KR820001483B1 - Method for manufacturing surface of absorption for solar collector - Google Patents

Method for manufacturing surface of absorption for solar collector Download PDF

Info

Publication number
KR820001483B1
KR820001483B1 KR1019800000177A KR800000177A KR820001483B1 KR 820001483 B1 KR820001483 B1 KR 820001483B1 KR 1019800000177 A KR1019800000177 A KR 1019800000177A KR 800000177 A KR800000177 A KR 800000177A KR 820001483 B1 KR820001483 B1 KR 820001483B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
weight
stainless steel
substrate
selective absorption
reflectance
Prior art date
Application number
KR1019800000177A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
도시히로 이시바시
긴야 호리베
마사하루 이시다
요오지 사노
Original Assignee
야사끼 소오교오 가부시기 가이샤
야사끼 히로히꼬
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 KR760002346A external-priority patent/KR820001485B1/en
Application filed by 야사끼 소오교오 가부시기 가이샤, 야사끼 히로히꼬 filed Critical 야사끼 소오교오 가부시기 가이샤
Priority to KR1019800000177A priority Critical patent/KR820001483B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR820001483B1 publication Critical patent/KR820001483B1/en

Links

Images

Landscapes

  • Chemical Treatment Of Metals (AREA)

Abstract

This invention relates to a selective absorption surface of a solar collector in which a coating layer consisting of the predetermined composition of metal oxide is tightly adhered to a substrate having the mirror-like surface in the predetermined thickness. The composition of metal oxide consists of 0.001-0.15 % C, 0.005-3.00 % Si, 0.005-10.0 % Mn, 11.0-30% Cr, 0.005-22.0 % Ni, optionally 0.75-5.00 % Mo and the balance being Fe. The metal plate is chemically oxidized in an acidic bath consisting of 150-800 g/l of sulfuric acid at the temp. of 50 ≰C to the boiling point, a dipping time of 3-40 min. to form the oxide film at the thickness of 500 to 200∦.

Description

태양열 취집기 흡수표면의 제조방법Manufacturing method of solar collector absorption surface

제1도는 태양광선의 파장(㎛)과 기판면의 조도(粗度)에 따른 선택 흡수면의 반사율(%)의 관계를 나타낸 선도.1 is a diagram showing the relationship between the wavelength of the sunlight (μm) and the reflectance (%) of the selective absorption surface according to the roughness of the substrate surface.

제2도와 제3도로 조도 Ra(㎛), Rz(㎛) 각각과 선택흡수면의 흡수율(α), 복사율(ε)과 효율(η) 사이의 관계를 나타낸 선도.2 and 3 are diagrams showing the relationship between the roughness Ra (µm) and Rz (µm), respectively, the absorption rate (α), the emissivity (ε), and the efficiency (η) of the selective absorption surface.

제4도는 기판의 여러가지 조도에 따른 선택 흡수의 반사율과 파장의 관계를 나타낸 선도.4 is a diagram showing the relationship between reflectance and wavelength of selective absorption according to various illuminances of the substrate.

제5도는 기판으로서 스테인레스강을 이용한 태양열 취집기의 선택흡수면의 일예를 나타낸 단면도.5 is a cross-sectional view showing an example of the selective absorption surface of the solar collector using stainless steel as a substrate.

제6도는 금속 산화물 막의 전도율과 파장(㎛)과의 관계를 나타낸 선도.6 is a diagram showing the relationship between the conductivity of a metal oxide film and a wavelength (占 퐉).

제7도는 간섭효과를 무시한 스테인레스강 기판 위에 피복한 금속산화물의 반사율과 파장(㎛)과의 관계를 나타낸 선도.7 is a diagram showing the relationship between reflectance and wavelength (μm) of a metal oxide coated on a stainless steel substrate ignoring interference effects.

제8도는 태양열 취집기의 선택 흡수면의 반사율(%)과 파장(㎛)과의 관계를 나타낸 선도.8 is a diagram showing the relationship between the reflectance (%) and the wavelength (μm) of the selective absorption surface of the solar collector.

제9도는 페라이트계 스테인레스강과 오스테나이트계 스테인레스강의 금속산화물의 반사율(%)과 파장(㎛)과의 관계를 나타낸 선도.9 is a graph showing the relationship between reflectance (%) and wavelength (μm) of metal oxides of ferritic stainless steel and austenitic stainless steel.

제10도는 선택 흡수면을 보유하는 태양열 취집기의 횡단면도.10 is a cross-sectional view of a solar collector having a selective absorbing surface.

제11도는 저탄소 페라이트계 스테인레스강의 금속산화물의 반사율(%)과 파장(㎛)의 관계를 나타낸 선도.FIG. 11 is a graph showing the relationship between reflectance (%) and wavelength (μm) of metal oxide of low carbon ferritic stainless steel.

제12도는 태양열 취집기의 선택 흡수표면의 금속산화물층 제조에 있어서 화학 처리시간(분)과 피복층의 두께(Å)사이의 관계를 나타낸 선도.12 is a diagram showing the relationship between the chemical treatment time (minutes) and the thickness of the coating layer in the preparation of the metal oxide layer on the selective absorption surface of the solar collector.

제13도는 태양열 취집기의 선택 흡수면의 복사율(ε)과 흡수율(α)과 피복층의 두께(Å) 사이의 관계를 나타낸 선도.FIG. 13 is a diagram showing the relationship between the emissivity (?) And the absorptance? Of the selective absorption surface of the solar collector and the thickness of the coating layer.

본 발명은 태양열복사열의 선택적 흡수를 위한 태양열 취집기 흡수표면의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing a solar collector absorption surface for the selective absorption of solar radiation heat.

특히 본 발명은 일정한 금속 조성으로부터 형성된 금속산화물의 피복층을 그 표면이 경면(鏡面)과 같은 일정한 두께의 기판에 부착한 태양복사열의 선택적인 흡수를 위한 수광면(이하 태양열 취집기의 선택흡수 표면이라 칭함)의 제조방법에 관한 것이다.In particular, the present invention is a light-receiving surface (selective absorption surface of the solar collector hereinafter) for the selective absorption of the solar radiation heat, the surface of the metal oxide coating layer formed from a constant metal composition attached to a substrate of a constant thickness, such as mirror surface It refers to a manufacturing method of).

태양복사열을 흡수하는 방법으로는 온실 효과를 이용하는 것이 잘 알려져 있다.It is well known to use the greenhouse effect as a method of absorbing solar radiation heat.

즉, 적외선 파장에서는 불투명을 가지며, 가시파장에서는 투명성을 가지는 피복재를 흑색체에 가까운 특성을 가진 물질, 예컨대 흑색 도료로서 일차 도포한 기판 위에 피복하여서, 전기한 도재의 온실효과로서 통상적인 열전도에 의한 통상적인 열손실을 감소하는 효과를 나타낼 수 있는 태양복사열 집열의 방법이다.That is, a coating material having an opacity at an infrared wavelength and a transparency at a visible wavelength is coated on a substrate coated with a material having a characteristic close to that of a black body, for example, a black paint, by a conventional thermal conductivity as a greenhouse effect of the electric material. It is a method of solar heat collection that can have the effect of reducing the conventional heat loss.

전기한 통상적인 종래의 방법은 태양열 취집기의 작동온도가 약 50℃ 이하일 때 만족스럽게 사용되지만, 작동온도가 약 50℃ 이상으로 상승할 경우, 상기한 방법으로는 태양열 취집기의 집열효율이 대폭 감소되는 결점이 있다.The conventional conventional method described above is satisfactorily used when the operating temperature of the solar collector is about 50 ° C. or lower, but when the operating temperature rises above about 50 ° C., the heat collecting efficiency of the solar collector is greatly improved by the above method. There is a drawback to being reduced.

상기한 바와 같은 결점을 제거하기 위하여 태양열 취집기의 작용온도와 같은 온도인 100℃의 작용온도에서 3-5㎛의 파장에서는 낮은 복사율을 나타내고, 태양복사열의 파장(0.3-2.5㎛)에서 흑색체와 같은 에너지 흡수율을 나타내는 분광(分光) 특성을 가진 통상적인 선택흡수면을 이용한다는 것은 공지의 사실이다.In order to eliminate the above-mentioned defects, it shows low emissivity at the wavelength of 3-5㎛ at the operating temperature of 100 ℃ which is the same as the operating temperature of the solar collector, and black body at the wavelength of the solar radiation (0.3-2.5㎛) It is known to use a conventional selective absorption surface having spectroscopic properties indicating energy absorption such as

천연적으로 상기와 같은 분광성을 나타내는 태양열 취집기의 선택 흡수면을 얻는다는 것은 어렵다.It is difficult to obtain a selective absorption surface of a solar collector which naturally exhibits such spectroscopy.

충분히 광택을 낸 아연판과 대기중에서 자연히 산화된 동판은 단순히 태양복사열의 선택 흡수성질을 나타내기 때문에, 상기한 판들이 태양열 취집기에 사용될지라도 흑색칠 등의 온실효과를 이용하는 전기한 태양열 취집기의 단점들을 제거하기에는 불충분하다.Fully polished zinc plates and naturally oxidized copper plates simply show the selective absorption of solar radiation, so even if these plates are used in solar collectors, they can be used to avoid the disadvantages of electric solar collectors that use the greenhouse effect such as black paint. Insufficient to remove.

따라서, 태양열 취집기의 선택흡수 표면을 인공적으로 제조하는 것이 시도되고 있다.Therefore, it has been attempted to artificially manufacture the selective absorption surface of the solar collector.

화학처리에 의하여 산화구리를 입힌 동판면이나 황화니켈을 도금한 양철판면 및 적외선 파장에서 투명성이고 가시파장에서 불투명 박막과 진공증발법, 스패터링(Spattering)과 아크(Arc) 방전법에 의하여 태양복사열의 반사를 방지하는 성질을 가진 투명박막으로 거울같은 면을 가진 기판을 피복한 2중 피복면, 예로 들면 태양복사열의 반사를 방지하기 위하여 알루미늄 기판을 실리콘 금속으로 피복하고, 다시 산화성실리콘으로 피복한 면을 인공적으로 제조한 태양열 취집기의 전기한 선택 흡수면으로 이용되어 왔다.Copper plate coated with copper oxide or tin plate coated with nickel sulfide by chemical treatment, transparent at infrared wavelength, opaque thin film at visible wavelength, vacuum evaporation method, spattering and arc discharge method A double-coated surface coated with a mirror-like surface with a transparent thin film having a property of preventing reflection of aluminum, for example, an aluminum substrate is covered with silicon metal to prevent reflection of solar radiation, and then coated with oxidative silicon. It has been used as a selective absorbing surface of solar collectors manufactured artificially from cotton.

