DE2726058A1 - Verfahren zur herstellung von sonnenkollektoren - Google Patents

Verfahren zur herstellung von sonnenkollektoren

Info

Publication number
DE2726058A1
DE2726058A1 DE19772726058 DE2726058A DE2726058A1 DE 2726058 A1 DE2726058 A1 DE 2726058A1 DE 19772726058 DE19772726058 DE 19772726058 DE 2726058 A DE2726058 A DE 2726058A DE 2726058 A1 DE2726058 A1 DE 2726058A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
aluminum
solution
ions
alkaline solution
iron
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19772726058
Other languages
English (en)
Other versions
DE2726058C3 (de
DE2726058B2 (de
Inventor
Noboru Fukuchi
Tohru Kimura
Masamichi Kuwabara
Mitsuo Sasaki
Youkichi Taniguchi
Sigeru Uema
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyo Aluminum KK
Original Assignee
Toyo Aluminum KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP6911676A external-priority patent/JPS52150833A/ja
Priority claimed from JP7265776A external-priority patent/JPS52155114A/ja
Application filed by Toyo Aluminum KK filed Critical Toyo Aluminum KK
Publication of DE2726058A1 publication Critical patent/DE2726058A1/de
Publication of DE2726058B2 publication Critical patent/DE2726058B2/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2726058C3 publication Critical patent/DE2726058C3/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C22/00Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C22/05Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions
    • C23C22/60Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using alkaline aqueous solutions with pH greater than 8
    • C23C22/66Treatment of aluminium or alloys based thereon
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S70/00Details of absorbing elements
    • F24S70/20Details of absorbing elements characterised by absorbing coatings; characterised by surface treatment for increasing absorption
    • F24S70/225Details of absorbing elements characterised by absorbing coatings; characterised by surface treatment for increasing absorption for spectrally selective absorption
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S70/00Details of absorbing elements
    • F24S70/20Details of absorbing elements characterised by absorbing coatings; characterised by surface treatment for increasing absorption
    • F24S70/25Coatings made of metallic material
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40Solar thermal energy, e.g. solar towers
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S126/00Stoves and furnaces
    • Y10S126/907Absorber coating
    • Y10S126/908Particular chemical

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Chemical Treatment Of Metals (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
  • Coating With Molten Metal (AREA)

