Способ образования селективного покрытия на металлических поверхностях нагрева

 

т °

I дате .п о Л -k H VS E

ИЗОБРЕТЕНИЯ

28229 3

Союз Соеетскис

Социелистическил

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 02.1Х.1968 (№ 1270541/23-26) с присоединением заявки №вЂ”

Приоритет

Опубликовано 28.!Х.1970. Бюллетень № 30

Дата опубликования описания 16.XII.1970

Кл. 12g, 2/01

12h, 4

Вотеитет ло «влав изобретений и открытий ори Совете сеиниотров

СССР

МПК В 011 2/00

В 01k 4/00

УДК 66.02.046:621.357,63. .64.7:793.523.77 (088.8) Автор изобретения

М. Д. Кудряшова

Заявитель

СПОСОБ ОБРАЗОВАНИЯ СЕЛЕКТИВНОГО ПОКРЫТИЯ

НА МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЯХ НАГРЕВА

Изобретение относится к химической технологии.

Известный способ получения селективного нагревательного с помощью солнечных лучей покрытия на металлических поверхностях нагрева, например, установок опреснения морской воды, гелиоустановок, заключается в нанесении металлических пленок на поверхности нагрева. Однако этот способ не обеспечивает большой эффективности нагрева металлических поверхностей.

Цель изобретения заключается в повышении эффективности нагрева мегаллических поверхностей. Для этого на металлические поверхности, воспринимающие солнечное излучение, наносят электромеханическим методом покрытие о из титана толщиной 600 — 750А, верхний слой о которого толщиной 350 — 400А после этогб электрохимически переводят в пленку двуокиси титана.

В качестве покрытия могут быть нанесены электрохимическим методом последовательно слой никеля и титана с последующим образованием электрохимически пленки окиси титана.

Кроме того, в качестве покрытия могут быть использованы последовательно слои никеля, титана и алюминия, из которых два последних окисляют.

Предлагаемый способ заключается в следующем.

На полированную медь, алюминий илп их сплавы электрохимически наносят двухслойное селективное покрытие, состоящее из слоя о титана толщиной 250 — 350А и верхнего слоя о двуокиси титана толщиной 650А (с модификацией анатаза и показателем преломления, равным 2,3). Сначала на полированную поверхность металла гальванически осаждают слой о титана толщиной 600 — 750 А, а затем верхний о слой титана толщиной 350 — 400 А окисляют тоже электрохимическп до двуокиси титана, толщина которой равняется приблизительно о

650 А.

Нижний слой ти гана позволяет увеличить коэффициент поглощения (а,) с 0,3 — 0,4 для меди и алюминия до 0,75. Именно при этой о толщине слой титана (250 — 350А) хорошо поглощает в области солнечного излучения и

25 прозрачен в инфракрасной области спектра для длин волн свыше 2,5 як, благодаря чему коэффициент собственного излучения определяется свойствами подложки из полированной меди или алюминия, оставаясь низким и рав30 пы м 0,03 — 0,04.

Верхний слой двуокиси титана служит для дальнейшего увеличения с1, с 0,75 до 0.9 за счет эффекта интерференции в слое двуокиси титана, причем именно толщина в 650А является оптимальной для максимального увеличения поглощения солнечного излучения. В то же время при толщине 650А пленка Ti02 остается совершенно прозрачной в инфракрасной области спектра и коэффициент излучения попрежнему находится на уровне 0,03 — 0,04.

Таким образом, предлагаемое двухслойное покрытие позволяет получить селективную поверхность с коэффициентом поглощения солнечной энергии d,=0,9 и коэффициентом теплового излучения в=0,03 — 0,04, что дает возможность увеличить температуру металлических поверхностей установок на 70 — 80 С, а при использовании концентраторов солнечной энергии на 120 — 150 С по сравнению с поверхностью, не имеющей данного селективного покрытия.

Двухслойное покрытие может быть создано не только из титана, но и из других материалов, например из никеля. Слой никеля может быть легко осажден электрохимически или химически почти на любую металлическую поверхность. Как и в случае титана, слой никеля о должен быть толщиной 600 — 750А, чтобы затем путем электрохимического, химического или термического окисления превратить верхнюю часть никелевого покрытия толщиной о

350 — 400А в антиотражающую пленку.

Двухслойное покрытие может быть создано также из разных материалов: слой никеля толо щиной 250 — 350А и слоя титана толщиной о о

350 — 400А или алюминия толщиной 650 — 700А.

Верхний слой титана илн ал оминия переводится электьохимическим или термическим путем (нагревание до 100 — 450 С) в антиотражающие интерференционные пленки двуокиси титана TiO или окиси алюминия А120з. По такому же принципу может быть получено трехслойное покрытие: сначала наносятся слои нио о келя (250 — 350А), титана (350 — 400А), алюо миния (650 — 700А). Затем два верхних слоя электрохимически или термически переводятся

282293 в окислы титана и алюминия. Образуетсй трехслойное покрытие; М+Т10в+А1аОз.

Покрытия могут быть получены также путем испарения в вакууме. Этим методом были

5 экспериментально получены на металлических поверхностях покрытия типа Ti+TiO>, Х1+ 110, N1+ Т10,, N1+ А120з, Ni+ Т10в+А120з со слоями указанной толщины. Оптические из10 мерения показали, что эти покрытия позволяют получить па поверхности алюминия, меди или и.; сплавов коэффициенты а,=0,9 и в = 0,03 — 0,04.

Преимуществами предлагаемого способа яв15 ляются простота и технологичность нанесения, возможность создания покрытия (при электрохимическом и химическом методах нанесения) на больших (несколько квадратных метров) металлических поверхностях и исключительная

20 коррозионная стойкость, что особенно важно для установок, работающих на открытом воздухе при разнообразных климатических условиях.

Предмет изобретения

1. Способ ооразования селективного покрытия на металлических поверхностях нагрева, например, установок для опреснения морской воды, гелиоустановок, путем нанесения металлических пленок на поверхности нагрева, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности нагрева, на металлические поверхности, воспринимающие солнечное излучение, наносят электрохимическим методом покрытие о из титана толщиной 600 — 750А, верхний слой о которого толщиной 350 — 400А после этого

40 электрохимически переводят B пленку двуокиси титана.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве покрытия наносят электрохимическим методом последовательно слои никеля и тита45 на с последующим образованием электрохимически пленки окиси титана.

3. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что в качестве покрытия наносят последовательно слои никеля, титана и алюминия, из

50 которых два последних окисляют, Составитель Л. А. Мовчан

Редактор О. Н. Кузнецова Техред А. А. Камышннкова Корректор T. А. Уманец

Заказ 3595/5 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, )К-35, Раушская наб., д. 4!5

Типографии, пр. Сапунова, 2