本发明专利技术涉及一种具有铝制载体（1）的复合材料，所述载体的一面（A）上镀有光学有效的多层系统（3），该多层系统包括至少两个绝缘层和/或氧化的层（4,5），即上层（4）和下面的光吸收层（5）。本发明专利技术提出，下面的光吸收层（5）含有钛铝复合氧化物TiAlqOx和/或钛铝复合氮化物TiAlqNy和/或钛铝复合氮氧化物TiAlqOxNy，而上层（4）是化学成分为TiOz，SiOw或SnOv的钛、硅或锡的氧化的层，其中，指数q、v、w、x、y和z分别表示化学计量比或非化学计量比。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种具有载体的复合材料，在所述载体的一面具有光学有效的多层系统，该多层系统包括至少两个绝缘层和/或氧化的层，即上层和下面的光吸收层。
技术介绍
当辐射照射在物体上时，该辐射一般分成反射部分、吸收部分与透射部分，而各部分的份额则是由物体的反射系数(反射能力)、吸收系数(吸收能力)与透射系数(透射能力)决定的。反射能力、吸收能力与透射能力是光学特性，对于同种材料而言，这些光学特性会根据入射光波长的不同(例如紫外区、可见光区、红外区以及热辐射区)而具有不同的值。众 所周知，在吸收能力方面有基尔霍夫定律，按照该定律，吸收系数在温度和波长一定时将与发射率保持恒定关系。因此对于吸收能力而言，维恩位移定律、普朗克定律以及斯特藩-玻尔兹曼定律都具有重要意义，这些定律阐明了所谓“黑体”的辐射强度、光谱分布密度、波长以及温度之间的一定关系。利用这些定律进行计算时需注意的是，“黑体”并不存在，真实物体在各种特性上均与理想分配存在偏差。在特定的应用情况中，在入射光的波长范围内需要尽可能大的反射系数，而在其它波长范围内则需要尽可能小的反射系数，但为此需要更大的吸收系数。例如在太阳能收集装置领域就是这种情况，其中，在太阳光波长范围(大约300到大约2500nm)内需要最大的吸收系数，而在热辐射范围内(约2500nm以上)则需要最大的反射系数。这种光谱选择性的量度是根据DIN 5036(第三部分)所确定的太阳光吸收系数(a (AM 1.5))以及热发射率(e (373K))的值。已知以Tinox 命名的用于平板收集装置的吸收体，在这些吸收体中应用了一种满足上述要求的复合材料。该复合材料包括铜带构成的载体、镀在该铜带上的氮氧化钛层和二氧化硅涂层。另外，EP1217394A1也公开了一种前述类型的复合材料，该种复合材料包括铝制载体，位于该载体的一侧之上的中间层以及镀在所述中间层上的光学有效的多层系统。中间层优选地由经阳极氧化或经电解抛光且阳极氧化的铝组成，氧化铝由载体材料形成。光学有效的多层系统包括三个层，其中两个上层是绝缘层和/或氧化的层，最下方的层是涂覆在中间层上的金属层。该光学多层系统是这样设计的，即其最上层是折射率n小于I. 8的绝缘层，优选是化学成分分别为MeOa、MeFb, MeNc的氧化的层、氟化层或氮化层，其中间层是化学成分为CrOz的氧化铬层，而其最下层则由金、银、铜、铬、铝和/或钥制成，其中指数a、13、(3和z表示上述氧化物、氟化物或氮化物中的化学计量比或非化学计量比。由此实现了一种复合材料，利用该复合材料使在不同波长范围内的吸收系数和反射系数能够有目的地、有选择性地调整。此外，该公知复合材料的突出之处还在于其具有良好的可加工性尤其是可变形性、高导热性，以及在高温及化学腐蚀环境中良好的耐久性。这种材料的精炼提纯过程包括两个可以连续进行的不同工序，亦即以湿化学方法形成中间层(该方法包括电解抛光及阳极氧化，并且被概括性地称作阳极氧化)，以及在真空中镀光学有效的多层系统。DE 102004019061B4公开了一种选择性吸收体，其用来将阳光转化为热能，该种吸收体是这样设计的，即，在基体上涂覆有两个层系统，其中，紧邻基体的系统包含至少一个由紧密的，也就是说无空位(Ieerraumfrei )的材料制成的层,该种材料由钛、招、氮、碳和氧组成，化学分子式为TiaAleNxCyOz，其中，a+￠=1且a/3的值介于1/0. 05至I之间，且x+y+z=0. 8至2且0.0彡X彡1.2，0.2彡y彡2，0.05彡z彡2，此外，置于该层之上的第二系统包括至少一个由TiOz和Al2O3的混合物(Gemi sch)制成的层，其中I彡z彡2。DE 102006039669A1公开了一种具有更高的热稳定性的太阳能选择性涂层，其用于太阳能的利用，该涂层包括由TiAlN制成的第一太阳能吸收层，该第一太阳光吸收层沉积在选用玻璃、硅和金属制成的基体之上，其中该第一吸收层与另外的第二太阳光吸收层以及由TiAlON或Si3N4制成的第三抗反射层叠加。
技术实现思路
