本發(fā)明的工藝作進一步的陳述。
實施例1采用JT-800型磁控濺射鍍膜機，單靶金屬鋁，把清洗干燥后的玻璃管裝入工件架上，鍍膜室抽真空，使壓強達10-2Pa左右，以每分鐘20毫升的速率輸入氬氣后，工件架開始公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)，加入負(fù)500伏靶壓；濺射沉積20分鐘左右后，以每分鐘10毫升的速率輸入相對濕度為30％的空氣，濺射沉積到玻璃管表面變黑色，關(guān)掉靶壓電源及氬氣、干燥空氣，然后經(jīng)充氣后取出工件，得選擇性吸收膜的吸收率0.80，熱發(fā)射率0.05。
實施例2采用JT-800型磁控濺射鍍膜機，單靶金屬鈦，把經(jīng)清洗干燥后的金屬鋁片裝入工件架，鍍膜室抽真空，使壓強10-2Pa左右，以每分鐘100毫升的速率輸入氬氣，工件架轉(zhuǎn)動，加入負(fù)400伏靶壓；濺射沉積15分鐘后，以每分鐘60-80毫升的速率輸入氮、氧及乙炔；濺射沉積到工件表面呈紫黑色，關(guān)掉靶壓電源及各氣門，然后充氣，開爐門取出工件，得選擇性吸收膜的吸收率0.92，熱發(fā)射率0.10。
實施例3采用JT-800型磁控濺射鍍膜機，單靶金屬鋁，把經(jīng)清洗干燥后的銅片裝入工件架，鍍膜室抽真空使壓強10-2Pa左右，以每分鐘100毫升速率輸入氬氣，工件架不轉(zhuǎn)動，加入負(fù)320伏靶壓；濺射沉積10分鐘后，以每分鐘80-100毫升的速率輸入相對濕度為20％的空氣；濺射沉積30分鐘，關(guān)掉靶壓電源及氣門，然后充氣，開爐門取出工件，得選擇性吸收膜的吸收率0.94，熱發(fā)射率0.15。
權(quán)利要求
1.一種磁控濺射鍍吸收膜工藝，包括采用單靶金屬鋁(或鈦)，裝入工件，抽真空，輸入氬氣，靶加負(fù)壓，工件轉(zhuǎn)動，然后輸入反應(yīng)氣體，其特征在于所說的反應(yīng)氣體是干燥空氣或氮、氧及乙炔。
2.按權(quán)利要求1所述的鍍吸收膜工藝，其特征在于輸入空氣的相對濕度是20-60％。
3.按權(quán)利要求1所述的鍍吸收膜工藝，其特征在于干燥空氣或氮、氧、乙炔的輸入速率是每分鐘10-120毫升。
4.按權(quán)利要求1所述的鍍吸收膜工藝，其特征在于加入靶的電壓為負(fù)200-600伏。
5.按權(quán)利要求1所述的鍍吸收膜工藝，其特征在于氬氣的輸入速率為每分鐘20-160毫升。
6.按權(quán)利要求1所述的鍍吸收膜工藝，其特征在于工件的材料是玻璃或金屬鋁、銅及其合金、不銹鋼。
全文摘要
一種磁控濺射鍍吸收膜工藝,尤其適用于太陽能真空集熱管的吸收膜制備,其特點是反應(yīng)氣體采用干燥空氣或氮、氧及乙炔。采用本發(fā)明的技術(shù)方案,反應(yīng)氣體來源容易,成本低;組成的選擇性吸收膜抗氧化性能和耐磨性能好。
文檔編號C23C14/06GK1174897SQ9610951
公開日1998年3月4日 申請日期1996年8月22日 優(yōu)先權(quán)日1996年8月22日
發(fā)明者張入通 申請人:張入通