Description

Patentanwalt·
eschreibun
Die Erfindung betrifft em Verfahren zur Herstellung von Sonnenkollektoren aus Aluminium oder dessen Legierungen, insbesondere ein Verfahren, bei welchem Aluminium oder dessen Legierung als Grundmaterial in eine heiße, wäßrige Lösung getaucht wird, die ein Silikat zur Bildung einer schwarzen Beschichtung mit hervorragender spektraler Selektivität enthält.
In den vergangenen Jahren wurden zahlreiche Untersuchungen über Sonnenkollektoren durchgeführt, darunter auch mit Kupferblechen mit Kupferoxidschicht, und Kupfer- oder Stahlblechen mit schwarzer Nickel- oder Chrombe schichtung.
Aluminium ist für Sonnenkollektoren wegen seiner hohen Wärmeleitfähigkeit und seinen geringen Kosten sehr gut als Grundmaterial geeignet. Bisher konnte jedoch noch kein für den Handel akzeptabler Aluminiumsonnenkollektor mit einer Oberflächenbeschichtung von guter Selektivität hergestellt werden. Soweit bekannt, wurden biäher nur sehr wenige Verfahren vorgeschlagen, um bei einer Aluminium- oder Aluminiumlegierungsschicht eine spektrale Selektivität zu erzielen. Dazu zählen z.B. die nachfolgenden beiden Verfahren:
1) Ein Verfahren, bei welchem durch Eloxieren auf einer Aluminiumoberfläche eine poröse Oxidschicht gebildet wird, woraufhin eine Behandlung in einem metallische Salze enthaltenden Elektrolyten erfolgt, um Metalle oder Metalloxide in den Poren der Oxidschicht abzulagern (Japanische Patentauslegeschrift SHO 51-3333)5
709850/1212
2) ein Verfahren, bei dem Aluminium einer Metallhärtung mit Kupfer unterworfen und die Kupferschicht durdi herkömmliches Galvanisieren verstärkt und aufgehellt wird, woraufhin sie in eine ein geeignetes Oxydierungsmittel enthaltende alkalische Lösung eingetaucht wird, um auf der mit galvanischem Überzug versehenen Oberfläche eine selektive Beschichtung zu bilden (Japanische Patentauslegeschrift SHO 50
Diese bekannten Verfahren weisen jedoch folgende Nachteile auf:
Bei dem erstgenannten Verfahren muß die poröse Oxidschicht mindestens 15 M dick sein, um durch die Ablagerung von Metallen oder Metalloxiden in den Poren eine selektive Fläche zu bilden. Die resultierende selektive Oberfläche weist nur eine geringe spektrale Selektivität auf, da aufgrund des Aluminiumoxids starke und breite Absorptionsbänder im Infrarot-Bereich auftreten, die zu einem großen Wärmeverlust führen. Das zweitgenannte Verfahren umfaist zwei Stufen, nämlich die Bildung der Kupferschicht auf dem Substrat und einer selektiven Absorptions beschichtung auf der Kupferschicht. Außerdem wird bei diesen Schritten Restflüssigkeit erhalten, die beseitigt werden muß. Dadurch wird das Verfahren kompliziert und die Herstellungskosten erhöht.
Die Aufgabe der Vorliegenden Erfindung besteht darin, ein vereinfachtes Verfahren zur Herstellung von Sonnen Kollektoren aus Aluminium oder dessen Legierungen zu schaffen, welche eine ausgezeichnete spektrale Selektivität aufweisen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die in Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung enthäuten die verwendeten Aluminiumlegierungen mindestens ein Element aus der Gruppe Eisen, Kupfer, Titan, Nickel, Silber und Gold. Das
709850/121? 5 /5
verwendete Aluminium weist eine Reinheit von 97% oder mehr, vorzugsweise sogar von 99»0% und mehr auf. Das Aluminium oder die Aluminiumlegierung kann in Form eines Blechs, einer Folie oder in anderer Form verwendet werden.
Die in dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten Silikate sollten wasserlöslich sein und werden vorzugsweise aus der Gruppe Natriumorthosilikat (Na^SiCL), Natriummetasilikat
Kaliummetasilikat (KoSiOv), Kaliumtetrasilikat 2O) und Wasserglas gewählt.
Die Silikatkonzentration sollte im Bereich von 5 - 100 mg pro Liter Wasser liegen. Unterhalb dieses Bereichs ergäbe die Silikatkonzentration nur farblose BeSchichtungen auf dem Substrat. Oberhalb des angegebenen Bereichs würde die Silikatkonzentration andererseits eine Korrosion des Substrats bewirken, so daß die Oberfläche aufgerauht würde und nur eine geringe spektrale Selektivität aufwiese.
