CN101248704B - 用于红外辐射元件的反射器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于红外辐射元件的反射器。该反射器包括金属箔，该金属箔上覆盖有：沉积在该金属箔上的第一氧化物层；沉积在所述第一氧化物层上的红外反射金属层；以及沉积在所述红外反射层上的第二氧化物层。第一氧化物层用作扩散阻挡层并阻止红外反射层的金属的扩散到基板中。第二氧化物层用作红外反射层的保护层，给予该红外反射层所需的热稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及用于红外辐射元件的反射器。
背景技术
包括反射金属层例如金层的用于红外辐射元件的反射器在本领域中是已知的。
这种反射器例如用于红外线灯或红外线加热器。
然而，包括金的反射器的已知的问题是它们的受限制的金层的热稳定性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能避免现有技术中的问题的用于红外辐射元件的改善的反射器。
本发明的另一个目的在于提供一种具有改善的热稳定性的用于红外辐射元件的反射器，从而该反射器能够用在高温下而不降低该反射器的反射率。
根据本发明的一个方面，提供了一种用于红外辐射元件的反射器。
该反射器包括金属箔，该金属箔上覆盖有：
-沉积在该金属箔上的第一氧化物层；
-沉积在所述第一氧化物层上的红外反射金属层；以及
-沉积在所述红外反射层上的第二氧化物层。
红外辐射元件例如可包括红外线灯或红外线加热器。
根据本发明的反射器对波长范围在1000nm和2000nm之间的全反射优选高于90％或甚至高于95％，例如99％。
金属箔可包括任何金属或金属合金。
优选的金属箔包括不锈钢箔。
金属箔的厚度优选介于0.01和0.50mm之间，例如0.08mm。
第一氧化物层用作扩散阻挡层并阻止红外反射层的金属的扩散到基板中。
第二氧化物层用作红外反射层的保护层，给予该红外反射层所需的热稳定性。
该红外反射层可包括具有反射特性的任何金属或金属合金。
优选的红外反射层包括例如金、铂、钯、铑或它们的合金。
金是优选的，因为它的反射特性和它的抗腐蚀性。
优选地，红外反射层的厚度介于50和600nm之间，例如300nm。
红外反射层可通过任何本领域已知的技术沉积，例如溅射法、喷涂法如静电喷涂法、蒸镀法如热或电子束蒸镀法、电镀法或化学气相沉积如等离子体增强化学气相沉积。
沉积红外反射层的优选技术是通过溅射法。
第一氧化物层可包括任何金属氧化物。优选的金属氧化物包括氧化铈、氧化铝、氧化铍、氧化铬、氧化铪、氧化镁、氧化钍、氧化钇、氧化锰、氧化硅、氧化锌或氧化锆或它们的组合。
最优选的氧化物是氧化铈和氧化钇。
优选地，第一氧化物层的厚度介于50和500nm之间，例如100nm或300nm。
第二氧化物层可包括任何金属氧化物。优选的金属氧化物包括氧化铈、氧化铝、氧化铍、氧化铬、氧化铪、氧化镁、氧化钍、氧化钇、氧化锰、氧化硅、氧化锌或氧化锆。
最优选的氧化物是氧化铈和氧化钇。
优选地，第二氧化物层的厚度介于1和100nm之间，例如5nm、10nm或30nm。
第一氧化物层可包括与第二氧化物层相同的氧化物或可包括不同的氧化物。
第一和第二氧化物层可通过任何本领域已知的技术沉积，例如溅射法如反应溅射法、通过浸渍涂布处理如溶胶凝胶沉积、通过化学气相沉积如热解化学气相沉积或燃烧化学气相沉积、或通过蒸镀法如反应电子束蒸镀或反应热蒸镀。
沉积第一和第二氧化物层的优选技术是反应溅射法。
根据本发明的第二方面，提供一种与热处理之前的全反射相比能把热处理之后的红外辐射元件的红外反射层对波长范围为1000至2000nm的全反射的损耗降低到少于15％的方法。
该方法包括以下步骤：
-提供金属箔；
-在金属箔上沉积第一氧化物层；
-在第一氧化物层上沉积红外反射金属层；以及
-在红外反射层上沉积第二氧化物层。
更优选地，热处理之后的对波长范围为1000至2000nm的全反射的损耗低于10％或低于5％。
为了本发明的目的，该热处理包括把反射器暴露在700℃的温度下加热72小时。可以理解地，这种热处理构成了苛刻的试验，因为红外辐射元件的工作条件通常大约为250℃和300℃。
附图说明
下面将参照附图更详细地描述本发明，其中
-图1是根据本发明的反射器的示意图。
具体实施方式
通过图1中示意性示出的例子来描述本发明。
反射器10包括厚度为0.08mm的不锈钢箔12。
