JPS58182059A - 光熱変換用被覆 - Google Patents

光熱変換用被覆

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JPS58182059A
JPS58182059A JP58054092A JP5409283A JPS58182059A JP S58182059 A JPS58182059 A JP S58182059A JP 58054092 A JP58054092 A JP 58054092A JP 5409283 A JP5409283 A JP 5409283A JP S58182059 A JPS58182059 A JP S58182059A
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infrared radiation
coating
substrate
thickness
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アンドレ・オベ−ル
ジヤン・バリニア
クリストフ・ビヨン
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Commissariat a lEnergie Atomique CEA
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は光熱変換用被覆に関し、特に太陽エネルギーの
光熱変換に適用される。
いわゆる選択面は変換効率を極めて改善することができ
るので、太陽エネルギーの光熱変換のためにまずまず使
用されつつあることは良く知られている。これらの選択
面は黒いボディーと同一の方法によって太陽放射熱を吸
収するごとにより加熱するようなものであるが、黒いボ
ディーとは異なり熱損失が最小となるように極めてわず
かの赤外線放射を出すのみである。選択面を製造する異
なった既知の方法の中で現在量も度々使用される方法は
、赤外線放射を反射するほんのわずかに放射性の層の上
に太陽放射熱を吸収する材料の薄い層を付着させること
から成る。
現在吸収性の材料の薄い層を付着させるのに使用される
２つの主要なグループの方法がある。即ち液相付着法（
化学的電解（＝Ｊ着、ｆ費消による付着等）および蒸気
相付着法（真空蒸着、陰極スパッタリング等）である。
第２のグループの方法は第１のグループの方法よりも理
解するのが一層困難であるが、液相付着法を使用するこ
とによっては達成が困難又は不可能でずらある複合材料
を製造する可能性をもたらす。
しかしながら第１および第２グループの方法は一つの共
通点を有している。即ちこれらの方法によってザーメソ
ト型の薄い吸収性の相を製造する試めが一般になされて
いる。この層は、誘電性を有する７１−リノクス中に金
属の性質を有する相を極めて良好に分散させたものであ
り、サーメットの吸収特性を更に増大させるためにその
組成は厚さに関して可変とされる。かくていわゆる改良
サーメットを得るために、赤外線放射反射層との界面に
金属の性質を有し、周囲の媒体（空気）との界面に誘電
性を有するサーメットをｆ−する試みがなされている。
多数のザーメソＩ〜の光学特性が良く知られており、文
献において広く公表されている。例えばアルゴンおよび
アセチレン雰囲気中でステンレススチールのターゲツト
を反応陰極スパフタリングすることによって得られるサ
ーメットを参照する。
この型式のサーメットは、米国特許４３０９２６１およ
び１９８０年９月カンヌで開催された第８回国際真空会
議で１１．Ｒ，Ｍｃｋｅｎｚｉｅ等によって発表された
“改良屈折率太陽吸収フィルムのスパッタ付着用ライン
製造システム”によって知られている。
スパンタリング室に維持されなければならない反応ガス
の圧力変化率のために、反応陰極スパッタリングは非反
応陰極スパツタリングより制御するのが非常に困難であ
るという事実とは別に、前の段落において参照され反応
陰極スパッタリングによって得られる型式の層は、太陽
エネルギー材料１９８１年６月号にり、ＲｏＭｃｋｅｎ
ｚｉｅ等によって発表された記事“反応マグネＩ・ロン
スパッタリングによって製造された水素化合炭素フィル
ムの特性”に記載されているように多量の水素を含んで
いる。
イ」着層中の水素の存在は、製造中実施しなければなら
ない排ガス作業を一層困難なものとするので、光熱変換
用真空変換器の製造に不利である。
更に熱処理中ごの水素の脱着は、ステンレススチールお
よび炭素から製造される改良サーメットの光学的特性の
悪化の最も重要な原因のうらの一つであると思われる。
光熱変換用被覆は又良く知られているとおり、基体上に
（＝１着され銅、銀、ニッケル又はチタニウムである赤
外線放射反射層の上に黒鉛層をイ」着させるという方法
によって得られる。この方法は、“応用光学゛にｐ、１
ｉＪｌにｋｅｎｚｉｅによって発表された記事“黒鉛お
よび他の太陽熱選択面上の基体の効果中に説明されてい
る。この方法は、２つの基本的な同質の層を配置するの
みであるので、反応陰極スパッタリング法より極めて簡
単であり、そのため極めて容易に制御することができる
。更にこれらの層は、黒鉛層を付着させるのに使用され
る方法、特に電子銃による真空蒸着のために水素原子の
ような不利な異質の原子から自由である。
不幸にも、ごれらの方法によって得られる黒鉛層は二「
集的応用に通ずる程十分な吸収性を有していない。かく
てその太陽熱吸収ファクターは、銅に黒鉛をイ」着させ
た場合わずか０．７０であり、チタニウム乙こ黒鉛を１
１着させた場合には０．８０である。
本発明は、前述の公知の被覆の欠点を有ざない光熱変換
用被覆に関するものである。かくてこの被覆は簡単な方
法で製造することができ、水素を含まず太陽熱吸収ファ
クターが０．９０以」二である熱的に安定な層を有する
。
更に本発明は、赤外線放射反射基体と、前記基体」二に
イ」着し少なくとも一つの金属複合物によって構成され
た第１層と、第１層上に付着し、アモルファス材料によ
って構成され、太陽放射熱を吸収することができる第２
層とを有する光熱変換用被覆に関するものである。
本発明による被覆の他の特徴によれば、基体は赤外線放