Die Silikatlösung sollte vorzugsweise einen pH-Wert von 7,5 11,0 (vorzugsweise 8,G - 10,5) aufweisen. Ihre Temperatur sollte vorzugsweise 80°C oder darüber betragen. Unterhalb 80°C könnte keine gute selektive Beschichtung erzielt werden, selbst wenn das Substrat längere Zeit in die Lösung getaucht würde.
Außerdem wurde festgestellt, daß eine weitere Zugabe anderer metallischer Ionen, wie Zink, Magnesium, Kalzium, Strontium oder Beryllium zu der Silikatlösung das Schwärzen der Substratoberfläche fördert, wodurch die spektrale Selektivität verbessert wird. Auch wenn keine tiefschwarze Beschichtung in einer nur Silikat enthaltenden Schicht erhalten werden kann, führt die Zugabe eines oder mehrerer solcher Metallionen zu zufriedenstellenden Ergebnissen, ohne daß die anderen Behandlungsbedingungen geändert zu werden brauchen.
709850/1212 /6
Die Konzentration dieser Metallionen sollte vorzugsweise innerhalb folgender Bereiche liegen:
Zink 3 - ^O mg/1
Magnesium 5-35 mg/1
Kalzium 1 - 20 mg/1
Strontium 1 - 20 mg/1
Beryllium 1-20 mg/1
Bei der Herstellung der Silikatlösung wird vorzugsweise entionisiertes oder destilliertes Wasser verwendet, um eine negative Auswirkung der anderen Ionen auf die spektrale Selektivität der gebildeten Schicht auf einem Mindestmaß zu halten. Der spezifische Widerstand bei entionisiertem Wasser beträgt vorzugsweise 1 Milcm oder mehr, bei destilliertem Wasser 0,1 KiI.cm oder mehr. Die Erfindung sieht jedoch keine Beschränkung auf entionisiertes oder destilliertes Wasser vor. Es hat sich erwiesen, daß eine braune oder schwarze Schicht mit guter spektraler Selektivität mit Wasser erzielbar ist, das geringe Mengen Eisen-, Kalium- und/oder Chromionen enthält. Die maximal zulässigen Konzentrationen betragen 1,0 mg/1 für Eisen-, 8,0 mg/1 für Kalium- und 1,0 mg/1 für Chromionen.
Weiterhin wurde geprüft, welche Aluminiumlegierungen für das in dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendete Substrat geeignet sind. Es wurden 21 Aluminiumlegierungen aus 99>99 % reinem Aluminium verwendet, denen jeweils 0,5 Gew.-% eines der Zusatzelemente Beryllium, Bor, Magnesium, Silikon, Titan, Vanadium, Chrom, Mangan, Eisen, Kobalt, Nickel, Kupfer, Zink, Zirkon, Molybden, Silber, Kadmium, Zinn, Antimon, Tantal und Gold hinzugefügt wurden.
Diese Aluminiumlegierungsbleehe mit 99»99 % reinem Aluminium wurden entfettet und 30 Minuten in eine heiße alkalische, wäßrige Lösung getaucht, die 25,0 mg/1 Natriumorthosilikat
70985071212 /?
(in Ροπή von SiOo) enthielt. An den Blechen stellte sich jeweils Tabelle 1 dargestellte Parbveranderung ein.
Tabelle 1
Farbe der Beschichtung 99,99%
Al-Mg,
Versuchsbleche Aluminium
Al-Cd, Al-Sn -
Legierungen
Al-Fe,
Al-Au
Al-Ni, Al-Cu,
- Legierungen
Keine Parbveranderung Al-Be,
Al-Zr,
reines
Al-Zn,
Al-Cr, Al-Mn,
Al-Sb - Legierung
Aschbraun Al-Si,
Al-Mo,
Al-B, Al-V, Al-Co, Al-Ta -
Legierungen
Dunkelbraun Al-Ti,
Al-Ag,
Schwarz
Der Versuch ergab, daß Aluminiumlegierungen mit einer geringen Menge Pe, Ni, Ti, Cu, Ag oder Au als Substrat für die Bildung einer schwarzen Beschichtung geeignet sind.
Es wurde auch festgestellt, daß bei Aluminiumlegierungen, die eine oder mehrere dieser Bestandteile enthalten, eine Beschichtung mit ausgezeichneter spektraler Selektivität erhalten wird, wenn deren Menge in folgenden Bereichen liegt:
709850/1212
/8
Fe: O,O5 -2,0 Gew.-%
Cu: 0,05 - 4,0 Gew.-%
Ti: 0,05 -1,0 Gew.-%
Ni: u,O^ -1,0 Gev.-%
Ag: 0,05 - 1,0 Gew.-%
Au: 0,05 - 0,5 Gew.-%
Bei Mengen unterhalb dieser Bereiche ist die Beschichtung bei allen Legierungen blaßbraun unL weist nur eine geringe spektrale Selektivität auf. Bei Anteilen über den angegebenen Grenzen hätte die gebildete schwarze Schicht eine schmutzige Farbe und infolge der farblosen intermetallischen Verbindungen und der Eorrisionsrisse eine geringe spektrale Selektivität.
Das erfindungsgemäße Verfahren bietet insbesondere folgende Vorteile:
1) Es ergibt eine selektive Absorptionsfläche, auf der Sonnenenergie sehr wirkungsvoll in Wärmeenergie umgewandelt werden kann;
2) es ist in der Praxis leicht und zu annehmbaren Kosten durchführbar;
3) infolge der NichtVerwendung gefährlicher Schwermetallsalze besteht keine Gefahr einer Vasserverschmutzung.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Sofern nicht anders angegeben, stehen die Mengenangaben für Gew.-%, und die Silikatangaben bedeuten
