專利名稱:反射屏蔽，其制作法及其在隔墊裝置中的應(yīng)用的制作方法
本發(fā)明是關(guān)于在一定溫度下，能較長時間保持有效使用而不損壞的輻射的反射屏蔽，特別是至少900度溫度下可使用的反射屏蔽，其制作法及其在隔熱裝置中的應(yīng)用。
人們通常在隔熱裝置或在集熱裝置中使用反射屏蔽。在隔熱裝置中，反射屏蔽是用于阻止紅外線輻射傳熱，一般和能阻止對流傳熱的絕緣材料結(jié)合使用。目前人們已知一些輕質(zhì)而又結(jié)實的絕緣裝置，它們是由把反射力強而發(fā)射力弱的物質(zhì)覆蓋在其上的云母做成的薄的支撐物和渣棉結(jié)合在一起而構(gòu)成的。由于質(zhì)輕，體積小而廣泛應(yīng)用于航空方面。
在集熱裝置中，反射屏蔽可用作鏡子，人們可在爐子周圍附近遇見這樣的裝置。
屏蔽的效率是隨它的反射力的增強而更高，也就是說它對光線的不透性是至關(guān)重要的。為此，人們常用既光又亮的材料，如膠態(tài)金或金熔融噴撒覆蓋在支撐體上而制成屏蔽。
同樣，在絕緣裝置中，屏蔽的效率，因它的發(fā)射能力弱而更好。事實上，依據(jù)溫度發(fā)現(xiàn)某些材料發(fā)出一種常常隨溫度而變化的、自身的以及對效率有害的輻射線，因為它產(chǎn)生超過屏蔽的熱量。
此外，屏蔽的效率取決于入射輻射線的頻率。事實上，屏蔽對某些頻率是不透光的，而對其它頻率則或多或少是透光的。在這種情況下，除和溫度有關(guān)的自身的輻射線外，屏蔽能重新發(fā)出部分被吸收的輻射線。
而且，溫度越高通過屏蔽所吸收的紅外射線的頻率范圍就越擴(kuò)展。而要擋阻輻射線，只有一個屏蔽是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。所以，在使用高溫隔熱裝置中，應(yīng)該在幾層渣棉或同類材料之間插入多個屏蔽，以阻擋最大量的輻射線。
同樣，當(dāng)某些材料與周圍的空氣接觸時，又超過一定溫度的話，這些材料是不能用的，因為它們既被氧化，又全部或部分地失去其不可逆轉(zhuǎn)的反射能力。因此，它們要更多地吸收輻射線，相應(yīng)地也要更多地重新發(fā)射輻射線。
在隔熱裝置的渣棉里插入的屏蔽也是如此，因為其內(nèi)部有空氣墊。
總之，對不同溫度條件和/或入射頻率，用現(xiàn)有技術(shù)的屏蔽并不是很好的方法，而且它對高溫也是不適用的。
按本發(fā)明的屏蔽就不存在這些缺陷。
按本發(fā)明，在至少等于900℃的特定溫度下所使用的輻射的反射屏蔽，其特征表現(xiàn)為一方面，它具有由既光又亮的、至少能反射部分紅外射線的、在上述溫度時也不損壞的材料組成第一層;另一方面，它有支撐材料組成的第二層;至少還有插入前兩層之間的、用來阻擋前一層發(fā)出的輻射線的材料組成的第三層。插入層與它相鄰的兩層是密切相聯(lián)的。
第一層發(fā)出的輻射線是這一層根據(jù)溫度的自身的輻射線，和/或部分不被這一層所反射的輻射線。
因此，當(dāng)連續(xù)插入多層時，就能達(dá)到制成對整個紅外射線具有反射能力的屏蔽。
本發(fā)明的首要優(yōu)點在于材料的第一層和第二層使插入層與外界隔離從而保護(hù)了插入層。因此，采用如果和外界直接接觸的、在可使用的溫度下，能氧化和損壞的材料組成這些插入層是可能的。但現(xiàn)有技術(shù)的解決方法中，當(dāng)與外界接觸，并且溫度超過了氧化和損壞的溫度時，在任何情況下都不允許考慮使用這些材料。除非進(jìn)行特別的保護(hù)處理。
按本發(fā)明的另一特征，要制成屏蔽，就要使不同的反射材料層，接二連三地逐一沉積起來。每一層都可用相似的沉積方法，或者根據(jù)材料情況，不同的層采用不同的沉積方法。
