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平板太阳能集热器光热涂层装备与品质
平板太阳能集热器光热涂层装备与品质
来源：成都新德南光机械设备有限公司 | 发布时间：2014-03-20 |
一、光热涂层工艺与品质； ； 光热涂层工艺种类：传统电化学法制备光热涂层工艺；有机材料喷涂法制备光热涂层工艺；真空磁控溅射镀膜法制备光热涂层工艺。
； ； 1.传统电化学法制备光热涂层工艺
； ； 传统电化学法制备的光热涂层主要包括：阳极氧化铝膜层、黑铬膜层、黑镍膜层、黑钴膜层等。其膜层拥有较高的吸收比，耐盐雾、耐老化等物化性能良好。但采用电化学法制备工艺，膜层厚度控制精度不高，导致膜层发射比相对不够稳定，整体光热转换性能不高，同时此工艺生产能耗大，易产生有毒有害物质，影响环境及人体健康。
； ； 2.有机材料喷涂法制备光热涂层工艺
采用有机材料喷涂法制备的光热涂层拥有较高的吸收比，但是膜层的发射比相对较差，同时膜层的耐盐雾、耐老化等物化性能也不够稳定，影响膜层整体品质。
； ； 3.真空磁控溅射镀膜法制备光热涂层工艺
； ； 采用真空磁控溅射镀膜法制备的光热涂层拥有极高的吸收比与较低的发射比；但传统的磁控工艺膜系，膜层的盐雾性能等物化稳定性是其短板所在，而新型优质磁控工艺膜系在保证高吸收比、低发射比的同时，极大提高了膜层的物化性能，使其真正成为高性能光热涂层。
； ； 二、涂层装备与品质
； ； 磁控溅射涂层装备类型：批次式磁控溅射涂层装备、片式连续性磁控溅射涂层装备、卷对卷连续性磁控溅射涂层装备。
； ； 1.批次式磁控溅射涂层装备
； ； 批次式磁控溅射涂层装备，主要采用传统的真空炉，通过安装在真空炉上的小型阴极对少量基材进行溅射镀膜。此生产装备相对投资较低，但设备产能低，设备产品批次间受人工手动操作影响，导致整体性能差别较大。
； ； 2.片式连续性磁控溅射涂层装备
； ； 现阶段的片式连续性磁控溅射涂层装备多数由玻璃镀膜生产线改造而来，其生产过程繁琐，须将卷材裁切为条板后固定在托架上，然后进入真空腔室进行镀膜，镀膜完成后需从托架上将产品取出，再进行覆膜操作，因此其设备产能较低（实际年产能待验证），同时生产设备庞大，耗能较大，一次性投入较高，涂层产品性价不高。
； ； 3.卷对卷连续性磁控溅射涂层装备
； ； 卷对卷连续性磁控溅射涂层装备，采用卷材直接镀膜的生产工艺，避免了“批次式”与“片式”繁琐的生产步骤，极大提高了产品的出材率，避免了批次间人为因素对工艺细节的影响，保证了涂层产品的质量。从产能上划分此类设备主要包括：年产能在50~200万平米的“真空—真空”型生产线和年产能在200万平米以上的“大气—大气”型生产线。
； ； 三、涂层装备与品质
； ； 1.“真空—真空”型卷对卷连续性磁控溅射生产线
； ； “真空—真空”型卷对卷连续性磁控溅射生产线，其整个生产区间全部处于真空环境之中，避免了气氛波动对整个工艺的影响，设备具有先进的真空、溅射、传动、检测及控制系统，充分保证了涂层质量的稳定性。同时其生产线减少了真空过渡腔室及复杂的传动系统，占地相对较小，极大降低了设备能耗及投入成本，是性价比极高的镀膜设备。
； ； 2.“大气—大气”型卷对卷连续性磁控溅射生产线
； ； “大气—大气”型卷对卷连续性磁控溅射生产线，采用多梯段式真空腔体布局，卷材可由大气环境通过多级真空系统进入真空环境进行镀膜，镀膜后产品再由真空环境传送入大气下进行检测与覆膜。设备真空、镀膜、传输、控制系统相对复杂，占地相对较大，适用于年产量200万平米以上磁控镀膜生产线。
； ； 3.设备配置与品质
； ； 涂层产品稳定、可靠的品质是由涂层生产装备的稳定性、可靠性决定的，因此卷对卷连续性磁控溅射生产线须具有先进的真空、传输、磁控溅射、检测、覆膜及控制系统。
； ； 四、部分产品测试结果
； ； 涂层产品在保证高吸收比、低发射比的同时，盐雾性能作为涂层性能评价标准尤为重要，同时产品盐雾后发射率对产品性能影响也极为重要，因此新国标制定时已计划引入发射率衡量标准，即：PC函数。
； ； 盐雾实验PC函数
； ； 中性盐雾试验48h，测试试验前后吸热体涂层的太阳吸收比与热发射比，建立评价函数PC，计算公式如下：PC=-Das+0.5△εn。
； ； 其中：Das为太阳吸收比变化值，无量纲；△εn为法向发射比变化值，无量纲；0.5为热发射比加权因子。
； ； PC≤0.05时，其期望寿命可达25年。
；五、观点及建议
； ； 选择优良的工艺：优良的工艺路线可以避免膜层短板，降低设备投资及生产成本，为市场提供高性价比的涂层产品。
； ； 选择优良的膜系：磁控溅射膜系种类多样，优质可靠的膜系是优质膜层产品的根本保证。
； ； 合适的装备：根据实际需要（如：产能、需求、投资）选择合适的高性能生产设备，以保证优质涂层的连续性生产。
； ； 严谨的质量标准：在对吸收、发射比进行严格标准的同时，引入中性盐雾实验PC函数评价体系，以保证产品适应中国市场需求。
； ； 六、发展前景
； ； 近年来随着我国城镇化进程的加快、土地成本的增加，城市高层建筑越来越多，板式太阳能集热器作为建筑构件可完美地与建筑一体化，是太阳能集热器产业发展的必然趋势与发展方向。平板热水器市场份额已从2009年的不足5%,发展到2013年的大约10%；预计未来10年我国太阳能热利用领域，板式太阳能集热器市场容量有望快速递增。
