稳定溅射AlN在真空集热管膜层中的应用

发布时间：2020-04-02 00:05

【摘要】：在中国,太阳能热水器在太阳能光热应用领域,得到很广泛的普及,太阳能热水器真空管依靠太阳能选择性吸收膜层将太阳能转化为热能,是太阳能热水器的主要功能组件。太阳能行业在生产太阳能集热器时,均大量采用AlN薄膜做吸收层和减反层。真空管减反层要求AlN薄膜足够的纯且厚度均匀,金属含量接近零为最好,所以反应磁控溅射AlN薄膜成为制备真空管吸收膜层一项关键技术。本文首先从太阳选择性吸收表面膜层,太阳选择性吸收表面膜层制备方法,反应溅射制备AlN薄膜现状等方面进行了论述,提出了在生产中太阳选择性吸收膜层制备过程中需要控制的主要工艺参数。通过实验的方法,对影响成膜均匀性的设备因素及影响反应溅射AlN膜层电压稳定性的工艺因素,逐一实验,找出规律,确定工艺参数,通过全自动反馈控制应用,真正实现了镀制AlN膜层时工作电压稳定性,并在大规模生产中得到推广,在真空管的颜色和光学性能方面都得到提高,提升了真空管膜层的品质。采用B点溅射代替D点溅射,实现了反应溅射AlN膜层的电压稳定,缩短了三靶镀膜机的工艺时间,提高34.2%工艺效率和20%生产效率,通过对靶芯两端磁铁长度和磁场强度的优化,提高95%的靶材利用率,取得很好规模经济效益,并在大规模生产中得到了很好的推广。利用分光光度计、德国Optosol检测仪(简称快速测量仪)等设备测得:生产的产品吸收94.3%左右,发射比0.064,高于吸收≥94%,发射比0.08的指标;观察可看到真空管上、中、下颜色一致;通过场发射扫描电子显微镜观察,样品的表面是凸起的浮雕状,这种表面形状是提高吸收率的原因之一,能谱显示表面成分一致;侧面形貌观察到在真空管的不同位置的试样,厚度均匀一致,玻璃管的上、中、下样品的厚度都在265nm左右,满足了生产要求。
【图文】：

在美国图森(Tucson)会议上 Tab0r、Gier 和 Dunkle 分别提出了层)[3,4]，高效率的太阳集热器，应当充分吸收太阳的能量，而自身称具有这种特性的太阳选择性吸收膜层表面为黑镜，有高的在光学上，，小于 λc，这个表面的反射比应当低，而大于 λc 应长，位于 2~3μm，这取决于运行温度的高低[5]。具有黑镜特性的材料不多，需要专门的技术处理才能具有太有如下几种，化学法、电镀法、阳极氧化法和无机着色法、等。研究成果，组成光谱选择性表面的材料，可以分为以下六种吸收表面仅包括其中 2~3 种机理就能满足生产和应用。

CSZ-850Z三靶镀膜机
【学位授予单位】：齐鲁工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TK515

【参考文献】

相关期刊论文 前6条

1 王贺权;王志坚;巴德纯;沈辉;陈达;闻立时;;双层TiO_xN_y光谱选择性吸收薄膜特性的研究[J];真空科学与技术学报;2008年05期

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3 何万强,雷旭;非平衡磁控系统的“遮以阴影”问题的研究[J];纺织高校基础科学学报;2002年01期

4 卜忍安,王文江,张劲涛;多功能镀膜机的研制[J];真空电子技术;1999年06期

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本文编号：2611149