這些可能與汽相的化學(xué)沉淀、陰極噴鍍和電解沉淀有關(guān)。
按另一特征，已制成的屏蔽可用于制備由數(shù)量有限的、能阻止對流的層所組成的隔熱裝置和由數(shù)量有限的屏蔽所組成的隔熱裝置。
因此，如果第一個屏蔽的最后一層和渣棉比較的話，在可使用的溫度下，幾乎不會重新發(fā)出紅外射線，那末，為了阻止導(dǎo)熱使用一個渣棉墊就足夠了。
本發(fā)明的其余特征和優(yōu)點將在下列附圖所作的一些實用方法的說明中加以描述。
圖1表示按輻射線頻率，兩個已知溫度的符合本發(fā)明屏蔽的亮度曲線。
圖2是一個符合本發(fā)明屏蔽的構(gòu)成剖面圖。
圖3是一個符合本發(fā)明的由兩個屏蔽制成的第一個隔熱裝置的構(gòu)成剖面圖。
圖4是一個符合本發(fā)明的由一個屏蔽而制成的第二個隔熱裝置的構(gòu)成剖面圖。
在圖1上，縱的表示了亮度曲線Br(λ)，橫的表示符合本發(fā)明的一個屏蔽在兩個不同的溫度下的射線頻率λ。
一種材料的亮度，隨它的反射能力而變化，亮度越高，反射能力越強。
在和圖1曲線相一致的實用方法中，屏蔽包含有一層一層排列在支撐材料上的四層反射材料，這個支撐材料對于整個結(jié)構(gòu)具有足夠硬度。
最后兩層是直接與外界接觸的，因此，這兩層的材料要在屏蔽的予定使用最高溫度下不被氧化。所以，最后兩層中的一層須有支撐物。中間層由于不與外部接觸，因此不會被氧化。要選擇構(gòu)成中間層材料的唯一條件是這些材料在使用時，不因溫度太高而被損壞。
在一定使用溫度下每一材料層都有它自己的亮度曲線，而由連接這些層而產(chǎn)生的屏蔽亮度也是一樣的。這是由于對頻率和所考慮的溫度有最高值的材料有一定的頻率λ。
例如圖1中，對用四層反射材料組成的屏蔽來說，曲線1A、2A、3A、4A是所用的每一層材料對第一可使用溫度的亮度曲線，曲線1B、2B、3B、4B是這些材料對第二可使用溫度的亮度曲線。
對這些曲線，人們認(rèn)為材料的亮度隨溫度而變化，屏蔽的整個亮度以及它的反射能力也隨溫度而變化。
在所表示的例子中，人們認(rèn)為對1微米射線頻率來說，屏蔽的亮度對第一可使用溫度有B1值，對第二可使用溫度有第二個值B2。第一溫度的B1值描在表示有在第二溫度2B曲線的材料的2A曲線上，而第二溫度的B2值描在表示有在第一溫度1A曲線的材料的1B曲線上。
因此，人們認(rèn)為，對同一已知射線頻率而又是兩個不同使用溫度來說，屏蔽的亮度也是不同的，而在所有情況下，屏蔽的亮度就是對頻率和對被考慮的溫度的亮度值更高的材料亮度。因此，它決定于是同一種材料還是兩種不同的材料。
顯而易見，當(dāng)不堅固的材料不受外界的影響時才能確定亮度。
因此，例如確定兩個不同使用溫度的2A和2B曲線的材料，這一材料從低于予定使用溫度起，只要與外部接觸就會被損壞了。
當(dāng)屏蔽制成時，中間層之一應(yīng)該由這種材料組成，以便通過鄰層得到保護(hù)，以及能具有2A和2B兩條曲線。如果這一材料和外部接觸，那末在引起2A曲線的溫度上，就有亮度值更弱的2C曲線，而這就不可能用于參予有效屏蔽的組成。
紅外射線的頻率是在0.8和100微米之間，但是人們認(rèn)為，在曲線上按使用的材料，屏蔽能夠反射比紅外射線更廣的頻率范圍。
圖2的剖面圖表示與本發(fā)明一致的屏蔽20。
所表示的屏蔽20包括層21的支撐材料和三層22、23、24的材料。在已知溫度下，它對不同頻率具有不同反射能力。
支撐材料21是根據(jù)予定使用的最高溫度而選擇的。
