CN111020550A - 一种铝合金太阳能电池框架的生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及冶金领域，特别是涉及一种铝合金太阳能电池框架的生产工艺。该生产工艺包括如下步骤：(1)成型；(2)抛光、清洁；(3)酸洗活化；(4)表面处理；(5)涂层覆盖。其中，活化处理过程中使用酸液由浓硝酸、浓硫酸、氢氟酸和水配制而成；酸液中浓硝酸的浓度为75.0g/L，浓硫酸的浓度为22.0g/L，氢氟酸的浓度为18.0ml/L。表面处理过程中使用的钝化液的配方为：冰醋酸0.04‑0.07ml/ml，膦酰基丁烷三羧酸0.08‑0.17g/ml，高锰酸钾0.1‑0.3g/ml，浓硝酸0.2‑0.4ml/ml，浓硫酸0.01‑0.02ml/ml，钼酸钾0.10‑0.15g/ml；溶剂为去离子水。该工艺生产的铝合金太阳能电池框架具有机械强度高，耐磨、耐腐蚀性能突出的特点。
Description
技术领域
本发明涉及冶金领域，特别是涉及一种铝合金太阳能电池框架的生产工艺。
背景技术
光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。主要由太阳电池板(组件)、控制器和逆变器三大部分组成，主要部件由电子元器件构成。太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。太阳能电池框架是指光伏太阳能电池板组件构成的铝合金型材固定框架和支架，现有技术中太阳能电池框架主要使用5083铝合金。
5083铝合金是高镁合金，在不可热处理合金中强度良好，可切削性良好；阳极化处理后表面美观。电弧焊性能良好。5083合金中的主要合金元素为镁，具有良好的可焊接性能，以及中等强度；上述性能使得其非常适合作为太阳能电池框架制造。
但是，太阳能发电站主要在室外使用，太阳能电池板组件的工作环境非常严苛，以我国为例，我国太阳能储量丰富的地区主要集中在西部，西部的荒漠地区风沙严重，因此要求太阳能电池框架还需要具有良好的耐磨性能和抗疲劳性能。而部分太阳能电池组件还应用于海上或湖泊上，因此对太阳能电池框架的防水和耐腐蚀性能也提出的更高的要求。现有技术中的铝合金处理还无法满足上述的多项性能要求；因此技术人员希望通过涂层的使用对铝合金基材进行防护，提高太阳能电池框架的耐候性能和使用寿命，但是，常规的氟碳漆和高聚物防护膜等材料不仅成本高昂，而且耐候性能也并不突出，在长时间使用后容易老化脱落，失去防护性能。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种铝合金太阳能电池框架的生产工艺，该工艺生产的铝合金太阳能电池框架具有机械强度高，耐腐蚀、抗老化性能突出的特点。
为了达到上述目的，本发明是通过以下技术方案来实现的：
一种铝合金太阳能电池框架的生产工艺，所述生产工艺包括如下步骤：
(1)成型：将5053铝合金型材冷加工成型，得到所需的太阳能电池框架构件；
(2)抛光、清洁：对构件进行表面抛光，抛光后用稀盐酸和去离子水循环清洗2-3次，然后烘干；
(3)酸洗活化:将烘干后的构件投入到酸液中活化处理1-1.5min，活化温度为40-43℃；
(4)表面处理：将活化后的构件投入到钝化液中完全浸没，钝化处理15-18s取出，静置2-6min后重新浸没到钝化液中15-20s，再取出用去离子水冲洗2-3次，烘干；烘干后将构件放置在热静压处理设备中处理2-3h；
(5)涂层覆盖：在表面处理后的构件表面涂刷水性防锈涂料，制成所需的太阳能电池框架。
优选地，所述步骤(2)清洁过程中使用的稀盐酸的浓度为6.5-8mol/L。
优选地，所述步骤(3)的活化处理过程中使用酸液由浓硝酸、浓硫酸、氢氟酸和水配制而成，酸液中浓硝酸的浓度为75.0g/L，浓硫酸的浓度为22.0g/L，氢氟酸的浓度为18.0ml/L。
优选地，所述步骤(4)中的钝化液的配方为：冰醋酸0.04-0.07ml/ml，膦酰基丁烷三羧酸0.08-0.17g/ml，高锰酸钾0.1-0.3g/ml，浓硝酸0.2-0.4ml/ml，浓硫酸0.01-0.02ml/ml，钼酸钾0.10-0.15g/ml；溶剂为去离子水。
进一步优选地，所述配置钝化液使用的浓硝酸的浓度为65wt％，浓硫酸的浓度为98wt％。
优选地，构件在热静压处理设备中的处理温度为370-385℃，压力为80-95MPa，使用的压力介质为氩气或氦气。
优选地，所述5053铝合金型材的化学成分为：Si:0.3-0.4；Fe:0.23-0.35；Cu:0.07-0.10；Mn:0.4-0.7；Mg:4.1-4.8；Cr:0.05-0.18；Zn:0.12-0.25；Ti:0.10-0.15；余量为Al和不可避免的杂质。
优选地，所述铝合金中还包括不高于0.13wt％的La-Ce-Pr-Nd混合稀土元素。
优选地，所述5053铝合金的抗拉强度≥270MPa，条件屈服强度≥120MPa，延伸率＞12。
本发明具有如下的有益效果：
本发明提供的太阳能电池框架，采用5053铝合金材料作为基材，通过对基材进行抛光、活化和钝化，形成高硬度、强耐腐蚀性能保护层，并通过热等静压处理使得防护层的组织更加致密，防护性能更加突出。
基材表面的防护层除了提高铝合金基材的耐腐蚀性能之外，还可以改善基材与涂层之间的粘结力效果，使得防护涂层的附着力强度更高，防止涂层开裂或脱落。因此该型太阳能电池框架的耐腐蚀、抗老化性能更好，抗疲劳性能更加突出，使用寿命更长。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的具体实施方式作进一步描述，以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例1
一种铝合金太阳能电池框架的生产工艺，所述生产工艺包括如下步骤：
(1)成型：将5053铝合金型材冷加工成型，得到所需的太阳能电池框架构件；
(2)抛光、清洁：对构件进行表面抛光，抛光后用稀盐酸和去离子水循环清洗2次，然后烘干；
(3)酸洗活化:将烘干后的构件投入到酸液中活化处理1min，活化温度为40℃；
(4)表面处理：将活化后的构件投入到钝化液中完全浸没，钝化处理15s取出，静置2min后重新浸没到钝化液中15s，再取出用去离子水冲洗2次，烘干；烘干后将构件放置在热静压处理设备中处理2h；
(5)涂层覆盖：在表面处理后的构件表面涂刷水性防锈涂料，制成所需的太阳能电池框架。
其中，步骤(2)清洁过程中使用的稀盐酸的浓度为6.5mol/L。
步骤(3)的活化处理过程中使用酸液由浓硝酸、浓硫酸、氢氟酸和水配制而成，酸液中浓硝酸的浓度为75.0g/L，浓硫酸的浓度为22.0g/L，氢氟酸的浓度为18.0ml/L。
步骤(4)中的钝化液的配方为：冰醋酸0.04ml/ml，膦酰基丁烷三羧酸0.08g/ml，高锰酸钾0.1g/ml，浓硝酸0.2ml/ml，浓硫酸0.01ml/ml，钼酸钾0.10g/ml；溶剂为去离子水。配置钝化液使用的浓硝酸的浓度为65wt％，浓硫酸的浓度为98wt％。
步骤(4)中构件在热静压处理设备中的处理温度为370℃，压力为80MPa，使用的压力介质为氩气。
本实施例中，5053铝合金型材的化学成分为：Si:0.3；Fe:0.23；Cu:0.07；Mn:0.4；Mg:4.1；Cr:0.05；Zn:0.12；Ti:0.10；余量为Al和不可避免的杂质。
铝合金中还包括不高于0.13wt％的La-Ce-Pr-Nd混合稀土元素。
使用的5053铝合金的抗拉强度≥270MPa，条件屈服强度≥120MPa，延伸率＞12。
实施例2
一种铝合金太阳能电池框架的生产工艺，所述生产工艺包括如下步骤：
(1)成型：将5053铝合金型材冷加工成型，得到所需的太阳能电池框架构件；
(2)抛光、清洁：对构件进行表面抛光，抛光后用稀盐酸和去离子水循环清洗3次，然后烘干；
(3)酸洗活化:将烘干后的构件投入到酸液中活化处理1.5min，活化温度为43℃；
(4)表面处理：将活化后的构件投入到钝化液中完全浸没，钝化处理18s取出，静置6min后重新浸没到钝化液中20s，再取出用去离子水冲洗3次，烘干；烘干后将构件放置在热静压处理设备中处理3h；
(5)涂层覆盖：在表面处理后的构件表面涂刷水性防锈涂料，制成所需的太阳能电池框架。
其中，步骤(2)清洁过程中使用的稀盐酸的浓度为8mol/L。
步骤(3)的活化处理过程中使用酸液由浓硝酸、浓硫酸、氢氟酸和水配制而成，酸液中浓硝酸的浓度为75.0g/L，浓硫酸的浓度为22.0g/L，氢氟酸的浓度为18.0ml/L。
步骤(4)中的钝化液的配方为：冰醋酸0.07ml/ml，膦酰基丁烷三羧酸0.17g/ml，高锰酸钾0.3g/ml，浓硝酸0.4ml/ml，浓硫酸0.02ml/ml，钼酸钾0.15g/ml；溶剂为去离子水。配置钝化液使用的浓硝酸的浓度为65wt％，浓硫酸的浓度为98wt％。
步骤(4)中构件在热静压处理设备中的处理温度为385℃，压力为95MPa，使用的压力介质为氦气。
本实施例中，5053铝合金型材的化学成分为：Si:0.4；Fe:0.35；Cu:0.10；Mn:0.7；Mg:4.8；Cr:0.18；Zn:0.25；Ti:0.15；余量为Al和不可避免的杂质。
铝合金中还包括不高于0.13wt％的La-Ce-Pr-Nd混合稀土元素。
使用的5053铝合金的抗拉强度≥270MPa，条件屈服强度≥120MPa，延伸率＞12。
实施例3
一种铝合金太阳能电池框架的生产工艺，所述生产工艺包括如下步骤：
(1)成型：将5053铝合金型材冷加工成型，得到所需的太阳能电池框架构件；
(2)抛光、清洁：对构件进行表面抛光，抛光后用稀盐酸和去离子水循环清洗3次，然后烘干；
(3)酸洗活化:将烘干后的构件投入到酸液中活化处理1.2min，活化温度为42℃；
(4)表面处理：将活化后的构件投入到钝化液中完全浸没，钝化处理17s取出，静置4min后重新浸没到钝化液中19s，再取出用去离子水冲洗2次，烘干；烘干后将构件放置在热静压处理设备中处理2.5h；
(5)涂层覆盖：在表面处理后的构件表面涂刷水性防锈涂料，制成所需的太阳能电池框架。
其中，步骤(2)清洁过程中使用的稀盐酸的浓度为7.5mol/L。
步骤(3)的活化处理过程中使用酸液由浓硝酸、浓硫酸、氢氟酸和水配制而成，酸液中浓硝酸的浓度为75.0g/L，浓硫酸的浓度为22.0g/L，氢氟酸的浓度为18.0ml/L。
步骤(4)中的钝化液的配方为：冰醋酸0.06ml/ml，膦酰基丁烷三羧酸0.14g/ml，高锰酸钾0.2g/ml，浓硝酸0.3ml/ml，浓硫酸0.01ml/ml，钼酸钾0.13g/ml；溶剂为去离子水。配置钝化液使用的浓硝酸的浓度为65wt％，浓硫酸的浓度为98wt％。
步骤(4)中构件在热静压处理设备中的处理温度为380℃，压力为87MPa，使用的压力介质为氩气。
本实施例中，5053铝合金型材的化学成分为：Si:0.34；Fe:0.31；Cu:0.09；Mn:0.6；Mg:4.5；Cr:0.09；Zn:0.21；Ti:0.13；余量为Al和不可避免的杂质。
铝合金中还包括不高于0.13wt％的La-Ce-Pr-Nd混合稀土元素。
使用的5053铝合金的抗拉强度≥270MPa，条件屈服强度≥120MPa，延伸率＞12。性能测试
根据YS/T 773-20XX《太阳能电池框架用铝合金型材》行业标准中的测试方法，对本实施例中太阳能电池框架基材的表面硬度，以及框架的耐腐蚀、抗老化等性能进行测试，并设置常规的带有相同水性防锈涂料的5053铝合金材料框架作为对照组进行性能对比，得到如下测试结果：
1：本实施例与对照组太阳能电池框架的性能测试结果
分析上述实验数据发现，本实施例提供的太阳能电池框架与常规的铝合金框架相比，具有更高的硬度，耐磨性能更好。同时，在酸性和碱性腐蚀环境下，材料的耐蚀性表现都更加突出；在紫外线老化实验中，本实施提供的太阳能电池框架的涂层更加牢固，不容易发生开裂、剥落的问题。因此可以得出结论，本实施提供的太阳能电池框架具有更好的耐腐蚀性能和抗老化性能。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种铝合金太阳能电池框架的生产工艺，其特征在于：所述生产工艺包括如下步骤：
(1)成型：将5053铝合金型材冷加工成型，得到所需的太阳能电池框架构件；
(2)抛光、清洁：对构件进行表面抛光，抛光后用稀盐酸和去离子水循环清洗2-3次，然后烘干；
(3)酸洗活化:将烘干后的构件投入到酸液中活化处理1-1.5min，活化温度为40-43℃；
(4)表面处理：将活化后的构件投入到钝化液中完全浸没，钝化处理15-18s取出，静置2-6min后重新浸没到钝化液中15-20s，再取出用去离子水冲洗2-3次，烘干；烘干后将构件放置在热静压处理设备中处理2-3h；
(5)涂层覆盖：在表面处理后的构件表面涂刷水性防锈涂料，制成所需的太阳能电池框架。
2.根据权利要求1所述的一种铝合金太阳能电池框架的生产工艺，其特征在于：所述步骤(2)清洁过程中使用的稀盐酸的浓度为6.5-8mol/L。
3.根据权利要求1所述的一种铝合金太阳能电池框架的生产工艺，其特征在于：所述步骤(3)的活化处理过程中使用酸液由浓硝酸、浓硫酸、氢氟酸和水配制而成，酸液中浓硝酸的浓度为75.0g/L，浓硫酸的浓度为22.0g/L，氢氟酸的浓度为18.0ml/L。
4.根据权利要求1所述的一种铝合金太阳能电池框架的生产工艺，其特征在于：所述步骤(4)中的钝化液的配方为：冰醋酸0.04-0.07ml/ml，膦酰基丁烷三羧酸0.08-0.17g/ml，高锰酸钾0.1-0.3g/ml，浓硝酸0.2-0.4ml/ml，浓硫酸0.01-0.02ml/ml，钼酸钾0.10-0.15g/ml；溶剂为去离子水。
5.根据权利要求4所述的一种铝合金太阳能电池框架的生产工艺，其特征在于：所述配置钝化液使用的浓硝酸的浓度为65wt％，浓硫酸的浓度为98wt％。
6.根据权利要求1所述的一种铝合金太阳能电池框架的生产工艺，其特征在于：构件在热静压处理设备中的处理温度为370-385℃，压力为80-95MPa，使用的压力介质为氩气或氦气。
7.根据权利要求1所述的一种铝合金太阳能电池框架的生产工艺，其特征在于：所述5053铝合金型材的化学成分为：Si:0.3-0.4；Fe:0.23-0.35；Cu:0.07-0.10；Mn:0.4-0.7；Mg:4.1-4.8；Cr:0.05-0.18；Zn:0.12-0.25；Ti:0.10-0.15；余量为Al和不可避免的杂质。
8.根据权利要求1所述的一种铝合金太阳能电池框架的生产工艺，其特征在于：所述铝合金中还包括不高于0.13wt％的La-Ce-Pr-Nd混合稀土元素。
9.根据权利要求1所述的一种铝合金太阳能电池框架的生产工艺，其特征在于：所述5053铝合金的抗拉强度≥270MPa，条件屈服强度≥120MPa，延伸率＞12。
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Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0826745A2 (de) * | 1996-08-30 | 1998-03-04 | Eckart-Werke Standard Bronzepulver-Werke Carl Eckart Gmbh & Co. | Korrosionsstabile, durch Physical Vapor Deposition hergestellte Aluminiumpigmente und Verfahren zu deren Stabilisierung |
| DE19754108A1 (de) * | 1997-12-05 | 1999-06-10 | Henkel Kgaa | Chromfreies Korrosionsschutzmittel und Korrosionsschutzverfahren |
| CN101139708A (zh) * | 2007-10-17 | 2008-03-12 | 陈东初 | 铝合金表面制备耐腐蚀性氧化膜的转化液及其使用方法 |
| CN101225517A (zh) * | 2008-02-22 | 2008-07-23 | 陈东初 | 镁合金表面制备耐腐蚀性钝化膜的无铬处理液及其使用方法 |
| CN103103512A (zh) * | 2011-11-15 | 2013-05-15 | 广东兴发铝业有限公司 | 用于铝型材表面处理的稀土改性钛锆系化学钝化液及使用方法 |
| CN105603409A (zh) * | 2016-01-15 | 2016-05-25 | 华南理工大学 | 一种铝合金常温碱性无铬钝化液及钝化方法 |
| CN106958000A (zh) * | 2017-05-25 | 2017-07-18 | 山东创新金属科技有限公司 | 一种海洋作业设备铝合金工件处理工艺 |
| CN107250435A (zh) * | 2015-09-16 | 2017-10-13 | 奥野制药工业株式会社 | 铝或铝合金用化成处理液、化成处理方法和化成被膜 |
| CN108842154A (zh) * | 2018-06-05 | 2018-11-20 | 上海依科绿色工程有限公司 | 一种缓蚀剂组合物及其制备方法和用途 |
-
2019
- 2019-12-11 CN CN201911265990.0A patent/CN111020550A/zh active Pending
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0826745A2 (de) * | 1996-08-30 | 1998-03-04 | Eckart-Werke Standard Bronzepulver-Werke Carl Eckart Gmbh & Co. | Korrosionsstabile, durch Physical Vapor Deposition hergestellte Aluminiumpigmente und Verfahren zu deren Stabilisierung |
| DE19754108A1 (de) * | 1997-12-05 | 1999-06-10 | Henkel Kgaa | Chromfreies Korrosionsschutzmittel und Korrosionsschutzverfahren |
| CN101139708A (zh) * | 2007-10-17 | 2008-03-12 | 陈东初 | 铝合金表面制备耐腐蚀性氧化膜的转化液及其使用方法 |
| CN101225517A (zh) * | 2008-02-22 | 2008-07-23 | 陈东初 | 镁合金表面制备耐腐蚀性钝化膜的无铬处理液及其使用方法 |
| CN103103512A (zh) * | 2011-11-15 | 2013-05-15 | 广东兴发铝业有限公司 | 用于铝型材表面处理的稀土改性钛锆系化学钝化液及使用方法 |
| CN107250435A (zh) * | 2015-09-16 | 2017-10-13 | 奥野制药工业株式会社 | 铝或铝合金用化成处理液、化成处理方法和化成被膜 |
| CN105603409A (zh) * | 2016-01-15 | 2016-05-25 | 华南理工大学 | 一种铝合金常温碱性无铬钝化液及钝化方法 |
| CN106958000A (zh) * | 2017-05-25 | 2017-07-18 | 山东创新金属科技有限公司 | 一种海洋作业设备铝合金工件处理工艺 |
| CN108842154A (zh) * | 2018-06-05 | 2018-11-20 | 上海依科绿色工程有限公司 | 一种缓蚀剂组合物及其制备方法和用途 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| 季一勤等: "《二氧化硅光学薄膜材料》", 30 June 2018, 国防工业出版社 * |
| 李建颖: "《食品添加剂速查手册》", 30 November 2017, 南开大学出版社 * |
| 陈东初等: "铝合金表面无铬化学转化膜的研究", 《表面技术》 * |
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