在不锈钢箔12上沉积了包括CeOx的第一氧化物层14。第一氧化物层14通过DC磁控溅射法沉积。第一氧化物层的厚度为160nm。随后，包括金的红外反射层16通过DC磁控溅射法沉积在第一氧化物层14上。红外反射层16的厚度为350nm。在红外反射层16上通过DC磁控溅射法沉积包括CeOx的第二氧化物层18。第二氧化物层18的厚度为6nm。
根据本发明另一实施方式的反射器包括
-不锈钢基板；
-厚度为160nm的包括YxOy的第一氧化物层；
-厚度为300nm的包括Au的红外反射层；
-厚度为6nm的包括YxOy的第二氧化物层；
对两种实施方式的反射器在苛刻条件(severe condition)下进行热处理。反射器在700℃的温度下加热72小时。
通过视觉检查和测量全反射来估计反射器的质量。
在热处理之后，金的覆盖率保持100％。
对描述的两种实施方式的理论的模拟显示出对波长范围为1000至2000nm的全反射介于95％和99％之间。
热处理之后，对波长范围为1000至2000nm的全反射的减少量低于15％。在一些实施方式中，获得了低于5％的对波长范围为1000至2000nm的全反射的减少量。
Claims (20)
1.一种用于红外辐射元件的反射器，所述反射器包括金属箔，该金属箔上覆盖有沉积在所述金属箔上的第一氧化物层，沉积在所述第一氧化物层上的红外反射金属层；以及沉积在所述红外反射金属层上的第二氧化物层，
其中，所述第一氧化物层用作扩散阻挡层，用于阻止所述红外反射金属层的金属扩散到所述金属箔中，并且
所述第二氧化物层用作所述红外反射金属层的保护层，用于给予所述红外反射金属层所需的热稳定性。
2.根据权利要求1所述的反射器，其中所述红外辐射元件包括红外线灯或红外线加热器。
3.根据权利要求1或2所述的反射器，其中所述反射器具有至少90％的对波长范围在1000nm至2000nm的全反射。
4.根据权利要求1所述的反射器，其中所述金属箔包括不锈钢箔。
5.根据权利要求1所述的反射器，其中所述红外反射金属包括金、铂、钯、铑或它们的合金。
6.根据权利要求1所述的反射器，其中所述第一氧化物层选自由氧化铈、氧化铝、氧化铍、氧化铬、氧化铪、氧化镁、氧化钍、氧化钇、氧化锰、氧化硅、氧化锌或氧化锆或它们的组合构成的组。
7.根据权利要求1所述的反射器，其中所述第二氧化物层选自由氧化铈、氧化铝、氧化铍、氧化铬、氧化铪、氧化镁、氧化钍、氧化钇、氧化锰、氧化硅、氧化锌或氧化锆或它们的组合构成的组。
8.根据权利要求1所述的反射器，其中所述红外反射金属层的厚度介于50和600nm之间。
9.根据权利要求1所述的反射器，其中所述第一氧化物层的厚度介于50和500nm之间。
10.根据权利要求1所述的反射器，其中所述第二氧化物层的厚度介于1和100nm之间。
11.一种与热处理之前的对波长范围为1000至2000nm的全反射相比把热处理之后的红外辐射元件的红外反射金属层对波长范围为1000至2000nm的全 反射的损耗降低到少于15％的方法，其中所述热处理包括暴露在700℃的温度下72小时，所述方法包括以下步骤：
-提供金属箔；
-在所述金属箔上沉积第一氧化物层；
-在所述第一氧化物层上沉积红外反射金属层；以及
-在所述红外反射金属层上沉积第二氧化物层，
其中，所述第一氧化物层用作扩散阻挡层，用于阻止所述红外反射金属层的金属扩散到所述金属箔中，并且
所述第二氧化物层用作所述红外反射金属层的保护层，用于给予所述红外反射金属层所需的热稳定性。
12.根据权利要求11所述的方法，其中在所述热处理之后对波长范围为1000至2000nm的全反射的损耗小于5％。
13.根据权利要求11或12所述的方法，其中所述红外辐射元件包括红外线灯或红外线加热器。
14.根据权利要求11所述的方法，其中所述金属箔包括不锈钢箔。
15.根据权利要求11所述的方法，其中所述红外反射金属包括金、铂、钯、铑或它们的合金。
16.根据权利要求11所述的方法，其中所述第一氧化物层选自由氧化铈、氧化铝、氧化铍、氧化铬、氧化铪、氧化镁、氧化钍、氧化钇、氧化锰、氧化硅、氧化锌或氧化锆或它们的组合构成的组。
17.根据权利要求11所述的方法，其中所述第二氧化物层选自由氧化铈、氧化铝、氧化铍、氧化铬、氧化铪、氧化镁、氧化钍、氧化钇、氧化锰、氧化硅、氧化锌或氧化锆或它们的组合构成的组。
18.根据权利要求11所述的方法，其中所述红外反射金属层的厚度介于50和600nm之间。
19.根据权利要求11所述的方法，其中所述第一氧化物层的厚度介于50和300nm之间。
20.根据权利要求11所述的方法，其中所述第二氧化物层的厚度介于1和100nm之间。
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