Beispiel 1
Unter Verwendung von entionisiertem Wasser(mit spezifischem Widerstand über 1 Mü.cm) wurden wäßrige Lösungen hergestellt,
709850/1212 /9
die Natriumorthosilikat in den in Tabelle 2 angegebenen Mengen enthielten. Diese Lösungen wurden dann (bei 3O0C) auf einen pH-Wert 9»5 eingestellt durch Hinzufügung einiger Tropfen verdünnten Ammoniakwassers oder verdünnter Schwefelsäurelösung.
Ein Aluminiumblech (AA-11OO) von etwa 0,5 mm Stärke wurde zunächst bei 600C 1 Minute in eine 10%ige kaustische Sodalösung eingetaucht, um Walzöl und eine dünne Oxidschicht zu entfernen, ohne daß die ursprüngliche Oberflächenhelligkeit beeinträchtigt wird. Das Blech wurde bei 95°C in jede der Silikatlösungen 10 Minuten eingetaucht. Durch die Behandlung wurden entsprechend Tabelle 2 farbige BeSchichtungen auf den Blechen gebildet. Die BeSchichtungen wiesen eine spektrale Selektivität entsprechend dem Ausmaß der Färbung auf.
Tabelle 2
Natriumorthosilikatmenge 0 Ausmaß der Färbung
(mg/1) 5
10 keine Veränderung
20 hellbraun
30 braun
40 dunkelbraun
60 schwarz
80 schwarz
100 schwarz
dunkelbraun
a s ch braun
Pig. 1 zeigt das spektrale Reflexionsvermögen der durch Eintauchen eines Aluminiumbleches xn die 40 mg/1 Natriumorthosilikat enthaltende Lösung gebildete Beschichtung. Aus Fig. 1 ergibt sich klar, daß die Beschichtung eine ausgezeichnete
709850/1212 /10
selektive Oberfläche aufweist, die in den sichtbaren und den nahen IR-Bereichen (u,3u - 2,0 um Wellenlänge) einen hohen spektralen Absorptionsgrad von 85 - 96 % und gleichzeitig einen geringen spektralen Emissionsgrad von 3 - 25 % im IR-Bereich (Wellenlänge über 6 ^um) besitzt.
Beispiel 2
Wäßrige Lösungen mit einem Gehalt von ^, 7 1infl 14- mg/1 Kaliummetasilikat wurden mit entionisiertem Wasser hergestellt und ihr pH-Wert wie in Beispiel 1 eingestellt. Aluminiumlegierungsbleche (AA-3UU3), die wie in Beispiel 1 entfettet waren, wurden in jede dieser Silikatlösungen 1U Minuten bei 80°C eingetaucht. Dabei wurden OberflächenbeSchichtungen gebildet, deren jeweilige Farbe aus Tabelle 3 ersichtlich ist. Alle Beschichtungen wiesen eine spektrale Selektivität entsprechend dem Färbungsausmaß auf.
Tabelle 3
Kaliummetasilikatmenge
(mg/1)
Ausmaß der Färbung
0
3
7
14
keine Veränderung
hellbraun
schwarz
schwarz
Beispiel 3
Wie in Beispiel 1 wurde eine wäßrige Lösung mit einem Gehalt von 10 mg/1 Natriummetasilikat hergestellt und ihr pH-Wert durch Hinzufügen von Triäthanolamin auf 9,5 eingestellt. Ein wie in Beispiel 1 entfettetes Aluminiumblech (AA-1100) wurde 10 Minuten bei 95°C in die Lösung eingetaucht. Es wurde eine schwarze Beschichtung mit ausgezeichneter spektraler Selektivität erzielt.
709850/1212
/11
Beispiel 4-
Wie in Beispiel 1 wurde eine Lösung mit einem Gehalt von 16,3 mg/1 Natriumorthosilikat und 20,0 mg/1 Magnesiumsulfat (als Mg-Ionen) hergestellt, ihr pH-Wert auf 9,5 eingestellt und die Lösung zum Sieden gebracht. Ein entfettetes Aluminiumblech (ΑΔ-11ΟΟ) wurde 10 Minuten in die Lösung eingetaucht. Es wurde exne schwarze Beschichtung mit guter spektraler Selektivität erzielt.
Beispiel 5
Wie in Beispiel 1 wurde eine Lösung mit einem Gehalt von 16,3 mg/1 Natriumorthosilikat und 1ü,0 mg/1 Zinksulfat (als Zn-Ionen) hergestellt, deren pH-Wert auf 1u,u bestimmt und die Lösung zum Sieden gebracht. Ein entfettetes Aluminiumblech (ΑΑ-11θυ) wurde 10 Minuten in die Lösung eingetaucht. Es wurde eine schwarze BeschichtungAiit guter spektraler Selektivität erzielt.
Beispiel 6
Wie in Beispiel 1 wurde eine Lösung mit einem Gehalt von 16,2 mg/1 Natriumorthosilikat, 10,U mg/1 Magnesiumsulfat (als Mg-Ionen) unL 5,0 mg/1 Zinksulfat (Zn-Ionen) hergestellt, deren pH-Wert auf 9,5 eingestellt und die Lösung zum Sieden gebracht. Ein entfettetes Aluminiumblech (AA-1100) wurde 10 Minuten darin eingetaucht, wobei eine schwarze Beschichtung mit guter spektraler Selektivität gebildet wurde.
Beispiel 7
Es wurde eine Lösung hergestellt unter Hinzufügung von 4,3 mg/1 Natriumorthosilikat, 5,0 mg/1 Kalziumsulfat (Ca-Ionen) und 10,0 mg/1 Berylliumsulfat (Be-Ionen) zu Leitungswasser mit einem Gehalt von 12 mg/1 SiO2, 0,08 mg/1 Pe-Ionen und 5,4· mg/1 Ε-Ionen. Der pH-Wert wurde auf 10,5 eingestellt durch Hinzufügung von verdünnter Natriumhydroxidlösung, und die Lösung wurde zum Siedpunkt erhitzt. Ein entfettetes Aluminiumblech (AA-11Ü0) wurde 10 Minuten darin eingetaucht, wobei eine
709850/1212 /12
ähnliche schwarze Beschichtung gebildet wurde wie mit den mit entionisiertem Wasser hergestellten Beschichtungen. Die Beschichtung wies eine gute spektrale Selektivität auf.
Beispiel 8
Mit entionisiertem Wasser wurde eine Lösung mit einem Gehalt von 6 mg/1 Natriumorthosilikat und 12 mg/1 Zinksulfat (als Zn-Ionen) hergestellt und der pH-Wert durch Hinzufügen von verdünnter Ammoniaklösung auf 9,5 eingestellt. Ein Aluminiumblech wurde durch einminütiges Eintauchen in 1%ige kaustische Sodalösung bei 600C entfettet und dann 10 Minuten bei 92 - 95°C in der Silikatlösung behandelt. Es wurde eine schwarze Beschichtung mit hervorragender spektraler Selektivität erzielt.
Beispiel 9
Mit destilliertem Wasser wurde eine Lösung mit einem Gehalt von 24 mg/1 Natriumorthosilikat hergestellt, deren pH-Wert auf 10,0 eingestellt wurde durch Hinzufügen von verdünnter Schwefelsäurelösung, und dxe Lösung wurde zum Sieden gebracht. Ein entfettetes Aluminiumblech (AA-1100) wurde 1u Minuten in die Lösung eingetaucht. Es wurde eine schwarze Beschichtung mit ausgezeichneter spektraler Selektivität erzielt.
Bei3j.el 10
Unter Verwendung von entionisiertem Wasser wurde eine wäßrige Lösung mit einem Gehalt von 20 mg/1 Natriumorthosilikat und 1 mg/1 Eisexisulfat (als Pe-Ionen) hergestellt und zum Siedepunkt erhitzt. Ein entfettetes Aluminiumblech (ΑΑ-11υυ) wurde eine Stunde in die Lösung eingetaucht. Fig. 2 zeigt das spektrale Reflexionsvermögen der auf dem Blech gebildeten schwarzen Beschichtung. Das Spektrum zeigt, dali die Beschichtung eine recht' gute spektrale Selektivität aufweist, obwohl es im infraroten Bereich nur eine geringe Absorption zeigt. Dies zeigt offensichtlich, daß der Gehalt von 1 mg/1 Fe-Ionen sich auf die
709850/1212 /1?
Bildung einer spektral absorbierenden Oberfläche nicht nachteilig auswirkt.
Beispiel 11
Zu 99»99 % Aluminium wurden
1) y,1 % Eisen
2) 0,1 % Silber und
3) 0,1 % Nickel
hinzugefügt, um drei verschiedene Aluminiumlegierungsbleche herzustellen. Diese Bleche wurden wie in Beispiel 1 beschrieben entfettet. Zu 1 Liter destilliertem Wasser wurden 0,25 mg Natriumorthosilikat hinzugefügt und die Lösung auf 95°C erhitzt. Jedes entfettete Blech wurde 30 Minuten in die heiße Lösung getaucht. Es wurden schwarze Beschichtungen mit ausgezeichneter spektraler Selektivität erzielt, wie aus Fig. 3 ersintlich ist, wobei die Kurven 1, 2 und 3 Legierungen mit einem Eisen-, Silber- bzw. Nickelgehalt darstellen.
Beispiel 12
Zu 99»99 % Aluminium wurden
1) 1,5 % Kupfer und 0,5 % Eisen
2) 0,05 % Nickel, 0,5 % Eisen und 0,1 % Kupfer hinzugefügt, um zwei verschiedene Aluminiumlegierungsbleche herzustellen. Diese wurden in derselben Lösung und unter gleichen Bedingungen wie in Beispiel 11 beschrieben behandelt. Es bildete sich jeweils eine schwarze Beschichtung mit guter spektraler Selektivität, wie aus Fig. 4 zu ersehen ist, wobei die Kurven 1 und 2 die vorgenannten beiden Blecharten kennzeichnen.
Beispiel 13
Als Beispiele für Aluminiumlegierungsbleche mit zwei oder mehr Legierungselementen wurden Bleche mit einer Zusammensetzung gemäß Tabelle 4 hergestellt und wie in Beispiel 11 beschrieben behandelt. Auf beiden Blechen bildete sich exne schwarze Beschichtung mit hervorragender selektiver Absorption. Tabelle 4 zeigt das spektrale Reflexionsvermögen der Beschichtung auf jedem Legierungsblech bei verschiedenen Wellenlängen.
/14 709860/1212
Tabelle 4
Zusammensetzung der Alumini umlegierungsbleche
Reflexionsvermögen (%) bei verschiedenen Wellenlängen (in jum)
Ag: 0.06% 0.5 5-0 20.0
Al: 99.89%,
Au: 0.05%
Pe: 0.4%
Ag: 0.06%
10.2 78.3 95.5
Al: 99-24%,
Ti: 0.3%,
Cu: 0.1%
Au: 0.05%
8.1 65.7 92.6
Al: 99.8%,
Ni: 0.05%,
Fe: 0.5%
Cu: 0.3%
6.3 66.0 91.8
Al: 99.15%,
Ni: 0.05%,
Fe: 0.5% 6.9 68.1 93.0
Al: 99%,
Ti: 0.5%
Fe: 0.5% 8.6 67.0 92.5
Al: 99%,
Ni: 0.5%
Fe: 0.5% 6.0 60.4 90.0
Al: 99.4%,
Ag: 0.1%
Fe: 0.5% 8.9 71.1 92.6
Al: 99.4%,
Au: 0.1%
Ti: 0.5% 7-0 65.3 90.5
Al: 99.4%,
Ni: 0.1%
9.5 73.6 94.7
709850/1212
Patentanwälte
Dip!
/ hke
β Mii.ir.iK.ri 40, JtMtA. Λ·<,ί·β 34
Le e rs e i t e