진공증발법은 피막의 간섭효과에 의해 반사방지 효과를 가진 태양열 취집기의 선택 흡수면을 제조하는 방법 가운데, 가장 확실한 방법 중의 하나로 고려되어 왔다.The vacuum evaporation method has been considered as one of the most reliable methods of manufacturing the selective absorption surface of the solar collector having the antireflection effect by the interference effect of the film.

그 이유는 각 피막의 두께가 조절되며, 각 피막의 물질(하나의 물질 또는 혼합물)을 자유로이 선택해야 되고, 적당한 굴절율을 가진 각 피막이 기판면에 서로 고착되어야 하기 때문이다.This is because the thickness of each film is controlled, the material (one material or mixture) of each film must be freely selected, and each film having a suitable refractive index must adhere to each other on the substrate surface.

특별 진공증발을 예를 들면 정상적 진공증발에 의하여 제조된 각 피막이 기판과 서로 고착되는데 충분하지 않기 때문에 그후부터 스패터링법 및 아크법 등이 개발되어 왔다.For example, the sputtering method, the arc method, and the like have been developed since the respective films produced by the special vacuum evaporation, for example, by normal vacuum evaporation are not sufficient to adhere to the substrate.

그러나, 증발법 자체가 제조효율과 생산가에 대하여 몇가지 단점을 가지고 있기 때문에 진공 증발법의 방법, 즉 화학적 건습법과 도금법에 의하여 반사방지면을 보유하는 선택흡수면의 제조를 몇가지 방법으로 시도되어 왔다.However, since the evaporation method itself has some disadvantages with respect to the production efficiency and the production cost, the production of the selective absorption surface having the antireflection surface by the vacuum evaporation method, that is, the chemical wet and dry method and the plating method has been tried in several ways.

예를 들면, 도금법에서는 피막의 간섭효과에 의한 반사방지 효과와 선택 흡수효과를 가진 선택 흡수면은 알루미늄판이나 양철판 위에 황산아연과 황화니켈-아연의 피막이나 황화니켈의 피막을 형성하여 생산된다.For example, in the plating method, the selective absorption surface having the antireflection effect and the selective absorption effect due to the interference effect of the film is produced by forming a zinc sulfate and nickel sulfide-zinc or zinc sulfide film on an aluminum plate or a tin plate. .

화학처리법에서는 상기한 효과를 가진 선택 흡수면은 상기한 황화니켈법과 동일한 방법에 따라 강판이나 스테인레스 강판 위에 금속산화물을 입히므로써 제조된다.In the chemical treatment method, the selective absorbing surface having the above-mentioned effect is produced by coating a metal oxide on a steel sheet or a stainless steel sheet according to the same method as the nickel sulfide method described above.

진공증발법 및 특별진공증발법에 의하여 제조된 피막 뿐만 아니라, 건습화학법에 의하여 제조된 피막도 선택 흡수성질을 나타내기는 하지만, 진공증발법과 특별 진공증발법에 의하여 제조된 피막과 동일한 선택흡수성질을 갖는 선택 흡수면을 생산하기 위해서는 화학법에 의하여 제조된 피막 두께를 적정범위로 선택하는 것이 필요하다.The films prepared by vacuum evaporation method and special vacuum evaporation method, as well as the films prepared by wet and dry chemical method, exhibit selective absorbent properties, but the same selective absorbent properties as the films prepared by vacuum evaporation method and special vacuum evaporation method. In order to produce a selective absorbing surface having a, it is necessary to select a film thickness prepared by a chemical method in an appropriate range.

본 발명의 목적은 상기한 피막의 금속산화물은 선택 흡수성질을 가지고 피막의 간섭효과로서 태양복사열의 반사를 방지하는 효과를 가진 것 중에서 선택되는 소정의 금속조성의 금속산화물로 구성된 피막이 일정한 두께에서 소정 조도의 거울같은 표면을 가지는 기판에 밀착된 태양열 취집기 선택 흡수표면의 제조방법을 제공하는데 관한 것이다.It is an object of the present invention that a film composed of a metal oxide of a predetermined metal composition selected from among the metal oxide of the film having a selective absorbent property and having an effect of preventing reflection of solar radiation as an interference effect of the film has a predetermined thickness. A method of producing a solar collector selective absorption surface in close contact with a substrate having a mirror-like surface of roughness.

금속화합물Metal compound

본 발명에서 사용한 일례의 금속조성은 0.001-0.15%(중량)의 탄소, 0.005-3.00%(중량)의 실리콘, 0.005-10.00%(중량)의 망간, 11.00-30.00%(중량)의 크롬, 0.005-22.00%(중량)의 니켈, 선택적으로 0.75-5.00%(중량)의 몰리브덴과 나머지는 철의 화합물이다.An example metal composition used in the present invention is 0.001-0.15% (weight) of carbon, 0.005-3.00% (weight) of silicon, 0.005-10.00% (weight) of manganese, 11.00-30.00% (weight) of chromium, 0.005 -22.00% by weight nickel, optionally 0.75-5.00% by weight molybdenum and the remainder is a compound of iron.

상기한 금속조성은 흔히 시판되고 있는 스테인레스강의 화합물과 일치하는데 예를 들면 0.005-0.08%(중량)의 탄소, 0.005-1.00%(중량)의 실리콘, 0.005-2.00%(중량)의 망간, 8.00-10.50%(중량)의 니켈, 18.00-20.00%(중량)의 크롬과 나머지는 철(683/ⅩⅢ 11(ISO), 304(AISI)인 것 : 0.005-0.008%(중량)의 탄소, 0.005-1.00%(중량)의 실리콘, 0.005-2.00%(중량)의 망간, 10.00-14.00%(중량)의 니켈, 61.00-18.00%(중량의 크롬, 2.00-3.00%(중량)의 몰리브덴과 나머지는 철(683/XIII 20(ISO), 316(AISI)인 것 : 0.005-0.12%(중량)의 탄소, 0.005-0.75%(중량)의 실리콘, 0.005-1.00%(중량)의 망간, 0.005-0.60%(중량)의 니켈, 16.00-18.00%(중량)의 크롬과 나머지는 철(683/XIII 8(ISO), 430(AISI)인 것 :Such metal compositions are consistent with commercially available stainless steel compounds such as 0.005-0.08% (wt) carbon, 0.005-1.00% (wt) silicon, 0.005-2.00% (wt) manganese, 8.00- 10.50% by weight nickel, 18.00-20.00% by weight chromium and the rest being iron (683 / XIII 11 (ISO), 304 (AISI): 0.005-0.008% by weight carbon, 0.005-1.00 % By weight silicon, 0.005-2.00% by weight manganese, 10.00-14.00% by weight nickel, 61.00-18.00% by weight chromium, 2.00-3.00% by weight molybdenum and the remainder 683 / XIII 20 (ISO), 316 (AISI): 0.005-0.12% (weight) of carbon, 0.005-0.75% (weight) of silicon, 0.005-1.00% (weight) of manganese, 0.005-0.60% ( Weight) nickel, 16.00-18.00% (weight) chromium and the remainder iron (683 / XIII 8 (ISO), 430 (AISI):

0.005-0.12%(중량)의 탄소, 0.005-1.00%(중량)의 실리콘, 0.005-1.00%(중량)의 망간, 0.005-0.60%(중량)의 니켈, 16.00-18.00%(중량)의 크롬, 0.75-1.25%(중량)의 몰리브덴과 나머지는 철(434(AISI))인 경우와 전기한 금속화합물과 유사한 화합물인 기타의 스테인레스강 등이다.0.005-0.12% (weight) carbon, 0.005-1.00% (weight) silicon, 0.005-1.00% (weight) manganese, 0.005-0.60% (weight) nickel, 16.00-18.00% (weight) chromium, 0.75-1.25% (by weight) molybdenum and the remainder are iron (434 (AISI)) and other stainless steels, compounds similar to those listed above.

스테인레스강을 금속 조성물로서 사용할 때에는 마르텐사이트계 스테인레스강은 적합치 않으며, 페라이트계 스테인레스강과 오스테나이트계 스테인레스강의 용접성의 관점에서 태양열 취집기의 금속조성물로서 사용함이 적합하다.When stainless steel is used as the metal composition, martensitic stainless steel is not suitable, and in view of the weldability of ferritic stainless steel and austenitic stainless steel, it is suitable to be used as a metal composition of a solar collector.

본 발명에서 사용된 또 하나의 금속조성은 내식성, 성형성과 용접성을 증진시키기 위하여 기타의 금속을 화합한 저탄소 스테인레스강인데 예를 들면 0.001-0.15%(중량)의 탄소, 0.005-3.00%(중량)의 실리콘, 0.005-10.00%(중량)의 망간, 11.00-30.00%(중량)의 크롬과 0.001-5.00%(중량)는 질소, 구리, 알루미늄, 바나디움, 이트리움, 티타늄, 나오비움, 탄타룸, 우라늄, 토리움, 텅스텐, 질코늄 및 아프늄군 중에서 적어도 하나의 원소이며, 선택적으로 0.75-5.00%(중량)의 몰리브덴과 나머지는 철이며, 금속/탄소+질소의 비는 5.0이상인 반면 부가원소로서 나오비움, 탄타륨 혹은 티타늄을 혼합한 스테인레스강에서는 상기 비율이 8.0 이상인 것이다.Another metal composition used in the present invention is a low carbon stainless steel in which other metals are combined to improve corrosion resistance, formability and weldability. For example, 0.001-0.15% (weight) of carbon, 0.005-3.00% (weight) Of silicon, 0.005-10.00% by weight of manganese, 11.00-30.00% by weight of chromium and 0.001-5.00% by weight of nitrogen, copper, aluminum, vanadium, yttrium, titanium, naviorium, tantarum, At least one element from the group of uranium, torium, tungsten, zirconium and afnium, optionally 0.75-5.00% by weight of molybdenum and the remainder is iron, and the metal / carbon + nitrogen ratio is at least 5.0 while coming out as an additional element In the stainless steel mixed with empty, titanium or titanium, the ratio is 8.0 or more.