本专利技术的基本目的在于，实现一种前述类型的复合材料，该复合材料具有用于太阳能吸收体的特殊能力，其制造简便，并且具有很高的光谱选择性。根据本专利技术，上述目的这样实现的，S卩，下面的光吸收层包含钛招复合氧化物(Titan-Aluminium-Mischoxid) TiAlqOx和/或钛招复合氮化物(Titan-Aluminium-Mischnitrid) TiAlqNy 和 / 或钛招复合氮氧化物(Titan-Aluminium-Mischoxynitrid)TiAlqOxNy,其中上层则是化学成分为 TiOz, SiOw* SnOv的钛、硅或锡的氧化的层，其中，指数q、v、w、X、y和z分别表示化学计量比或非化学计量比。在这里，化学计量比或非化学计量比q、X、y尤其可以处在如下范围，即0〈q以及/或者X和/或y〈3，同时，指数V、W、z的值可处在如下范围，即l〈v以及/或者w和/或z ( 2，优选处在以下范围1.9彡V以及/或者w和/或z彡2。结果令人惊讶，利用此种复合材料，特别是在使用铜或铝作为载体时，依据DIN5036(第三部分)所确定的太阳光吸收系数(a (AM 1.5))可达到94%以上，而热辐射系数(e (373K))则可小于6%。特别在用铝作为载体时，在光学有效的多层系统之下可以具有中间层。当此中间层置于铝载体之上并且由氧化铝制成时，无论下面的光吸收层是否含有钛铝复合氧化物TiAlqOx和/或钛铝复合氮化物TiAlqNy和/或钛铝复合氮氧化物TiAlqOxNy,以及其上层是否为化学成分系TiOz、SiOw或SnOv的钛、硅或锡的氧化的层，专利技术意义都体现在该中间层的厚度不大于30nm。在这里，上层只需是折射系数小于I. 7的绝缘层就足够了。当然，上层的折射系数也可以更大，例如对于氧化锡层而言，其大约是I. 9，而对于二氧化钛层，则大约为2. 55 (锐钛矿)或2. 75 (金红石)。令人吃惊的是，当中间层由氧化铝制成，且该氧化铝层仅具有极小的厚度，即其厚度在根据本专利技术的不大于30nm的范围内，尤其是在至少3nm的厚度范围内，优选在15nm至25nm的厚度范围内时，该中间层不但能够保持为载体提供公知的机械保护和抗腐蚀防护的作用以及能够确保置于其上的光学多层系统的良好的附着性，而且由此还将使该中间层与载体本身也能够起光学作用。这样，该中间层就有利地具有这种较高的透射能力，而载体则因中间层的透射作用而具有较高的反射能力，因此，EP1217394A1中所公开的光学多层系统将可以在不损失效能的情况下省去最下面的金属层。这样，一方面节省了用于涂覆层的工艺步骤，另一方面达到了节约材料的目的，尤其是节约了最下侧金属层优选采用的、众所周知的稀有金属金、银以及同样成本不菲的钥。首先，如同公知的复合材料一样，根据本专利技术的光学多层系统可以在生产中弃用危害环境的，大部分是具有毒性的盐溶液，而用有利的方式来施用。同样的，就像已经提到的那样，还可省去公知的光学多层系统的金属层，从而使生产成本降低。此外，光学多层系统的各层可以是溅射层，尤其是通过反应溅射法形成的层，CVD层或PECVD层或者通本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.12.21 EP 09180098.71.一种复合材料，其具有载体(1)，该载体的一面(A)上镀有光学有效的多层系统(3)，该多层系统包括至少两个绝缘层和/或氧化的层(4，5)，即上层(4)和下面的光吸收层(5)，其特征在于，所述下面的光吸收层(5)含有钛铝复合氧化物TiAlqOx和/或钛铝复合氮化物TiAlqNy和/或钛铝复合氮氧化物TiAlqOxNy,而上层(4)是化学成分为TiOz，SiOw或SnOv的钛、硅或锡的氧化的层，其中，指数q、V、W、x、y和z分别表示化学计量比或非化学计量比。2.根据权利要求I所述的复合材料，其特征在于，所述化学计量比或非化学计量比的指数q、x、y处在如下范围中，即0〈q以及/或者x和/或y〈3。3.根据权利要求I或2所述的复合材料，其特征在于，所述化学计量比或非化学计量比的指数V、w、z处在如下范围中，S卩l〈v以及/或者w和/或z ( 2，并优选处在以下范围中，I. 9 < V以及/或者w和/或z < 2。4.根据权利要求I至3之一所述的复合材料，其特征在于，所述载体(I)由铜或铝制 成。5.根据权利要求I的前序部分，尤其是根据权利要求I至4之一所述的复合材料，其特征在于，所述载体(I)由铝制成，其中，在所述载体(I)上的所述光学有效的多层系统(3)的下面存在优选由氧化铝组成的中间层(2)，该中间层优选具有不大于30nm的厚度(D2),并且其中所述上层(4)特别为具有小于I. 7的折射系数的绝缘层。6.根据权利要求5所述的复合材料，其特征在于，所述中间层(2)具有至少3nm的厚度(D2),并且优选地具有处在15nm至25nm的范围内的厚度(D2X7.根据权利要求5或6所述的复合材料，其特征在于，所述中间层(2)由经阳极氧化或经电解抛光和阳极氧化的铝组成，且该氧化铝优选由承载材料形成。8.根据权利要求5至7之一所述的复合材料，其特征在于，所述下层(5)包含有化学成分为CrC^的氧化铬和/或化学成分为CrNs的氮化铬和/或化学成分为CrOJs的氮氧化铬，其中，指数r和s分别表示化学计量比或非化学计量比。9.根据权利要求8所述的复合材料，其特征在于，所述化学计量比或非化学计量比的指数r、s处在如下范围中，即0〈r和/或s〈3。10.根据权利要求I至9之一所述的复合材料，其特征在于，所述光学多层系统(3)的至少两个层(4，5)是溅射层，尤其是通过反应溅射法形成的层，CVD层或PECVD层或者通过...
【专利技术属性】
技术研发人员：弗朗克·滕普林，迪米特里奥斯·佩罗斯，托比亚斯·帝茨，哈拉尔德·屈斯特，
申请(专利权)人：阿兰诺德精炼铝厂股份有限两合公司，
类型：发明
国别省市：
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