Claims (6)

  1. : -ΓI. Eder
    «O.fl«*>ethstr»ße34
    Toyo Aluminium Kabushiki Kaisha Osaka, Japan
    Verfahren zur Herstellung von Sonnenkollektoren
    Patentansprüche
    ,1. Verfahren zur Herstellung von Sonnenkollektoren, dadurch gekennzeichnet, daß das verwendete Aluminium oder exne Aluminiumlegierung in eine heiße wäßrige, alkalische Lösung mit einem Silikatgehalt (SiOo) von 5 -100 mg pro Liter Wasser getaucht wird, wobei eine selektiv absorptionsfällige Beschichtung gebildet wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wäßrige, alkalische Lösung eine Temperatur von mindestens 80°C aufweist.
  3. 3· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zur Herstellung der wäßrigen alkalischen Lösung verwendete Wasser entionisiert oder destilliert ist.
    70985071212 /2
    ORIGINAL INSPECTED
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zur Herstellung der wäßrigen alkalischen Lösung verwendete Wasser einen Gehalt von jeweils höchstens 1,0 mg/1 Eisenionen, 8,0 mg/1 Kaliumionen bzw. 1,0 mg/1 Chromionen aufweist.
  5. 5· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die heiße wäßrige Lösung außerdem mindestens eine Ionenart aus der Gruppe Zink, Magnesium, Kalzium, Strontium und Beryllium enthält, die jeweils in einer Menge von 3-30 mg/1 Zink, 5-35 mg/1 Magnesium, 1-20 mg/1 Kalzium, 1-20 mg/1 Strontium bzw. 1-20 mg/1 Beryllium vorhanden sind.
  6. 6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daü die Aluminiumlegierung mindestens ein Zusatzelement aus der Gruppe Eisen, Kupfer, Titan, Nickel, Silber und Gold enthält, die jeweils in einer Menge von υ,05 - 2,0 % Eisen, 0,05 - 4,0 % Kupfer, 0,05 - 1,0 % Titan, 0,03 - 1,0 % Nickel, (J,05 - 1,0 % Silber und 0,05 - 0,5 % Gold vorhanden sind.
    Dir' Kr r-Dipl.-!:·, '■'.. :.. * MQnciMfi 40. Üisabethitraße 34
    709850/1212
DE2726058A 1976-06-09 1977-06-08 Verfahren zur Herstellung von schwarzer selektiv absorbierender Überzüge für Sonnenkollektoren Expired DE2726058C3 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6911676A JPS52150833A (en) 1976-06-09 1976-06-09 Method of producing solar heat collecting plate
JP7265776A JPS52155114A (en) 1976-06-19 1976-06-19 Aluminum alloy for solar heat collecting sheet

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE2726058A1 true DE2726058A1 (de) 1977-12-15
DE2726058B2 DE2726058B2 (de) 1981-06-25
DE2726058C3 DE2726058C3 (de) 1982-03-18

Family

ID=26410301

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2726058A Expired DE2726058C3 (de) 1976-06-09 1977-06-08 Verfahren zur Herstellung von schwarzer selektiv absorbierender Überzüge für Sonnenkollektoren

Country Status (10)

Country Link
US (1) US4145462A (de)
BR (1) BR7703726A (de)
CA (1) CA1088821A (de)
CH (1) CH612452A5 (de)
DE (1) DE2726058C3 (de)
ES (1) ES459603A1 (de)
FR (1) FR2354394A1 (de)
GB (1) GB1566643A (de)
IT (1) IT1079035B (de)
NL (1) NL7706319A (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0039360B1 (de) * 1979-11-09 1986-01-29 Institutt For Energiteknikk Verfahren zur herstellung eines dunklen für wellenlänge selektiven oxydfilmes auf aluminium

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5357142A (en) * 1976-11-05 1978-05-24 Nippon Packaging Kk Process for forming black coating on aluminum or aluminum alloy
US4284072A (en) * 1978-10-26 1981-08-18 Occidental Research Corp. Solar collectors with solar panels having a particulate ferro-alloy surface
BR8001557A (pt) * 1979-03-16 1980-11-11 Thomson Csf Dispositivo coletor de energia solar e processo de fabricacao desse dispositivo
FR2463901A2 (fr) * 1979-08-21 1981-02-27 Thomson Csf Dispositif collecteur d'energie solaire et procede de fabrication d'un tel dispositif
JPS56162350A (en) * 1980-04-30 1981-12-14 Kaaruson Kuraaku Piitaa Heating panel
IT1152657B (it) * 1982-09-28 1987-01-07 Italia Alluminio Procedimento per la formazione di uno strato selettivo nero su superfici di corpi di alluminio e sue leghe e prodotti cosi' ottenuti
JPS60215772A (ja) * 1984-04-10 1985-10-29 Nippon Parkerizing Co Ltd アルミニウムおよびその合金の表面処理方法
US5324544A (en) * 1991-12-20 1994-06-28 United Technologies Corporation Inhibiting coke formation by coating gas turbine elements with alumina-silica sol gel
US5336560A (en) * 1991-12-20 1994-08-09 United Technologies Corporation Gas turbine elements bearing alumina-silica coating to inhibit coking
US5266360A (en) * 1991-12-20 1993-11-30 United Technologies Corporation Inhibiting coke formation by coating gas turbine elements with silica
CN1079119C (zh) * 1995-10-10 2002-02-13 Prc-迪索托国际公司 用于铝合金的非铬酸盐缓蚀剂
US6059867A (en) * 1995-10-10 2000-05-09 Prc-Desoto International, Inc. Non-chromate corrosion inhibitors for aluminum alloys

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1846844A (en) * 1929-07-16 1932-02-23 Gen Electric Process of treating aluminum

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1540766A (en) * 1923-02-23 1925-06-09 Thomas Rutmann Metal process
US1608775A (en) * 1925-07-23 1926-11-30 Daniels Samuel Process for coating metals
US3471674A (en) * 1966-01-20 1969-10-07 Union Carbide Corp Gas flow control apparatus

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1846844A (en) * 1929-07-16 1932-02-23 Gen Electric Process of treating aluminum

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0039360B1 (de) * 1979-11-09 1986-01-29 Institutt For Energiteknikk Verfahren zur herstellung eines dunklen für wellenlänge selektiven oxydfilmes auf aluminium

Also Published As

Publication number Publication date
DE2726058C3 (de) 1982-03-18
DE2726058B2 (de) 1981-06-25
BR7703726A (pt) 1978-03-28
FR2354394A1 (fr) 1978-01-06
FR2354394B1 (de) 1978-11-03
CA1088821A (en) 1980-11-04
IT1079035B (it) 1985-05-08
US4145462A (en) 1979-03-20
ES459603A1 (es) 1978-04-01
NL7706319A (nl) 1977-12-13
GB1566643A (en) 1980-05-08
CH612452A5 (de) 1979-07-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69210435T2 (de) Verfahren zur elektrolytischen Verzinkung von Aluminiumband
DE1796175C2 (de) Hochtemperaturkorrosions- und zunderbeständige Diffusionsschutzschicht auf Gegenständen aus hochwarmfesten Legierungen auf Nickel- und/oder Kobaltbasis
DE3112217C2 (de)
DE1446002C3 (de) Verfahren zur Herstellung gleichmäßig gefärbter Oxidschichten auf Aluminium und Aluminiumlegierungen durch anodische Oxydation
DE2726058A1 (de) Verfahren zur herstellung von sonnenkollektoren
DE2457981B2 (de) Herstellungsverfahren für Aluminiumlegierungskörper
DE2826630A1 (de) Verfahren zur verbesserung der korrosionseigenschaften von mit chrom plattierten gegenstaenden aus aluminium und aluminiumlegierungen
DE761095C (de) Verfahren zur Herstellung von Aluminium-Reflektoren
DE2935537A1 (de) Titanlegierung und deren verwendung als elektrodensubstratmaterial
DE2639388C2 (de) Selektive Absorptionsoberfläche eines Absorbers für einen Sonnenkollektor und Verfahren zu deren Herstellung
DE2724730A1 (de) Verfahren und elektrolyt zum abscheiden von chromhaltigen umwandlungsschutzueberzuegen
DE3432141C2 (de)
DE2917019C2 (de) Verfahren zur Metallisierung von Verbundmaterial und dazu geeignete Badzusammensetzung
DE10156475A1 (de) Verfahren zur Herstellung von dunklen Schutzschichten auf Flacherzeugnissen aus Titanzink
DE102007062876A1 (de) Selektive Solarabsorberschicht und Verfahren für das Herstellen derselben
EP0648863B1 (de) Emaillierbare Oxidschicht
DE3011819A1 (de) Kathoden fuer elektrolyt-kondensatoren
DE2432044C3 (de) Verfahren zur elektrolytischen Nachbehandlung von chromatisierten oder metallisch verchromten Stahlblechoberflächen
DE1621076B1 (de) Verfahren zur elektrolytischen erzeugung eines chromatüberzuges auf galvanisch verchromten stahl
DE102021003120A1 (de) Metallfärbelösung für chemische umwandlungsbehandlung und verfahren zum färben von metall
DE69025022T2 (de) Gefärbter beschichteter Artikel und Verfahren zu seiner Herstellung
DE1521657A1 (de) Loesungen zum Chromatieren von Zink und seinen Legierungen
EP0409785A1 (de) Elektrolyt zur Erzeugung schwarzer Konversionsschichten auf Leichtmetallen
DE2804447B2 (de) Verfahren zur Herstellung selektiver Absorberschichten hohen Absorptionsvermögens und niedriger Emission, insbesondere für Sonnenkollektoren
CH645929A5 (de) Nachverdichtungsbad fuer anodisch oxidierte oberflaechen aus aluminium oder aluminiumlegierungen und verwendung des bads.

Legal Events

Date Code Title Description
OC Search report available
OD Request for examination
C3 Grant after two publication steps (3rd publication)
8339 Ceased/non-payment of the annual fee