상기한 금속조성은 시판되는 보편적인 스테인레스강의 조성과 일치하는데 시판되는 스테인레스강은 예를 들면 0.005-0.03%(중량)의 탄소, 0.005-0.75%(중량)의 실리콘, 0.005-1.00%(중량)의 망간, 16.00-18.00%(중량)의 크롬, 0.1-1.0%(중량)의 티타늄과 나머지는 철인 것 :The metal composition is consistent with the composition of commercially available stainless steels, which are, for example, 0.005-0.03% (weight) carbon, 0.005-0.75% (weight) silicon, 0.005-1.00% (weight) Of manganese, 16.00-18.00% by weight of chromium, 0.1-1.0% by weight of titanium and the rest being iron:

0.005-0.03%(중량)의 탄소, 0.005-0.75%(중량)의 실리콘, 0.005-1.00%(중량)의 망간, 16.00-18.00%(중량)의 크롬, 0.1-1.0%(중량)의 티타늄, 0.75-1.25%(중량)의 몰리브덴과 나머지는 철인 것이다.0.005-0.03% (weight) carbon, 0.005-0.75% (weight) silicon, 0.005-1.00% (weight) manganese, 16.00-18.00% (weight) chromium, 0.1-1.0% (weight) titanium, 0.75-1.25% (by weight) molybdenum and the remainder are iron.

또한 본 발명에서 사용한 또 다른 하나의 금속 조성은 내식성, 성형성과 용접성을 증진시키기 위하여 다른 금속과 혼합하는 저탄소 스테인레스강인데, 예를 들면 0.001-0.15%(중량)의 탄소, 0.005-22.00%(중량)의 니켈, 11.00-30%(중량)의 크롬과 0.001-5.00%(중량)는 질소, 구리, 알루미늄, 바나디움, 탄타늄, 니바디움, 탄타륨, 우라늄, 토리움, 텅스텐, 질코늄 및 하프늄 군중에서 선택한 적어도 하나의 원소이며 선택적으로 0.75-5.00%(중량)의 몰리브덴과 나머지는 철이며 금속/탄소+질소 비는 5.0 이상이며, 상기 비율이 부가원소로서 나바디움, 탄타륨 혹은 티타늄을 혼합한 스테인레스강에서는 상기한 비율이 8.0 이상인 것이다.In addition, another metal composition used in the present invention is a low carbon stainless steel mixed with other metals to improve corrosion resistance, formability and weldability, for example, 0.001-0.15% (weight) of carbon, 0.005-22.00% (weight) ), 11.00-30% (by weight) of chromium and 0.001-5.00% (by weight) are nitrogen, copper, aluminum, vanadium, tannium, nibadium, tantalum, uranium, torium, tungsten, zirconium and hafnium At least one element selected from the crowd, optionally 0.75-5.00% by weight of molybdenum and the remainder is iron, with a metal / carbon + nitrogen ratio of at least 5.0, the ratio being an additive element mixed with navadium, tantalum or titanium In one stainless steel, the above ratio is at least 8.0.

금속 산화물의 제조Preparation of Metal Oxides

금속 조성물으로부터 금속 산화물을 제조하는 방법은 다음과 같다.The method for producing a metal oxide from the metal composition is as follows.

1) 건습화학처리에 의하여 금속 산화물을 제조하는 방법1) Method of manufacturing metal oxide by wet and dry chemical treatment

2) 소정의 금속 조성의 스테인에스강을 전기한 스테인레스강과 다른 거울같은 표면을 가진 기판위에 밀착시킨 후 스테인레스강의 금속 산화물을 제조하는 화학 처리방법2) A chemical treatment method of manufacturing a metal oxide of stainless steel by bringing a stainless steel of a predetermined metal composition into close contact with a substrate having a mirror surface and other stainless steel.

3) 소정의 금속 조성의 스테인레스강을 전기한 스테인레스강과 다른 경면을 보유하는 기판위에 밀착시킨 후 진공 증발법, 스패터링법과 아크방전법에 의하여 스테인레스강의 금속산화물을 제조하는 방법3) A method of producing a metal oxide of stainless steel by vacuum evaporation, sputtering and arc discharging method after closely contacting stainless steel having a predetermined metal composition on a substrate having a mirror surface different from that of the electroplated stainless steel.

4) 소정의 금속 조성의 스테인레스강을 스테인레스강 이외의 다른 경면의 기판위에 산화시키는 동시에 밀착시킴으로써 스테인레스강의 금속 산화물을 제조하는 방법4) A method for producing a metal oxide of stainless steel by oxidizing and adhering stainless steel having a predetermined metal composition on a mirror-surface substrate other than stainless steel.

상기한 제조법 중에서 가장 좋은 방법은 다음과 같은 산성 및 염기성 산화법이다.The best method among the above production methods is the following acidic and basic oxidation method.

(a) 산성 산화법(a) acidic oxidation

산화조건은 다음과 같다.Oxidation conditions are as follows.

2크롬산 나트륨, 혹은 2크롬산 칼륨 100-400g/ℓ,Sodium dichromate or potassium dichromate 100-400 g / l,

혹은 3산화 크롬 40-700g/ℓ,Or chromium trioxide 40-700 g / l,

황산 150-800g/ℓ바람직하게는 400-800g/ℓ,Sulfuric acid 150-800 g / l, preferably 400-800 g / l,

온도 50℃∼비등점, 바람직하게는 70-120℃Temperature from 50 ° C. to boiling point, preferably 70-120 ° C.

침액시간 3-40분Immersion time 3-40 minutes

(b) 염기성 산화법(b) basic oxidation

산화 조건은 다음과 같다.Oxidation conditions are as follows.

수산화 나트륨 혹은 수산화 칼륨 130-200g/ℓ,Sodium hydroxide or potassium hydroxide 130-200g / l,

인산 3나트륨(Na3PO4)혹은 인산 3칼륨(K3PO4) 30-40g/10Trisodium phosphate (Na 3 PO 4 ) or tripotassium phosphate (K 3 PO 4 ) 30-40 g / 10

아질산 나트륨(NaNO2) 혹은 아질산칼륨(KNO2)또는Sodium nitrite (NaNO 2 ) or potassium nitrite (KNO 2 ) or

질산나트륨(NaNO3) 혹은 질산칼륨(KNO3) 20-30g/ℓ,20-30 g / l sodium nitrate (NaNO 3 ) or potassium nitrate (KNO 3 ),

수산화 제2철(Fe(OH)3) 1-3g/ℓ,Ferric hydroxide (Fe (OH) 3 ) 1-3g / ℓ,

과산화 납(PbO3) 20-30g/ℓ,20-30 g / l of lead peroxide (PbO 3 ),

온도 100-150℃, 침액시간 3-50분Temperature 100-150 ℃, immersion time 3-50 minutes

기판 표면위를 화학처리하기 전에 이를 전처리하는 것이 좋다. 바람직한 전처리 방법은 기판을 질산화물의 중량비가 1 : 1인 혼합액에 1시간 동안 침액시키거나, 30중량%의 과염산과 1중량%의 염화칼륨의 혼합액에 2-3분 동안 침액시키는 방법이다.It is a good idea to pretreat the substrate before chemical treatment. A preferred pretreatment method is a method of immersing a substrate in a mixed solution having a weight ratio of nitric oxide of 1: 1 for 1 hour, or immersing the substrate in a mixed solution of 30 wt% perchloric acid and 1 wt% potassium chloride for 2-3 minutes.

스테인레스강에서 나온 상기한 금속 산화물은 페라이트계 스테인레스강인 경우 화학 구조식이eFO(FeCr)2O3로 구성되고 오스테나이트계 스테인레스강인 경우는 화학 구조식이 (Fe, Ni)0(Fe, Cr)2O3로 구성되며 양 금속 산화물은 격자 결함을 가진 첨정석(尖晶石) 구조이다.The above-described metal oxides from stainless steel are composed of e FO (F e C r ) 2 O 3 for ferritic stainless steel and (F e , N i ) 0 (for austenitic stainless steel). It is composed of F e , C r ) 2 O 3 and both metal oxides are spinel structures with lattice defects.

기판의 조도Board roughness

거울 같은 표면을 가진 기판의 표면 상태가 다음의 필요조건을 만족시킬 때 기판의 재료의 종류는 그 위에 소정의 조성의 금속 산화물을 부착시키는 경우에만 국한되지 않는다.When the surface state of a substrate having a mirror-like surface satisfies the following requirement, the kind of material of the substrate is not limited only to attaching a metal oxide of a predetermined composition thereon.

1) 선택 흡수면의 특성 즉, 적외선 파장에서 높은 반사율을 제공하기 위하여 금속산화물층은 적외선에 대하여 투과성을 보이는데 이 적외선은 기질위에 밀착된 금속산화물층을 통과하여 기판위에서 반사한다.1) In order to provide high reflectivity at the selective absorption surface, that is, in the infrared wavelength, the metal oxide layer is transparent to infrared rays, which are reflected on the substrate through the metal oxide layer adhered to the substrate.

2) 기판에 대한 금속산화물층의 부착성은 기판면의 조도에 의존한다 기판의 매끄러운면에 밀착된 피복층은 조밀하게 된다.2) The adhesion of the metal oxide layer to the substrate depends on the roughness of the substrate surface. The coating layer adhered to the smooth surface of the substrate becomes dense.

3) 기판의 표면이 가시광선과 적외선 가까운 광선의 파장에서 거울같은 면을 갖는 때는 간섭효과가 감소되지 않으며, 이 때문에 반사방지효과가 뚜렷이 나타난다.3) When the surface of the substrate has a mirror-like surface at the wavelength of visible light and near infrared light, the interference effect is not reduced, and thus the antireflection effect is apparent.

기판면에 조잡한 경우 태양 복사열의 흡수성은 증가한다. 이와 같이 흡수성의 증가를 선택하거나 반사 방지효과를 선택하는 것은 제작자에게 달려 있는 것이다.If the substrate surface is coarse, the absorbance of solar radiation increases. It is up to the producer to choose the increase in absorbency or the anti-reflective effect.

4) 적외선의 방사를 억제하기 위하여 기판의 거울 같은 면을 매끄럽게 제조하는 것을 좋다. 만약 기판이 너무 조잡하게 되면, 선택 표면의 분광특성이 선택흡수 표면에서의 태양광선의 흡수파장이 3-8㎛의 적외선 파장에 도달하는 정도까지 억제되기 때문에 이런 조잡한 기판은 적당하지 않다. 여러 종류의 금속판, 스테인레스판이나 플라스틱판을 기질재로서 사용할 수 있다.4) It is good to manufacture the mirror-like surface of the substrate smoothly to suppress the radiation of infrared rays. If the substrate is too coarse, such a coarse substrate is not suitable because the spectral characteristics of the selective surface are suppressed to the extent that the absorption wavelength of the sunlight at the selective absorption surface reaches an infrared wavelength of 3-8 占 퐉. Various kinds of metal plates, stainless plates and plastic plates can be used as the substrate material.