例如，如果人們準(zhǔn)備使用低于1000度溫度的屏蔽，那末支撐材料就將是耐高溫的金屬化合物;而如果準(zhǔn)備使用高于1000度溫度的屏蔽，此支撐材料就要使用云母或有機(jī)化合物，或者使用碳和碳化硅的混合物。
位于外部的反射材料層24可以金為主要成分，因為它在高溫下不被氧化。
中間層22、23可以由能反射金所通過的頻率或金重新發(fā)射的頻率的材料所組成。
因此可用銅、鎳、鉻、銀、鉑、鈀、鎢、鉬作為中間任何一層的材料。
同樣，這些中間層也可以氮化物為主要成分，如氮化鈦、氮化鉿、或者以氧化物或陶瓷為主要成分。
因此，組成屏蔽20的厚度可以低于100微米，支撐物的厚度約為5到10微米，接下去的每一層的厚度可低于10微米。
在支撐物上依次沉積的各層可以通過電解，或者通過氣相沉淀法，或者通過陰極噴鍍來實現(xiàn)。只要沉積各層時所采用的使用方法不損壞前面已沉積的任何一層，或不與上一層沉積的材料進(jìn)行導(dǎo)致?lián)p害的反應(yīng)就行。
在圖3上，表示了按本發(fā)明組成的包括兩個屏蔽20A和20B的隔熱裝置，每一個屏蔽至少有兩層反射材料。
在這兩個屏蔽之間，可發(fā)現(xiàn)例如渣棉之類的隔熱材料組成的墊30，以限制熱的傳導(dǎo)。
就外部而言，當(dāng)這層40是在高溫下以及應(yīng)避免向外輻射的情況下，或者在外部是高溫而這層40保持低溫的情況下，這種裝置確保隔熱。
如果對使用溫度來說，在足夠廣的頻率范圍內(nèi)，使插入熱源和材料30之間的第一個屏蔽重新發(fā)出紅外射線的話，那么符合本發(fā)明的兩個屏蔽20A、20B和隔離傳導(dǎo)現(xiàn)象的材料30的每一面的使用是必要的。
當(dāng)插入熱源和隔離傳導(dǎo)現(xiàn)象的材料30之間的第一個屏蔽20A不重新發(fā)射或基本上不重新發(fā)射射線時，圖4的裝置是可以被使用的。在這種情況下，為了固定隔離傳導(dǎo)現(xiàn)象的材料30，就實施符合本發(fā)明的包括屏蔽20A的裝置，其中包括材料30的墊以及用來保持材料30和可能吸收由第一個屏蔽20A所傳導(dǎo)的紅外射線的殘余射線的隔層50。
很顯然，在這種情況下，裝置是為了使用的，因此，符合本發(fā)明的屏蔽20A置于最熱的一面，而放有隔離材料的隔層50置于最冷的一面，即力求避免傳熱的一面。
很顯然，沒有提到的一些方法也能用來固定20A、30、20B或50，這些隔離裝置的構(gòu)成元件。同樣，某些方法用來使裝置密封，即如果材料對潮濕或外部敏感的話，就可以避免材料30被損壞和被氧化。
符合本發(fā)明的屏蔽具有特別優(yōu)越性，因為它對頻率范圍較廣的紅外射線不透光。如果用現(xiàn)有技術(shù)的屏蔽，則就須用大量的屏蔽，而每一個屏蔽都由一層反射材料和一層支撐材料重迭而成。
因此，人們可節(jié)省支撐材料，因為只要一層材料就能撐住不限定數(shù)目的反射材料層。人們也能制成厚度減少的絕緣裝置。
最后，人們能使用在現(xiàn)有技術(shù)中由于對外部高溫敏感而不能被利用的反射材料。
權(quán)利要求
1.在至少是900℃的特定溫度下，作用于輻射線，特別是紅外射線的反射屏蔽(20)，其特征是一方面它是由既光又亮的、在上述溫度時也不損壞的、至少能反射部分紅外射線的材料的第一層(24)所組成，另一方面由構(gòu)成支撐材料的第二層(21)所組成，其特征之二是它至少包括插入在前兩層之間的、能阻止上一層(24)發(fā)出的射線的材料的第三層(22、23)，其特征之三是插入層(22、23)與它相鄰的兩層是密切相聯(lián)的。
2.按權(quán)利要求
1所述的屏蔽(20)，其特征是至少具有插入在第一層(24)和支撐材料的第二層(21)之間的兩層(22、23)。