射反射層および主基体によって形成され、赤外線放射反
射層は主基体上に付着される。
言いかえれば第１層および第２層は固体の赤外線放射反
射基体上にイ；］着され、或いはいわゆる主基体上に先
に付着された赤外線放射反射層上に１１着される。
赤外線放射反射基体に非常に低い放熱ファクターを残す
一方、高い反射ファクターを有する被覆を得ることがで
きるのは、赤外線放射反則基体と吸収性Ｊｆｉ　（第２
層）との間に金属層を使用し、更に結晶構造を有する黒
鉛とは異なり非結晶性のアモルファス吸収性層を使用し
たからである。例えば赤外線放射反射基体は銅、銀又は
金によって構成することができる。
本発明による被覆の他の特徴によれば、第１層は遷移金
属および遷移金属の合金のグループに含まれる材料のう
ちの少なくとも一つから製造される。例えばこの第１Ｎ
は、製造が容易で安価なためステンレススチールから得
られる。
他の特徴によれば第１Ｎの厚さは約１０乃至５０ｎｍで
ある。
他の特徴によれば第２層はアモルファス炭素の層である
。
好ましい特徴によれば、第２層の厚さは第１層の厚さ以
」二であり、約５０乃至１５０ｎｍの厚さを有している
。
更に他の特徴によれば第１層および第２層は陰極スパッ
タリングによって形成される。
最後に他の特徴によれば、基体が主基体の上に赤外線放
射反則層によって構成されるとき、赤外線放射反射層お
よび第１層および第２Ｎは陰極スパッタリングによって
（＝Ｊ着される。
本発明による光熱変換用被覆の他の特徴および利点は、
本発明に依る被覆の一部を概略的に示す添付図面を参照
した非限定的な実施例に関する以下の説明から一層明ら
かとなるであろう。
本実施例において本発明による被覆は、主基体２」二に
配置されて赤外線放射反射基体３を形成する赤外線放射
反射層１および赤外線放射反射層上に続けて配置された
第］、Ｎ４と第２層５から構成される。
異なった層は、アルゴンのような不活性ガス中における
陰極スパフタリングによって主基体」二に続しノで配置
される。かくて例えば商標名“Ｐ　Ｙ　１１　Ｅ　Ｘ　
”として市販されているホウケイ酸カラスから形成され
た主基体の」二に、高価な金属である銀又は金よりはむ
しろ例えば銅から作られた薄い層である赤外線放射反射
層が形成される。この次に第１金属層それから第２アモ
ルファス層が配置される。
これらの層は非常に薄く同質であり、銅層と絹の合わさ
って非常に選択的な被覆を形成するのに役立つ。
第１層は、１０乃至５０ｎｍの厚さを有する非常に薄い
金属フィルムを配置するごとによって得られる。
このため使用される材料は例えば、製造が簡単で安価で
あるためステンレススチールである。
次に第２１蔭は、アルゴン雰囲気中で炭素ターゲソ１の
陰極スパッタリングによって得られる。アモルファス炭
素の第２層は好ましくは、第１層の厚さに少なくとも等
しい厚さを有している。例えば第２層の厚さば５０乃至
１５０ｎｍである。
高い熱安定性に加えて、得られた被覆は、太陽エネルギ
ーの光熱変換に対し非電に興味深い光学特性を有してい
る。かくて前述の方法で作業するごとによって、吸収フ
ァクターが０．９０以上であるか放熱ファクターが０．
０５以下である被覆を得ることができる。
非限定的な例として、円筒状基体上に付着物を製造する
ための陰極スパッタリング装置（円筒状マグネトロンと
呼ばれる）によって、主基体として使用される直径２８
　ｍ’ｍのＰＹＲＥＸ管上に本発明による被覆を製造す
るために、以−トの実験条件を使用することができる。
１ 記： （１）陰極の型式 （２）アルゴン圧力 （３）陰極電流密度 （４）スパッタリング電圧 （５）スパッタリング時間 （６）イーｊ着物厚さ 赤外線放射反射層の付着 （１）銅製 Ｆ２＋　６　Ｘ　１０−’乃至２　Ｘ　１０−’Ｔｏｒ
ｒ　、最適値１Ｏ−２Ｔｏｒｒ（３）５乃至８　ｍＡ　
／　ｃｎｌ、最適値６．０　ｍＡ／　ｃｎｌ（４）　　
　　　　　　　最適値５００ｖ＋５１４５乃至６５秒、
最適値５５秒 （６１３５（ｌ乃至５５０ｎｍ　、最適値４５０ｎｍ第
１Ｎの付着 （１）ステンレススチール層 ＋２１６　Ｘ　ｉｏ＝乃至２　Ｘｌ０−”　Ｔｏｒｒ　
％最適値１．０−’　Ｔｏｒｒ（３）５乃至２０ｍＡ　
／　ｃｎｌ、最適値１０ｍＡ／ｃｎ１２ （４）　　　　　　　最適値５８０ｖ （５＋　２　、５乃至１２秒、最適値５．５秒（６１１
０乃至５０ｎｍ、最適値２２．５ｎｍ炭素から製造され
る第２Ｎの付着 （１）炭素層 ＋２１６　ｘ　１０−３乃至２　Ｘｌ０−２Ｔｏｒｒ　
、最適値１Ｏ−１Ｔｏｒｒ（３）５乃至８　ｍＡ　／　
ｃｎｔ、最適値６ｍＡ／ｃｎ！、（４）　　　　　　　
　最適値６５０ｖ（５１５５乃至１６５秒、最適値９０
秒（６１５０乃至１５０ｎｍ　、最適値８０ｎｍ前述の
条件において、極めて簡単に実施することができる方法
を使用して、太陽熱吸収ファクターが０．９１で放熱フ
ァクターが０．０４である被覆を得ることができる。
前述したのと同一の実験条件において、ＰＹＩ？ＥＸ主
基体を使用せずに例えば銅製の研磨済み赤外線放射反射
管」二にステンレススチール層およびアモルファス炭素
層を直接配置することによって、被３ 覆を製造することができる。
明らかに本発明は、管状又は円筒状基体上に配置された
光熱変換用被覆にのみ関するものではない。適合した既
知の電極を使用することによって異なる形状および形式
の基体」二に陰極スパッタリングによって作られた被覆
にも関するものである。
例えば平らな基体の場合には基体は基体ホルダーによっ
て保持され、陰極は基体と平行に向かい合って配置され
る。
最後に本発明は、陰極スパッタリングによって得られた
被覆に限定されない。吸収層例えばアモルファス炭素の
付着に対しては、プラズマの存在において蒸気相におり
る蒸着又は化学的何着のようなすへての既知の方法を使
用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
添付の図面は、本発明による被覆の一部を概略的に示し
た図である。 ４ （主な参照番号） ］　、赤外線放射反射層 ２１．主基体 ３９．赤外線放射反射基体 ４１．第１層 ５９．第２層 出願人　コミサリア　タ　しネルジー　アトミンク代理
人　弁理士　新居　止音 ５

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 （１）赤外線放射反射基体と、前記基体上に付着し少な
    くとも一つの金属複合物によって構成された第１層と、
    前記第１層上に付着しアモルファスｌｆＡ料によって構
    成され、太陽放射熱を吸収することができる第２Ｎとを
    有することを特徴とする光熱変換用被覆。 （２）前記基体が赤外線放射反射層および主基体によっ
    て形成され、前記赤外線放射反射層は主基体上に付着さ
    れることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の被覆
    。 （３）前記赤外線放射反射層は、銅、銀および金を含む
    グループから選択された材料のうちの一つによって構成
    されることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の被
    覆。 （４）前記第１層は、遷移金属および遷移金属の合金の
    グループに含まれる材料のうちの少なくとも一つから製
    造されることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
    被覆。 （５）前記第１層はステンレススチールから作られるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第４項記載の被覆。 （６）前記第１Ｎの厚さが約１０乃至５０ｎｍであるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の被覆。 （７）前記第２層はアモルファス炭素層であることを特
    徴とする特許請求の範囲第１項記載の被覆。 （８）前記第２ｊ−の厚さは、前記第１１−の厚さ以１
    −であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
    被覆。 （９）前記第２層の厚さが約５０乃至１５０ｎｍである
    ごとを特徴とする特許請求の範囲第８項記載の被覆。 （１０１前記第１Ｎおよび第２Ｎは陰極スパッタリング
    によって付着されることを特徴とする特許請求の範囲第
    １項記載の被覆。 （１１）前記赤外線放射反射層、第１層および第２層は
    、陰極スパフタリングによってイ」着されることを特徴
    とする特許請求の範囲第２項記載の被覆。
JP58054092A 1982-03-31 1983-03-31 光熱変換用被覆 Pending JPS58182059A (ja)

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FR8205531A FR2524618B1 (fr) 1982-03-31 1982-03-31 Revetement pour la conversion photothermique
FR8205531 1982-03-31

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