상기한 문제점에서 보면, 스테인레스강의 금속산화물을 밀착시킨 기판의 표면 상태는 태양복사선의 파장에서 흡수율이 크며(즉 반사율이 적음) 한편 적외선 파장에서 복사율이 적은(즉 반사율이 큼) 선택 흡수표면의 분광성을 충분히 나타내는데 가장 중요한 요소라는 것을 알 수 있다. 선택 흡수표면의 효율을 증진 시키기 위해서는 상기한 기판의 표면 조도가 태양 복사선의 파장보다는 크고 적외선 파장보다는 작은 것이 좋다고 알려져 있다.In view of the above problems, the surface state of the substrate in which the metal oxide of stainless steel is in close contact has a high absorption rate (i.e. a low reflectance) at the wavelength of solar radiation and a low absorption rate (i.e. a high reflection rate) at the wavelength of solar radiation, It can be seen that it is the most important factor for showing sufficient light. In order to improve the efficiency of the selective absorption surface, it is known that the surface roughness of the substrate is better than the wavelength of solar radiation and smaller than the infrared wavelength.

그러나 이것은 실험 자료에 의한 것으로 확인 되지는 않은 것이다. 일반적으로 조잡하게 완성된 기판의 표면은 다중 반사에 의하여 흡수율의 증가 효과를 가져오고, 간섭효과로부터 오는 반사방지 효과를 억제시키는 경항이 있는데, 이는 상기한 양효과가 실제 흡수표면의 조도에 제한이 따르기 때문이다.However, this has not been confirmed by experimental data. In general, the surface of the roughly finished substrate has an effect of increasing the absorption rate by multiple reflections and suppresses the anti-reflection effect from the interference effect, which is not limited to the roughness of the actual absorption surface. Because it follows.

본 발명의 다른 목적은 스테인레스강의 금속산화물을 기판의 표면위에 형성할 때 기판의 조도를 결정하는데 있다. 기판의 조도를 결정하기 위하여 다음과 같은 실험이 효과적이었다.Another object of the present invention is to determine the roughness of a substrate when forming a metal oxide of stainless steel on the surface of the substrate. The following experiments were effective to determine the roughness of the substrate.

0.005-0.12%(중량)의 탄소, 0.005-0.75%(중량)의 실리콘, 0.005-1.00%(중량)의 망간, 16.00-18.00(중량)의 크롬, 나머지는 소량의 부가금속과 철(430(AISI), 6831XIII 8(SIO))의 금속 화합물인 스테인레스강을 30-35분동안 106-108℃의 온도에서 2크롬산나트륨 100g/ℓ와 황산 400g/ℓ로 구성된 산성액조에서 산화시켜, 상기한 스테인레스강의 표면상에 금속산화물을 형성시켰다.0.005-0.12% (weight) of carbon, 0.005-0.75% (weight) of silicon, 0.005-1.00% (weight) of manganese, 16.00-18.00 (weight) of chromium, the remainder being a small amount of addition metals and iron (430 ( AISI), a metal compound of 6831XIII 8 (SIO)), was oxidized in an acid bath consisting of 100 g / l sodium dichromate and 400 g / l sulfuric acid at a temperature of 106-108 ° C. for 30-35 minutes. Metal oxides were formed on the surface of the steel.

태양분관에서 적분된 흡수울(α), 흑체효율(η)의 복사열에서 적분된 복사열(ε)사이의 관계가 각각 조사되었다. 효율(η)은 다음 방정식으로 나타낸다.The relationship between the absorbing wool (α) integrated in the solar tube and the radiant heat (ε) integrated in the radiant heat of the black body efficiency (η) was investigated. The efficiency η is represented by the following equation.

Figure kpo00001
Figure kpo00001

여기서 σ는 스테판 볼츠만(Stefan Boltzmann)의 상수 4.88×10-8Kcal/m2hOK를 나타내고, γ는 수정기 조절 온도를 나타내는데 여기서 우리는 373°K로 추정한다. J는 태양 복사력(800 Kcal/m2h)을 나타낸다.Where σ represents Stefan Boltzmann's constant 4.88 × 10 −8 Kcal / m 2 h O K, and γ represents the crystallization temperature, where we assume 373 ° K. J represents solar radiation (800 Kcal / m 2 h).

기판면의 조도는 ISO에서 전정한 R468표준치에 따라 산술평균 편차(Ra)와 10포인트 높이(R2)에 의하여 나타낸다. 실험 결과는 제1도 및 제2도에 표시 하였다.The roughness of the substrate surface is represented by an arithmetic mean deviation (R a ) and a ten-point height (R 2 ) according to the standard R468 determined by ISO. Experimental results are shown in Figures 1 and 2.

제1도에서 곡선(1)은 표면의 조도가 Ra0.36㎛ 혹은 R23.5㎛인 경우, 곡선(2)는 Ra0.19㎛ 혹은 R20.6㎛인 경우, 곡선(3)은 Ra0.12㎛ 혹은 R20.5㎛인 경우, 곡선(4)는 Ra0.08㎛ 혹은 R20.3㎛인 경우, 곡선(5)는 Ra0.04㎛ 혹은 R20.1㎛인 경우의 반사율과 파장과의 관계를 나타낸 것이다.In FIG. 1, curve (1) shows R a 0.36 μm or R 2 3.5 μm, while curve (2) shows R a 0.19 μm or R 2 0.6 μm, and curve (3) shows R a 0.12. In the case of μm or R 2 0.5 μm, the curve 4 is R a 0.08 μm or R 2 0.3 μm, and the curve 5 shows the relationship between reflectance and wavelength when R a 0.04 μm or R 2 0.1 μm. It is shown.

여기서 반사율의 변화는 가시광선의 파장에 대한 태양열 취집기의 선택 흡수면의 조도의 변화에 비하여 적은 반면, 적외선 파장에서는 상기의 변화는 크다는 것을 알 수 있다.Here, it can be seen that the change in reflectance is small compared to the change in illuminance of the selective absorption surface of the solar collector with respect to the wavelength of visible light, while the change is large at the infrared wavelength.

Ra/R2의 비율이 적어질 수록 반사율은 크게 된다.As the ratio of R a / R 2 decreases, the reflectance increases.

제2도는 Ra치(値), 흡수율(α), 복사율(ε)과 효율(η)사이의 관계를 표시한 것이다.2 shows the relationship between the R a value, the water absorption rate α, the emissivity ε and the efficiency η.

제2도에서 보면 선택 흡수면의 흡수율(α)치는 Ra치에 의하여 많은 영향을 받지 않는다.In FIG. 2, the absorbance α value of the selective absorption surface is not much influenced by the Ra value.

복사율 (ε)치는 Ra치가 0.07이하일때 급격히 저하되는 반면 Ra치 0.07이상인 경우 비례적으로 복사율치는 증가한다. 효율(η)치는 Ra치가 0.07이하인 경우 갑자기 상승하여, 75%이상의 효율치를 보여준다.The emissivity (ε) decreases rapidly when the value of R a is less than 0.07, while the emissivity increases proportionally when the value of R a is greater than 0.07. The efficiency (η) value suddenly rises when the R a value is 0.07 or less, showing an efficiency value of 75% or more.

제2도에서 볼 때 최상의 결과는 0.07이하의 Ra치를 가진 스테인레스강판의 표면을 화학적으로 산화시켜서 제조한 선택 흡수면에서 나온다는 것을 알 수 있다.In Figure 2, the best results are obtained from the selective absorption surface produced by chemically oxidizing the surface of the stainless steel sheet having a Ra value of 0.07 or less.

제3도에서 볼 때 선택 흡수면의 흡수율(α)치는 R2치에 의하여 많은 영향을 받지 않는다.As shown in FIG. 3, the absorbance α value of the selective absorption surface is not much influenced by the R 2 value.

복사율(ε)치는 R2치가 0.2이하에서 갑자기 저하되며, 효율(η)은 R2치가 0.2이하일 때 75%이상의 높은 효율치를 나타낸다. 최상의 결과는 R2가 0.2이하의 조도를 가진 스테인레스강의 표면을 화학적으로 산화시켜서 제조한 선택 흡수면에서 나온다는 것을 알 수 있다. 각각 0.07이하의 Ra나 0.2이하의 R2의 조도를 가진 선택 흡수면은 적외선 파장에서 거의 평활한 면으로 되고 반구 반사율에 대하여 적은 비율의 확산 반사율(거울 반사율과 확산 반사율의 합계)을 나타내며 7㎛이상의 적외선 파장에서 80%이상의 반구 반사율치를 나타내는 배가된 반사율로부터 반사율의 저하를 방지하여 태양열 취집기의 상기 표면의 선택 흡수성을 특출하게 증진시킨다.The emissivity? Decreases abruptly when the R 2 value is 0.2 or less, and the efficiency η represents a high efficiency value of 75% or more when the R 2 value is 0.2 or less. The best result is that R 2 comes from selective absorption produced by chemically oxidizing the surface of stainless steel with roughness below 0.2. Selective absorbing surfaces, each with an R a of less than 0.07 or an R 2 of less than 0.2, are almost smooth at infrared wavelengths and exhibit a small proportion of diffuse reflectance (sum of mirror reflectance and diffuse reflectance) with respect to hemispheric reflectivity. The reduction in reflectance is prevented from the doubled reflectance, which indicates a hemispheric reflectance value of 80% or more at infrared wavelengths of 占 퐉 or more, which significantly enhances the selective absorption of the surface of the solar collector.

스테인레스강의 표면의 산화처리가 효과적으로 될때 균일하고 안정된 산화물막을 제조하기 위하여 금속판의 표면을 균일하게 완성하는 것이 필요하다.When the oxidation treatment of the surface of stainless steel becomes effective, it is necessary to uniformly complete the surface of the metal plate in order to produce a uniform and stable oxide film.

일반적으로 스테인레스강의 표면은 금속 조직학적 구조, 혼합율, 작업 공정, 국부열처리와 내부용력 분포때문에 균질이 되지 않는다. 스테인레스강판의 표면이 균일치 하지 않으면 그만큼 균일한 산화물막이 형성되지 않는다.In general, stainless steel surfaces are not homogeneous due to the metallographic structure, mixing rate, work process, localized heat treatment and internal load distribution. If the surface of the stainless steel sheet is not uniform, no uniform oxide film is formed.