3.按權(quán)利要求
1和2所述的任一屏蔽，其特征第一層(24)是以金為主要成分。
4.按權(quán)利要求
1至3的任何一條所述的屏蔽，其特征是第二層(21)組成的支撐物是以云母為主要成分。
5.按權(quán)利要求
1至3的任何一條所述的屏蔽，其特征是第二層(21)組成的支撐物是有機(jī)化合物。
6.按權(quán)利要求
5所述的屏蔽，其特征是第二層(21)組成的支撐物包含碳和碳化硅的混合物。
7.按權(quán)利要求
1至3的任何一條所述的屏蔽，其特征是第二層(21)組成的支撐物是耐高溫的金屬化合物。
8.按權(quán)利要求
1至7的任何一條所述的屏蔽，其特征是中間層(22、23)選用銅、鉻、鉑、銀、鈀、鎢、鉬為主要成分。
9.按權(quán)利要求
1至8的任何一條所述的屏蔽，其特征是中間層以氮化物為主要成分。
10.按權(quán)利要求
9所述的屏蔽，其特征是這種氮化物是氮化鈦和/或氮化鉿。
11.按權(quán)利要求
1至10的任何一條所述的屏蔽，其特征是中間層(22、23)以氧化物為主要成分。
12.按權(quán)利要求
1至11的任何一條所述的屏蔽，其特征是中間層(22、23)由陶瓷原料組成。
13.按權(quán)利要求
1至12的任何一條所述的屏蔽，其特征是支撐材料(21)和反射材料(22、23、24)的相接續(xù)層都是厚度低于或等于10微米的薄層。
14.按權(quán)利要求
1至13的任何一條所述的屏蔽，其特征是不同反射層(22、23、24)是在支撐物的層(21)上接續(xù)形成的。
15.按權(quán)利要求
14所述的方法，其特征是不同的反射層(22、23、24)是通過沉積形成的。
16.按權(quán)利要求
14所述的方法，其特征是至少有一層反射層是通過電解沉淀形成的。
17.按權(quán)利要求
14所述的方法，其特征是至少有一層反射層是通過汽相沉淀形成的。
18.按權(quán)利要求
14所述的方法，其特征是至少有一層反射層是通過陰極噴鍍形成的。
19.按權(quán)利要求
1至13的任何一條所述至少具有屏蔽(20A、20B)的隔熱裝置，其特征是至少有一屏蔽用來阻止紅外射線，至少有一材料層(30)用來阻止超過屏蔽的熱傳導(dǎo)。
20.按權(quán)利要求
19所述的隔熱裝置，其特征是用來阻止傳導(dǎo)的材料層(30)插入在屏蔽(20A、20B)和密封的保護(hù)隔層(50)之間。
21.按權(quán)利要求
19所述的隔熱裝置，其特征是用來阻止傳導(dǎo)的材料層(30)插入在兩個屏蔽(20A、20B)之間。
22.按權(quán)利要求
19至21的任何一條所述的隔熱裝置，其特征是用來阻止傳導(dǎo)的材料層(30)是用渣棉組成的。
專利摘要
本發(fā)明涉及射線，特別是紅外光線的反射屏蔽，它適用于至少等于900℃的特定溫度。屏蔽的特征之一是一方面有在上述溫度下不變質(zhì)的、至少能反射部分紅外射線的既光又亮的材料的第一層，另一面由構(gòu)成支撐材料的第二層所組成。其特征之二是它至少包括插入在前兩層之間的、用來阻止上一層發(fā)出的射線的材料的第二層。其特征之三是插入層與它相鄰的兩層是密切相聯(lián)的。本發(fā)明也涉及這種屏蔽的制作法及它在隔熱裝置組成上的應(yīng)用。
文檔編號G02B5/28GK87100659SQ87100659
公開日1987年11月4日 申請日期1987年1月10日
發(fā)明者讓·亨利·路易·迪厄爾 申請人:布隆扎維亞航空設(shè)備公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan