[發明專利]制備用于大氣環境下高溫太陽能選擇性吸收涂層的新工藝

有效

• 申請號: 201610382413.X
• 申請日: 2016-06-02
• 公開（公告）號: CN105779926B
• 公開（公告）日: 2018-04-13
• 發明（設計）人: 宮殿清;徐英杰;崔澤琴;程旭東;程銀龍
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: C23C4/129
• 分類號: C23C4/129;C23C4/06;C23C4/18
• 代理公司: 太原科衛專利事務所(普通合伙)14100
• 代理人: 朱源

1.一種制備用于大氣環境下高溫太陽能選擇性吸收涂層的工藝，所采用的基體材料經過表面均勻粗化處理；其特征在于，所述工藝包括如下步驟：造粉→超音速火焰噴涂→激光表面處理→去應力退火→機械拋光：所述造粉步驟采用噴霧干燥法制備復合粉末，原材料為金屬粉末和WC粉末的混合物，干燥塔內溫度要維持在280-300℃之間，造粉完成后復合粉末呈均勻實心球狀，粒徑平均大小在400目到700目之間；對基體材料進行超音速火焰噴涂步驟中，丙烷做燃氣，氧氣做助燃氣體，壓縮空氣做載氣；丙烷壓力在0.5MPa，流速為20-30 L/min；氧氣壓力為0.6-0.7MPa，流速為50-60L/min，壓縮空氣壓力為0.6MPa，送粉量為25±3g/min，制得的涂層厚度控制在20-30μm范圍；當噴涂完成后，將涂層緩慢冷卻至室溫，進行激光表面處理步驟；選用波長在可見-近紅外波段的固體或半導體脈沖激光對涂層進行表面處理，激光功率為100-130W，脈寬為2ms，掃描速度為4-5mm/s；在激光表面處理后進行600℃，3h的去應力退火處理；然后進行機械拋光，機械拋光分為粗拋和精拋兩步，涂層在粗拋后表面粗糙度Ra≤2μm，精拋后表面粗糙度Ra≤0.6μm，得到用于大氣環境下高溫太陽能選擇性吸收涂層。

2.如權利要求1所述的制備用于大氣環境下高溫太陽能選擇性吸收涂層的工藝，其特征在于，基體材料選用精拋不銹鋼，利用壓力為0.3~ 0.4MPa的純凈壓縮空氣將120目的棕剛玉砂以70~80°攻角高速噴射到不銹鋼表面，使其表面均勻粗化。

3.如權利要求2所述的制備用于大氣環境下高溫太陽能選擇性吸收涂層的工藝，其特征在于，所述金屬粉末包括Co粉和Mo粉，所述Co粉、WC粉和Mo粉的質量百分含量分別為72%，8%，20%；制備成復合粉末后的顆粒度在400目到600目之間。

4.如權利要求2所述的制備用于大氣環境下高溫太陽能選擇性吸收涂層的工藝，其特征在于，所述金屬粉末為Co粉，Co粉與WC粉的質量百分含量分別為80%和20%；制備成復合粉末后的顆粒度在400目到700目之間。

5.如權利要求1~4任一項所述的制備用于大氣環境下高溫太陽能選擇性吸收涂層的工藝，其特征在于，經超音速火焰噴涂制備的涂層，應先進行表面清潔，去除殘粉，之后再進行激光表面處理；激光表面處理過程中應將涂層置于純凈水中進行強制冷卻，純凈水水溫應在10~30 ℃之間。

6.如權利要求1或2所述的制備用于大氣環境下高溫太陽能選擇性吸收涂層的工藝，其特征在于，還包括機械拋光后的清洗步驟；清洗時使用有機溶劑，在超聲清洗機中進行不短于20min的超聲清洗，清洗在結束機械拋光后1 h內進行。

7.如權利要求6所述的制備用于大氣環境下高溫太陽能選擇性吸收涂層的工藝，其特征在于，所述有機溶劑為丙酮。