본 발명의 효과중 하나는 금속판면이 비균질이기 때문에 야기되는 많은 단점을 제거하여, 기계 연마 화학적 마멸과 전해 연마에 의하여 0.07이하의 Ra나 0.2이하의 R2의 조도로서 스테인레스강의 기판면을 완성함으로써 태양열 취집기의 선택 흡수표면의 선택 흡수성을 증진 시키는데 있다. 적당한 조도의 태양열 취집기의 선택 흡수표면의 효율을 나타내는 예의 하나가 제4도에 표시되어 있다.One of the effects of the present invention eliminates many of the disadvantages caused by the inhomogeneity of the metal plate, thereby completing the substrate surface of stainless steel with a roughness of R a below 0.07 or R 2 below 0.2 by mechanical polishing chemical abrasion and electropolishing. This is to enhance the selective absorption of the surface of the solar collector of the selective absorption. One example showing the efficiency of the selective absorption surface of a solar collector of appropriate illuminance is shown in FIG.

본 예에서 스테인레스강(304(AISI) 6831XIII 11(ISO))은 Ra0.2㎛나 R21.0㎛의 표면 조도의 깨끗한 면을 형성하기 위하여 20-100의 분말 크기인 유리분말을 사용한 액체 호우닝에 의하여 처리하고 다음 전술한 산성산화법에 따라 상기 표면을 산화 시켰다. 스테인레스강의 산화물막의 분광 반사율은 제4도의 곡선(a)에 표시되었다.In this example, stainless steel 304 (AISI) 6831XIII 11 (ISO) is a liquid honing using glass powder with a powder size of 20-100 to form a clean surface with a surface roughness of R a 0.2 μm or R 2 1.0 μm. And the surface was oxidized according to the acidic oxidation method described above. The spectral reflectance of the oxide film of stainless steel is shown by the curve (a) of FIG.

다른 예에서는 스테인레스강을 Ra0.14㎛나 R20.6㎛의 표면 조도의 깨끗한 면을 형성하기 위하여 10중량%의 질산화 2중량%의 플루오르산을 함유하는 용액속에 침액시키고 다음 산성 산화법으로 그 표면을 산화시켰다.In another example, stainless steel is immersed in a solution containing 10% by weight of nitric oxide and 2% by weight of fluoric acid to form a clean surface with a surface roughness of Ra0.14 μm or R 2 0.6 μm, and then the surface is subjected to acidic oxidation. Oxidized.

제4도의 곡선(b)도 스테인레스강의 산화막의 분광 반사율을 표시한다.Curve b of FIG. 4 also shows the spectral reflectance of the oxide film of stainless steel.

본 발명의 예에서 상기한 스테인레스 강은 0.07㎛이하의 Ra나, 0.2㎛이하의 R2의 조도를 가진 처리된 표면을 형성하기 위하여 전기한 예에서 보여준 바와 같이 기계적 및 화학적 처리 혹은 각각의 처리를 하거나 하지 않은 다음에 광택을 내었고 전술한 산성산화법에 의하여 산화 시켰다.In the examples of the present invention, the above-described stainless steel is mechanically or chemically treated or each treated as shown in the above examples to form a treated surface having a roughness of R a of 0.07 μm or less, or R 2 of 0.2 μm or less. After or without it was polished and oxidized by the acid oxidation method described above.

시험 결과는 제4도의 곡선(c)으로 표시 하였다. 본 발명(곡선(c))의 산화물막은 곡선(a)와 (b)의 산화막보다 적외선 파장에서 높은 반사율을 나타내었다.The test result is shown by the curve (c) of FIG. The oxide film of the present invention (curve (c)) exhibited higher reflectance at infrared wavelengths than the oxide films of curves (a) and (b).

산화물막의 두께Thickness of oxide film

다음의 공정에 따라 기판면에 금속 조성의 금속산화물이 밀착될때 산화물막의 두께를 어떻게 결정하느냐는 문제가 야기된다. 즉,The problem arises how to determine the thickness of the oxide film when the metal oxide of the metal composition adheres to the substrate surface according to the following process. In other words,

1) 소정의 금속조성의 스테인레스강의 표면에 대하여 산성 혹은 염기성 산화를 효과적으로 하는 방법.1) A method of effectively acidic or basic oxidation of a surface of a stainless steel of a predetermined metal composition.

2) 산화물막과 기판 사이의 밀착성을 증진 시키기 위하여 예를 들면 스패터링과 아크 방전법인 분자반응 진공 증발법.2) Molecular reaction vacuum evaporation, e.g. sputtering and arc discharge, to enhance the adhesion between the oxide film and the substrate.

3) 적외선에 대하여 비교적 투광성인 접착제 예를 들면 폴리에틸렌이나 실리콘 수지등을 사용하여 기판위에 소정의 금속 조성의 금속산화물 분말을 밀착 시키는 방법.3) A method in which a metal oxide powder having a predetermined metal composition is brought into close contact with a substrate by using a relatively light-transmitting adhesive such as polyethylene or a silicone resin.

4) 스테인레스강을 제외하고 기판 예를 들면 산화된 크롬화금속 혹은 합금에 밀착된 스테인레스강의 산화처리를 행하는 방법. 태양열 취집기의 선택 흡수표면의 분광성과 산화물막의 반사방지효과는 다음과 같다. 즉, 선택 흡수표면의 분광 특성은 태양 복사선의 파장(0.3-2.5㎛)에서 적게 반사되어야 하고 적외선 파장(3-50㎛)에서 많은 반사를 하여야 한다.4) A method of oxidizing stainless steel in close contact with a substrate such as oxidized metal chromium or an alloy except for stainless steel. Selective absorption surface of solar collector and the antireflection effect of oxide film are as follows. In other words, the spectral characteristics of the selective absorption surface should reflect less at the wavelength of solar radiation (0.3-2.5 μm) and more at the infrared wavelength (3-50 μm).

제5도는 각각 대기와 산화물막 사이와 막과 기판사이의 접촉면 위에 입자 광선의 반사를 보여주기 위하여 거울같은 면의 기판위에 산화물막이 밀착된 태양열 취집기의 흡수기의 단면도를 표시한 것이다.5 shows a cross-sectional view of an absorber of a solar collector in which an oxide film is adhered on a mirror-like substrate to show reflection of particle rays on the contact surface between the atmosphere and the oxide film and between the film and the substrate, respectively.

제5도에서 보면 대기(1)에서 오는 입사광선은 대기(1)와 산화물막(2)사이의 접촉면에서 부분적으로 반사되어 반사광선(4)이 형성된다. 나머지 입사광선은 감쇄되어서 산화물막(2)을 투과하고 산화물막(2)과 기판(3)사이 접촉면에서 반사광선(5)을 형성하며 반사된다. 광선(4)와 (5) 사이의 간섭은 산화물막의 두께에 의존하므로 산화물막의 두께는 반사방지 효과를 얻기 위하여 간섭작용을 일으키는 정도에서 선택된다.In FIG. 5, incident light coming from the atmosphere 1 is partially reflected at the contact surface between the atmosphere 1 and the oxide film 2 to form the reflected light 4. The remaining incident light is attenuated to pass through the oxide film 2, and is reflected by forming the reflected light 5 at the contact surface between the oxide film 2 and the substrate 3. Since the interference between the light rays 4 and 5 depends on the thickness of the oxide film, the thickness of the oxide film is selected in such a degree as to cause interference in order to obtain an antireflection effect.

제7도의 곡선(6)은 간섭 효과를 무시한 거울같은 표면의 기판위에 스테인레스강의 금속 산화물를 밀착시킨 선택 흡수면의 분광성질을 표시한 것이다.Curve 6 in FIG. 7 shows the spectral properties of a selective absorption surface in which a metal oxide of stainless steel is adhered to a substrate on a mirror-like surface ignoring interference effects.

제6도는 스테인레스강의 금속산화물의 분광 전도력을 표시한 것이다. 상기한 스테인레스강은 683/ⅩⅢ 8(ISO)와 430(AISI)와 같은 금속 조성을 가진다.6 shows the spectral conductivity of metal oxides of stainless steel. The stainless steels described above have metal compositions such as 683 / XIII 8 (ISO) and 430 (AISI).

주로 산화크롬과 산화철(Fe3O4)(Fe2O3/FeO 혹은 Fe3O4)으로 구성된 산화물막은 2크롬산 나트륨 100g/ℓ와 400g/ℓ산의 산성용액에 106-108℃의 온도에서 30-35분간 침액 시켜서 생산된다. 거울같은 면을 가진 기판위에 부착된 피복층의 적당한 두께를 가진 스테인레스강의 산화물막은, 간섭효과를 무시한 좋은 선택 흡수성을 나타낸다.An oxide film composed mainly of chromium oxide and iron oxide (Fe 3 O 4 ) (Fe 2 O 3 / FeO or Fe 3 O 4 ) was used at an acidic solution of 100 g / l sodium dichromate and 400 g / l acid at a temperature of 106-108 ° C. Produced by soaking for 30-35 minutes. An oxide film of stainless steel having an appropriate thickness of the coating layer attached on the mirror-like substrate shows good selective absorbency ignoring the interference effect.

제7도의 곡선(7)은 간섭효과가 태양 복사선의 파장에서 반사율을 감소시키는 범위의 피복층의 두께를 가진 선택 흡수표면의 우수한 분광 성질을 나타낸 것이다.Curve 7 in FIG. 7 shows the excellent spectral properties of the selective absorbing surface with the thickness of the coating layer in the range in which the interference effect reduces the reflectance at the wavelength of solar radiation.

일반적으로는, 유전재(誘電材)사이의 접촉면에서 반사율을 억제하기 위하여 상이한 광학 성질을 가진 상기 재료의 굴절율의 중간치를 가진 유전재의 피복층을 설치하고 있다. 만약 상기 재료들이 완전한 투과성을 소유하고 있다면 간섭효과로부터 오는 흡수대(Absorption Band)가 분명히 나타나게 된다. 비록 상기 재료들이 유전체와 전도체의 중간 성질을 갖고 있다 하더라도, 투과 광선의 존재에 의하여 간섭 효과가 나타나게 된다.Generally, in order to suppress the reflectance in the contact surface between dielectric materials, the coating layer of the dielectric material which has the median of the refractive index of the said material with a different optical property is provided. If the materials possess complete permeability, the absorption band resulting from the interference effect becomes apparent. Although the materials have intermediate properties between the dielectric and the conductor, the effect of interference is caused by the presence of transmitted light.

스테인레스강의 금속산화물은 완전한 유전성질을 가지고 있는 것이 아니고 어느 정도의 선택 흡수성만 가지고 있다. 따라서 상기한 산화물막은 어느 정도까지 간섭효과를 갖는 선택 흡수성을 나타내는 표면으로 사용할 수 있다. 다음의 방정식의 충족된다면 선택 흡수면의 반사율을 최소치로 하는 것이 가능하다.Metal oxides in stainless steel do not have complete dielectric properties, but rather have some degree of selective absorption. Therefore, the oxide film described above can be used as a surface exhibiting selective absorbency having an interference effect to some extent. It is possible to minimize the reflectance of the selective absorption surface if the following equation is satisfied.

Figure kpo00002
Figure kpo00002

Figure kpo00003
Figure kpo00003

여기서 n1은 피복재의 굴절율 : n0은 대기의 굴절율(n0=1), n2는 기판의 굴절율, d는 막의 두께, n1d=

Figure kpo00004
는 1차 흡수대의 파장을 나타낸다. 만일 스테인레스강을 제5도에 표시한 바와 같이 기판(3)으로 사용하면 타원 계측 분선기의 측정에 의하여 굴절율 n2는 3.5-3.9이며, 굴절율 n1는 2.0-2.5이다.Where n 1 is the refractive index of the coating material: n 0 is the refractive index of the atmosphere (n 0 = 1), n 2 is the refractive index of the substrate, d is the thickness of the film, n 1 d =
Figure kpo00004
Represents the wavelength of the primary absorption band. If stainless steel is used as the substrate 3 as shown in Fig. 5, the refractive index n 2 is 3.5-3.9, and the refractive index n 1 is 2.0-2.5, as measured by the elliptical measuring divider.

비록 스테인레스강의 금속 산화물막의 굴절율(2.0-2.5)이 제1방정식을 충족 시키지 못하고 일차 흡수 파장의 굴절율이, 산화물막의 광학적 두께가

Figure kpo00005
일때, 0이 되지 않더라도 제8도의 곡선(8)과 (9)로써 표시한 바와 같이 상기 산화물막은 우수한 흡수 선택성을 나타낸다. 제8도에서 곡선(8)과 (9)는 일차 흡수파장이 각각 분광 방사력이 최고치인 약 0.5㎛와 약 0.8㎛인때, 분광반사율을 표시한 것이다. 비록 가장 우수한 선택 흡수성이 일차 흡수파장(11)이 0.5㎛인때 나타나고, 선택 흡수표면의 최고 흡수율이, 태양 복사선의 분광분포를 고려하여 0.8㎛의 일차 흡수파장(11)에서 나타난다는 것에 곡선(8)로부터 추정되더라도, 현재 곡선(8)과 (9)의 태양 복사선의 흡수율(α)이 공기 질량이 2라는 가정하에서 계산될때, 곡선(8)과 (9)의 상기 흡수율(α)치는 각각 0.90과 0.94로 측정된다.Although the refractive index (2.0-2.5) of the metal oxide film of stainless steel does not satisfy the first equation, the refractive index of the primary absorption wavelength is
Figure kpo00005
In this case, the oxide film exhibits excellent absorption selectivity as indicated by the curves 8 and 9 in FIG. 8 even if it is not zero. In Fig. 8, curves 8 and 9 show spectral reflectances when the primary absorption wavelengths are about 0.5 mu m and about 0.8 mu m, respectively, with the highest spectral radiative powers. Although the best selective absorptivity appears when the primary absorption wavelength 11 is 0.5 [mu] m, the highest absorption rate of the selective absorption surface appears at the primary absorption wavelength 11 of 0.8 [mu] m considering the spectral distribution of solar radiation. Although estimated from 8), when the absorption rate α of the solar radiation of the current curves 8 and 9 is calculated under the assumption that the air mass is 2, the absorption rate α values of the curves 8 and 9 are respectively Measured as 0.90 and 0.94.

제8도의 곡선 (8)과 (9)에 복사율(ε)은 장파장에서 약 0.12의 동일치에 달한다.In curves (8) and (9) in FIG. 8, the emissivity ε reaches an equivalent value of about 0.12 at long wavelength.

주어진 파장에서 기판과 금속산화물 피복층에 있어 분산의 광학 정수가 각기 다르기 때문에, λ/2의 피복층의 광학적 두께에서 일차 흡수율에서의 최저 반사율(11)과 분광반사율의 일차 정점(12)에 대응하는 파장은 각각 곡선(8)과 (9)에서 상이하다.Since the optical constants of the dispersion are different for the substrate and the metal oxide cladding layer at a given wavelength, the wavelengths corresponding to the lowest reflectance 11 at the first absorptance and the primary peak 12 of the spectral reflectance at the optical thickness of the cladding layer of λ / 2. Are different in curves (8) and (9), respectively.

최상의 선택성은 0.5㎛의 일차 흡수 파장보다 0.8㎛의 일차 흡수파장에서 얻게 된다.The best selectivity is obtained at the primary absorption wavelength of 0.8 µm rather than the primary absorption wavelength of 0.5 µm.

왜냐하면, 곡선(9)의 최소 반사율(11)이 곡선(8)의 최소 반사율보다 적은 반면, 곡선(9)의 최고반사율은 곡선(8)의 최고반사율보다 적기 때문이다.This is because the minimum reflectance 11 of the curve 9 is less than the minimum reflectance of the curve 8, while the highest reflectance of the curve 9 is less than the highest reflectance of the curve 8.

제8도의 선(10)은 작용온도 100℃에서 선택 흡수표면의 이상적인 분광반사율 곡선을 나타내는 것이다.Line 10 in FIG. 8 shows an ideal spectral reflectance curve of the selective absorption surface at an operating temperature of 100 ° C.

상기 스테인레스강의 금속산화물의 굴절율은 상세히 설명하면, 상기한 금속산화물은 어떤 방향에서는 스테인레스강의 표면위에 다공성으로 자라나게 된다.When the refractive index of the metal oxide of the stainless steel is described in detail, the metal oxide grows porous on the surface of the stainless steel in some directions.

일반적으로 다공성이 크면 클수록 굴절율치는 대기의 굴절율에 접근한다. 자철광(Fe3O4)의 굴절율은 가시광선 파장에서 2.4-2.5인 반면, 스테인레스강의 금속산화물의 굴절율은 타원편관분석기로 측정했을때 2.0-2.5이다.In general, the greater the porosity, the closer the refractive index approaches the refractive index of the atmosphere. The refractive index of magnetite (Fe 3 O 4 ) is 2.4-2.5 at visible wavelength, while the refractive index of metal oxide of stainless steel is 2.0-2.5 as measured by ellipsoidal analyzer.

그러므로 스테인레스강의 금속산화물의 다공성은 금속산화물층의 기저용적의 0-20%이라고 결론지을수 있다.Therefore, it can be concluded that the porosity of the metal oxide of stainless steel is 0-20% of the base volume of the metal oxide layer.

상기의 사실은 정도 현미경 측정으로 확인되었다.The above facts were confirmed by precision microscopic measurements.

반사 방지효과를 가진 스테인레스강의 금속 산화물 피복층의 적정두께(dc)는 전기한 피복층의 광학적 두께(n1d)가 1,250Å-2,500Å이고 굴절율(n1)이 2.0-2.5일때 500Å-1,250Å이다.The proper thickness (dc) of the metal oxide cladding layer of the stainless steel having the antireflection effect is 500 mW-1,250 mW when the optical thickness (n 1 d) of the coating layer described above is 1,250 m −2,500 m and the refractive index (n 1 ) is 2.0-2.5. .

비록 피복층의 두께가 상기한 범위 밖일지라도, 표면의 선택 흡수성어 어느 정도 나타나므로 피복층의 적정 두께는 500Å-2000Å가 된다.Although the thickness of the coating layer is out of the above-mentioned range, the selective absorbency of the surface appears to some extent, so that the appropriate thickness of the coating layer is 500 kPa-2000 kPa.

산화물 피복층의 상기한 적정 두께는 스테인레스강뿐만 아니라 그 이외의 기판에 대해서도 적용시킬 수 있다. 만약 기판이 4.0이상의 높은 굴절율을 가진 재료로부터 선택되었다면 상기한 기판으로 제조된 태양열 취집기의 선택 흡수표면은 스테인레스강 기판으로 제조된 것보다 좋다.The above-mentioned appropriate thickness of the oxide coating layer can be applied not only to stainless steel but also to other substrates. If the substrate is selected from a material having a high refractive index of 4.0 or higher, the selective absorption surface of the solar collector made of the substrate is better than that made of stainless steel substrate.

[실시예 1]Example 1

683/XIII 8((ISO), 430(AISO)과 638/XIII 11(ISO), 304(AISI)인 페라이트계 스테인레스강과 오스테나이트계스테인레스강을 중크롬산나트륨 100g/ℓ와 황산 400g/ℓ로 구성되는 배드(Bath)에서 106-108℃의 온도로 30-35분동안 침지하여 화학적으로 산화시켜, 스테인레스강 표면에 산화물층을 형성하였다.Ferritic stainless steel and austenitic stainless steel of 683 / XIII 8 ((ISO), 430 (AISO) and 638 / XIII 11 (ISO), 304 (AISI) are composed of 100 g / l sodium dichromate and 400 g / l It was chemically oxidized by immersing in a bath at a temperature of 106-108 ° C. for 30-35 minutes to form an oxide layer on the stainless steel surface.

제9도는 상기와 같이 산화된 스테인레스강의 선택흡수면의 분광 반사율을 종래의 태양열 취집기의 선택 흡수표면과 비교하여 표시한 것이다.9 shows the spectral reflectance of the selective absorption surface of the oxidized stainless steel as compared with the selective absorption surface of the conventional solar collector.

제9도에서 곡선(1)은 산화된 페라이트계 스테인레스강의 표면의 반사율을 표시한 것이고, 곡선(2)는 산화된 오스테나이트계 스테인레스강표면의 반사율을 표시한 것이며, 곡선(3)은 동판을 염기성 산화시켜 제조된 산화 구리 피복층의 반사율을 표시한 것이고, 곡선(4)는 강철위에 주조니켈을 도금하고 그 위에 다시 도금한 황산 니켈의 반사율을 표시한 것이며 곡선(5)는 100℃의 작용온도에서 태양열취집기의 선택흡수표면의 이상적인 분광반사율을 표시한 것이다.In FIG. 9, curve (1) shows the reflectance of the surface of oxidized ferritic stainless steel, curve (2) shows the reflectance of the surface of oxidized austenitic stainless steel, and curve (3) shows the copper plate. The reflectivity of the copper oxide coating layer prepared by basic oxidation is shown, and the curve (4) shows the reflectance of nickel sulfate plated on nickel and replated thereon, and the curve (5) shows an operating temperature of 100 ° C. Shows the ideal spectral reflectance of the selective absorption surface of the solar collector.

산화구리로 피복된 선택 흡수면은 4㎛이상의 긴파장에서 과도한 높은 반사율을 나타낸다.The selective absorption surface coated with copper oxide exhibits excessively high reflectance at long wavelengths of 4 mu m or more.

그것은 0.3-2.5㎛의 파장에 있어서, 분산된 반사율을 감안해서 스테인레스강의 산화물막의 선택 흡수표면의 반사율(곡선(1)과 (2))보다 3-5%높은 반사율을 가진다.It has a reflectance of 3-5% higher than the reflectance (curves 1 and 2) of the selective absorption surface of the oxide film of stainless steel in consideration of the scattered reflectance at a wavelength of 0.3-2.5 mu m.

페라이트계 스테인레스강으로 형성된 흡수표면(곡선 (1))의 경우에는, 그 반사율 2.0㎛이하의 파장에서는 극히 적으며, 2.0㎛이상의 파장에서는 상당히 높다.In the case of the absorption surface (curve 1) formed of ferritic stainless steel, the reflectance is extremely small at a wavelength of 2.0 mu m or less, and is quite high at a wavelength of 2.0 mu m or more.

페라이트계 스테인레스강으로 제조된 선택 흡수표면은 산화 구리 선택면으로 제조된 것과 같은 범위에서 우수하다.The selective absorption surface made of ferritic stainless steel is excellent in the same range as that made of copper oxide selective surface.

제9도의 곡선(2)으로 표시한 바와 같이 오스테나이트계 스테인레스강으로 제조한 선택 흡수표면의 반사율은, 태양열 취집기의 작용온도와 동일한 온도에서 혹체 복사선의 파장에 대해서는 페라이트계 스테인레스강으로 제조한 것에 비하여 열등하다.As indicated by the curve (2) of FIG. 9, the reflectance of the selective absorption surface made of austenitic stainless steel was made of ferritic stainless steel at the same temperature as the operating temperature of the solar collector. Inferior to that

비록 오스테나이트계 스테인레스강으로 제조한 선택흡수표면이 분광특성에 있어서는 열등하지만, 이 표면은 용접성과 우수한 내식성을 고려할 때 경제적인 태양열 취집기로서 유용하다.Although the selective absorption surface made of austenitic stainless steel is inferior in spectral characteristics, this surface is useful as an economical solar collector in view of weldability and excellent corrosion resistance.

전기한 바와 같이, 페라이트계나 오스테나이트계 스테인레스강으로 제조한 본 발명의 선택 흡수표면은 스테인레스강의 특성인 우수한 내열성과 내식성 및 양호한 분과특성을 가지고 있기 때문에 태양열 취집기에 사용하면 유리하다.As described above, the selective absorption surface of the present invention made of ferritic or austenitic stainless steel is advantageous for use in solar collectors because it has excellent heat resistance, corrosion resistance and good breakdown characteristics, which are characteristics of stainless steel.

화학적 산화공정에 의하여 페라이트계와 오스테나이트계 스테인레스강으로 제조된 금속산화물 피복층은 스테인레스강의 원래의 내식성이 손상되지 않은 균일하고 안정된 면이다.The metal oxide coating layer made of ferritic and austenitic stainless steel by the chemical oxidation process is a uniform and stable surface in which the original corrosion resistance of stainless steel is not impaired.

본 발명에 의해 제조된 선택 흡수면의 내열성은 만일 스테인레스강이외의 기판을 사용하더라도 스테인레스강의 내열성가 같은 범주이다.The heat resistance of the selective absorbing surface produced by the present invention is in the same category even if a substrate other than stainless steel is used.

제10도는 페라이트계와 오스테나이트계 스테인레스강으로 제조한 선택흡수면을 장치한 태양열 취집기의 횡단면도이다.10 is a cross-sectional view of a solar collector equipped with a selective absorption surface made of ferritic and austenitic stainless steels.

제10도에서, 화살표로 표시한 바와 같이 입사광선은, 태양 복사선과 대기(2)에서 박리되는 것을 보호하고 대류 열손실의 보호를 위하여 설치된 투명 복개재(1-3장의 유리 또는 합성수지판)을 통하여 전도되고 페라이트계 및 오스테나이트계 스테인레스강의 산화물막(3)에 흡수되므로써 열로 전환된다.In FIG. 10, the incident light, as indicated by the arrow, uses a transparent covering (1-3 glass or synthetic resin plates) installed to protect the solar radiation from being separated from the atmosphere 2 and to protect the convective heat loss. It is conducted through and absorbed into the oxide film 3 of ferritic and austenitic stainless steel and converted to heat.

흡수된 열은 기판(4)을 통하여 물이나 공기같은 가열매체로 전도되거나 기판(4)에 합판법이나 분산 접착법에 의해 접착된 통상의 재질(4)에 전도된다.The absorbed heat is conducted through the substrate 4 to a heating medium such as water or air, or to a conventional material 4 adhered to the substrate 4 by plywood or dispersion bonding.

제10도에서 (6)은 방열체로서 설치된 공기층이고 (7)은 유리털이나 석면 혹은 벌집구조로 구성된 절연재이다.In FIG. 10, 6 is an air layer provided as a heat sink and 7 is an insulating material composed of glass wool, asbestos, or honeycomb structure.

이상과 같이 페라이트계와 오스테나이트계 스테인레스강으로부터 화학산화법에 의해 제조한 선택 흡수면은 태양열 취집기에 사용했을때 열을 취집하는데 우수한 효과를 나타낸다.As described above, the selective absorption surface prepared by the chemical oxidation method from ferritic and austenitic stainless steels has an excellent effect of collecting heat when used in solar collectors.

[실시예 2]Example 2

실시예(1)에 의한 페라이트계스테인레스강으로 형성한 선택흡수표면은 분광특성이 우수하고 가격이 저렴하지만, 용접성, 성형성, 내식성에 약간의 단점을 가지고 있다.The selective absorption surface formed of the ferritic stainless steel according to Example (1) has excellent spectral characteristics and low cost, but has some disadvantages in weldability, formability and corrosion resistance.

이런 단점을 개선하기 위하여, 스테인레스강을 실시예 1에서와 같은 화학적 산화조건하에서 처리하였다.To remedy this drawback, stainless steels were treated under the same chemical oxidation conditions as in Example 1.

제11도에서, 곡선(1)은 티타늄, 볼리브덴과 부가금속들을 함유한 저탄소 스테인레스강으로부터 제조된 선택흡수표면의 반사율과 파장사이의 관계를 표시한 것이고, 곡선(2)는 티타늄, 몰리브덴과 부가금속들을 함유하지 않은 저탄소 페라이트계 스테인레스강으로부터 제조한 선택 흡수면의 상기한 관계를 표시한 것이며, 곡선(3)은 이의 이상적인 곡선을 표시한 것이다.In FIG. 11, curve (1) shows the relationship between the reflectance and the wavelength of the selective absorption surface made from low carbon stainless steel containing titanium, bolybdenum and additional metals, and curve (2) shows titanium, molybdenum And the above-mentioned relationship of the selective absorption surface produced from low carbon ferritic stainless steel containing no additional metals, and curve (3) shows its ideal curve.

제11도로부터 알 수 있듯이 부가몸속들을 함유한 스테인레스강으로부터 제조된 선택흡수면은 물론 부가금속들을 함유하지 않은 보편적인 페라이트계 스테인레스강의 흡수면도 우수한 분광특성을 가지고 있다.As can be seen from FIG. 11, the selective absorbing surface made of stainless steel containing additional bodies, as well as the absorbing surface of universal ferritic stainless steel containing no additional metals, has excellent spectral characteristics.

[실시예 3]Example 3

다음 실험은 간섭 효과에 의한 반사방지 능력과 우수한 분광반사율을 가진 태양열 취집기의 선택 흡수표면이 스테인레스강의 표면에 500-2000Å의 직접 두께를 가진 산화물막을 형성하는 산화 조건을 선택하므로서 제조된다는 사실을 증명하는데 효과적이었다.The following experiments demonstrate that the selective absorption surface of solar collectors with antireflection capability and good spectral reflectance due to interference effects is produced by selecting the oxidation conditions to form an oxide film with a direct thickness of 500-2000Å on the surface of stainless steel. It was effective to

683/XIII 8(ISO), 430(AISI)의 스테인레스강판을 하기한 수용액(A) 및 (B)에서 침액시간을 변경하면서 화학적으로 산화시켜 스테인레스강표면에 산화물 피복층을 형성하였다.683 / XIII 8 (ISO) and 430 (AISI) stainless steel sheets were chemically oxidized in the following aqueous solutions (A) and (B) while changing the immersion time to form an oxide coating layer on the stainless steel surface.

피복층의 두께(Å)와 침액시간 사이의 관계는 제12도에 도시되었으며, 태양광선 분광시의 흡수율(α)(공기무게 2)과 태양열 취집기의 작용온도(50-100℃)로서 흑체복사에 적분된 복사율(ε)과 피복층의 두께(Å)사이의 관계는 제13도에 도시되어 있다.The relationship between the thickness of the coating layer and the immersion time is shown in FIG. 12. Black body radiation as the absorption rate α (air weight 2) during solar spectroscopy and the operating temperature of the solar collector (50-100 ° C.) The relationship between the emissivity ε integrated at and the thickness of the coating layer is shown in FIG.

스테인레스강의 표면을 산화 시키는 조건(용액과 온도)은 하기와 같다.The conditions (solution and temperature) for oxidizing the surface of stainless steel are as follows.

Figure kpo00006
Figure kpo00006

제12도는 산화물 피복층의 두께(Å)와 광학적 두께n1d=λ/4인 일차 흡수위치(파장)의 변화를 측정하므로서 얻어진 처리시간(분)사이의 관계를 표시한 것이다.FIG. 12 shows the relationship between the thickness of the oxide coating layer and the processing time (minutes) obtained by measuring the change in the primary absorption position (wavelength) with an optical thickness n 1 d = lambda / 4.

여기서 n1은 전기한 범위 2.0-2.5의 평균치 2.2를 나타낸다.N <1> represents the average value 2.2 of the said range 2.0-2.5 here.

제12도에서, 곡선(13)은 처리조건(A)로부터 얻어진 피복층에 관한 것이며, 곡선(14)은 처리조건(B)로부터 얻어진 피복층에 관한 것이다. 제13도는 100℃작용 온도에서 복사율(ε)과 흡수율(α)과 산화물 피복층의 두께(Å)사이의 관계를 나타낸 것이다.In FIG. 12, curve 13 relates to the coating layer obtained from the treatment condition (A), and curve 14 relates to the coating layer obtained from the treatment condition (B). FIG. 13 shows the relationship between the emissivity (ε), the water absorption (α), and the thickness of the oxide coating layer at an operating temperature of 100 ° C.

제12도에서, 곡선(15)은 피복층의 두께(Å)와 흡수율(α)사이의 관계이고, 곡선(16)은 복사율(ε)과 피복층의 두께 사이의 관계이다. 곡선(15) 및 (16)에서 알 수 있듯이, 흡수율치(α)는 500-2000Å의 도층의 두께에서는 0.80이상이고, 간섭효과로부터 오는 일차 흡수의 파장이 0.8㎛인때 약 900Å의 피복층의 두께에서는 0.94이며, 도층의 두께가 1000Å인 경우 점차 감소한다.In FIG. 12, the curve 15 is the relationship between the thickness of the coating layer and the absorbance α, and the curve 16 is the relationship between the radiation rate ε and the thickness of the coating layer. As can be seen from curves (15) and (16), the absorbance value (α) is 0.80 or more for the thickness of the coating layer of 500-2000 Hz, and the thickness of the coating layer of about 900 Hz when the wavelength of primary absorption resulting from the interference effect is 0.8 µm. Is 0.94, and gradually decreases when the thickness of the coating layer is 1000 kPa.

곡선(13)로부터 알 수 있듯이 복사율(ε)은 피복층의 두께가 약 1500Å에 달할 때까지 점차 증가하고, 피복층의 두께가 2000Å이상 될때 0.2 이상이며, 우수한 선택 흡수성을 가진 선택흡수면은 스테인레스강의 산화물막의 두께가 500-2000Å될때 얻어진다.As can be seen from the curve 13, the emissivity (ε) gradually increases until the thickness of the coating layer reaches about 1500 kPa, and is 0.2 or more when the thickness of the coating layer is 2000 kPa or more, and the selective absorption surface with excellent selective absorption is oxide of stainless steel. Obtained when the film thickness is 500-2000 mm 3.

이상과 같이 우수한 특성을 가진 선택 흡수면은 산화물 피복층의 두께가 500-2000Å일때 산화공정에 관계없이 얻어진다는 것을 알수 있다.It can be seen that the selective absorption surface having the excellent characteristics as described above is obtained regardless of the oxidation process when the thickness of the oxide coating layer is 500-2000 mm 3.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 스테인레스강을 기판으로 사용할 때 내구력, 내열성, 내식성과 접착성에서 우수한 성질을 가지는 선택흡수 표면을 얻을 수 있다.As described above, according to the present invention, a selective absorption surface having excellent properties in durability, heat resistance, corrosion resistance and adhesion when using stainless steel as a substrate can be obtained.

산화구리로 구성된 종래의 선택 흡수면표면의 경우에는 분광성은 표면색을 변화시킴으로써 180-200℃(24)시간의 온도에서는 변경되지 않으나, 210℃(24시간)이상의 온도에서는 금속산화물의 표면 구조가 파괴되기 때문에, 분광성이 변경되는 폐단이 있다.In the case of the conventional selective absorption surface composed of copper oxide, the spectroscopic property is not changed at a temperature of 180-200 ° C (24 hours) by changing the surface color, but the surface structure of the metal oxide is not changed at a temperature of 210 ° C (24 hours) or more. Since it is destroyed, there is a closed end where the spectroscopy is changed.

전기한 종래의 구리 선택 흡수면에서, 표면이 빗물에 노출되므로 표면에 의한 적외선의 반사율이 감소된다.In the conventional copper selective absorption surface described above, the surface is exposed to rain water, so that the reflectance of infrared rays by the surface is reduced.

본 발명의 방법에 의해 제조된 태양열 취집기의 선택 흡수표면은 이와 같은 폐단은 없다.The selective absorption surface of the solar collector produced by the method of the present invention does not have such a closed end.

본 발명에 의하면 우수한 분광성을 가지며 제조가격이 저렴한 선택 흡수면은 페라이트 계스테인레스강을 기판으로서 사용했을때에도 제조되나 상기한 표면은 오스테나이트계스테인레스강을 사용했을때 경우와 비교하여 용접성형성 및 내식성이 뒤떨어진다.According to the present invention, the selective absorption surface having excellent spectroscopic properties and low manufacturing cost is produced even when ferritic stainless steel is used as a substrate, but the above-mentioned surface is weldable and corrosion resistant as compared with the case where austenitic stainless steel is used. This is inferior.

상기한 단점을 개선하기 위하여 저탄소 페라이트계스테인레스강이나 소량의 특별한 부가 금속을 함유한 페라이트계스테인레스강 또는 소량의 특별한 부가 금속을 함유한 저탄소 페라이트계 스테인레스강으로부터 상기한 표면을 제조한다.In order to remedy the above disadvantages, the above-mentioned surfaces are prepared from low carbon ferritic stainless steel, ferritic stainless steel containing a small amount of special addition metal or low carbon ferritic stainless steel containing a small amount of special addition metal.

이러한 강철들은 오스테나이트계 스테인레스강에서 나타나는 응력부식과 같은 폐단이 없으며, 오스테나이트계 스테인레스강과 거의 같은 기계적 강도를 보유한다.These steels do not have closed ends, such as stress corrosion, found in austenitic stainless steels, and have almost the same mechanical strength as austenitic stainless steels.

Claims (1)

각각 탄소 : 0.001-0.15%(중량), 실리콘 : 0.005-3.00%(중량), 망간 : 0.005-10.00%(중량), 크롬 : 1100-30.00%(중량)을 포함하며, 니켈 : 0.005-22.00%(중량)과 질소, 구리, 알루미늄, 바나디움, 이트리움, 리타늄, 니바디움, 탄타늄, 우라늄, 토리움, 텅스텐, 질코늄, 하프늄 중에서 적어도 하나의 첨가원소 0.001-5.00%(중량)의 어느 한쪽 또는 양쪽 모두를 함유하고 몰리브덴 : 0.75-5.00%(중량)을 함유하거나 함유하지 않으며, 나머지는 철로서 이루어지며, 거울같은 표면을 가지는 스테인레스강 기판을, 150-800g/ℓ의 황산과, 100-400g/ℓ의 중크롬산 나트륨 또는 중크롬산 칼륨 또는 40-700g/ℓ의 삼산화크롬으로 구성된 산성욕중에서 50℃내지 비등점의 온도에서 3-40분간 침지하여 산성산화 시키거나, 130-200g/ℓ의 수산화나트륨 또는 수산화칼륨, 30-40g/ℓ의 인산 3나트륨 또는 인산 3칼륨, 20-30g/ℓ의 초산나트륨 또는 초산칼륨이나 아초산나트륨, 아초산칼륨, 1-3g/ℓ의 수산화철, 20-30g/ℓ의 과산화납(PbO3)으로 구성된 염기성욕중에서 100-150℃의 온도에서 3-50분간 침지하여 알칼리성 산화 시켜서 그 기판 표면에 500-2000Å두께의 산화물막을 형성시키는 것을 특징으로 하는 태양열 취집기 흡수 표면의 제조방법.Each contains carbon: 0.001-0.15% (weight), silicon: 0.005-3.00% (weight), manganese: 0.005-10.00% (weight), chromium: 1100-30.00% (weight), and nickel: 0.005-22.00% (Weight) and 0.001-5.00% (weight) of at least one of nitrogen, copper, aluminum, vanadium, yttrium, lithium, nibium, tannium, uranium, torium, tungsten, zirconium and hafnium A stainless steel substrate containing either or both molybdenum and with or without 0.75-5.00% (by weight), the remainder being iron and having a mirror-like surface, with 150-800 g / l sulfuric acid, 100 Acidification by immersion for 3-40 minutes at a temperature of 50 ° C. to boiling point in an acid bath composed of -400 g / l sodium dichromate or potassium dichromate or 40-700 g / l chromium trioxide, or 130-200 g / l sodium hydroxide Or potassium hydroxide, 30-40 g / L trisodium phosphate or tripotassium phosphate, 20-30 g 3 at a temperature of 100-150 ° C. in a basic bath consisting of sodium acetate or potassium acetate or sodium acetate, potassium acetate, 1-3 g / l iron hydroxide and 20-30 g / l lead peroxide (PbO 3 ) A method for producing a solar collector absorbing surface, which is immersed in -50 minutes for alkaline oxidation to form an oxide film having a thickness of 500-2000 kPa on the surface of the substrate.
KR1019800000177A 1976-09-21 1980-01-18 Method for manufacturing surface of absorption for solar collector KR820001483B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019800000177A KR820001483B1 (en) 1976-09-21 1980-01-18 Method for manufacturing surface of absorption for solar collector

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR760002346A KR820001485B1 (en) 1976-09-21 1976-09-21 Absorbing surface of solar collecting
KR1019800000177A KR820001483B1 (en) 1976-09-21 1980-01-18 Method for manufacturing surface of absorption for solar collector

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR760002346A Division KR820001485B1 (en) 1976-09-21 1976-09-21 Absorbing surface of solar collecting

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR820001483B1 true KR820001483B1 (en) 1982-08-23

Family

ID=26625931

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019800000177A KR820001483B1 (en) 1976-09-21 1980-01-18 Method for manufacturing surface of absorption for solar collector

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR820001483B1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4097311A (en) Absorption surface of solar collector
TWI603043B (en) Optisch wirksames mehrschichtsystem fuer solare absorption
Nair et al. Solar control characteristics of chemically deposited lead sulfide coatings
JP2005523870A5 (en)
CA1088404A (en) Absorption surface of solar collector
Kumar et al. Low cost electroless nickel black coatings for photothermal conversion
KR820001483B1 (en) Method for manufacturing surface of absorption for solar collector
KR820001485B1 (en) Absorbing surface of solar collecting
US4195124A (en) Solar radiation energy absorber
JPS6237299B2 (en)
Gogna et al. Selective black nickel coatings on zinc surfaces by chemical conversion
US4437455A (en) Stabilization of solar films against hi temperature deactivation
US4082907A (en) Thin molybdenum coatings on aluminum for solar energy absorption
Smith et al. The relative merits of black cobalt and black chrome as high temperature selective absorbers
JPS6136142B2 (en)
A Mathews et al. Sol-gel functional coatings for solar thermal applications: a review of recent patent literature
EP0067567A2 (en) Selective solar surfaces
Roos et al. Stainless steel solar mirrors—a material feasibility study
Morales et al. Durability, performance and scalability of sol-gel front surface mirrors and selective absorbers
JP3194064B2 (en) Solar heat absorber
Sharma et al. Chemical oxidation and spectral selectivity of austenitic stainless steel AISI 321 (for use in solar-energy applications)
JPS6042390B2 (en) Manufacturing method for selectively absorbing heat-receiving surface of solar heat collector
US4574041A (en) Method for obtaining a selective surface for collectors of solar and other radiation
JPS6135456B2 (en)
JPS6140896B2 (en)