SE444607B - Forfarande for framstellning av solenergiabsorbator - Google Patents
Forfarande for framstellning av solenergiabsorbatorInfo
- Publication number
- SE444607B SE444607B SE8100549A SE8100549A SE444607B SE 444607 B SE444607 B SE 444607B SE 8100549 A SE8100549 A SE 8100549A SE 8100549 A SE8100549 A SE 8100549A SE 444607 B SE444607 B SE 444607B
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- substrate
- chemical conversion
- oxidation treatment
- alloy material
- treatment
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING 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
- C23C—COATING 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
- C23C22/00—Chemical 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
- C23C22/73—Chemical 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 characterised by the process
- C23C22/74—Chemical 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 characterised by the process for obtaining burned-in conversion coatings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
- F24S70/00—Details of absorbing elements
- F24S70/20—Details of absorbing elements characterised by absorbing coatings; characterised by surface treatment for increasing absorption
- F24S70/225—Details of absorbing elements characterised by absorbing coatings; characterised by surface treatment for increasing absorption for spectrally selective absorption
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
- F24S70/00—Details of absorbing elements
- F24S70/20—Details of absorbing elements characterised by absorbing coatings; characterised by surface treatment for increasing absorption
- F24S70/25—Coatings made of metallic material
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
-
- Y—GENERAL 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
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/26—Web or sheet containing structurally defined element or component, the element or component having a specified physical dimension
- Y10T428/263—Coating layer not in excess of 5 mils thick or equivalent
- Y10T428/264—Up to 3 mils
- Y10T428/265—1 mil or less
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (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)
Description
8100549-8 För att lösa ovan antydda problem och nackdel är det en viktig förutsättning att utveckla en spektralselektiv solenergiabsorberings- yta eller absorbator vilken karakteriseras av sin höga solenergi- absorberingsförmåga, i synnerhet i de synliga eller nära-infraröda områdena vilka utgör en huvuddel av solspektrum, och av sitt låga strålningstal i det långvâgiga (infraröda) området. Sagda selektiva absorbator har med andra ord optiska egenskaper vilka säkerställer effektiv absorption av solljuset (hög solabsorptionsförmåga) och lägre värmestrålning från den absorberande ytan (lågt värmestrål- ningstal).
Såsom ett resultat av omfattande studium och forskning rörande en selektiv beläggning eller film, som gjorts under denna situation, har påfunnits nya förfaranden som är användbara för att på ett substrat eller underlag av ett aluminiummaterial bilda svarta beläggningar vilka är i stånd till effektiv selektiv absorption av solenergin, För dessa förfaranden har japanska patentansökningar inlämnats så- som TOKU-GAN-SHO 55-62480 oct154-15900 (kungjorda såsom TOKU-KAI-SEO 54-153548 resp. 55-107856). De: förfarande een är föremål för den senare ansökningen innefatar ett steg att utsätta en slät yta av ett magnesium (Mg)-haltigt aluminium (Al)-legeringsmaterial för en kemisk omvandlings- eller konverteringsbehandling för att på det- sanne. bilda en kemisk enveneiingeöeläggning innehållande :ren (cr) och ett påföljande steg bestående i att underkasta Al-legerings- materialet av oxidationsbehandling vid en temperatur av 400-600°C i syfte att slutgiltigt bilda en oxiderad beläggning på legeringens yta, därigenom görande det möjligt att enkelt och ekonomiskt bilda en oxiderad, mörkfärgad beläggning som uppvisar excellenta egenska- per med avseende på solabsorption och spegelreflektionsfaktorn samt åstadkommer en ökad effektivitet i selektiv absorption av solenergin.
Ehuru den ovan beskrivna processen har sådana excellenta särdrag fann uppfinnaren till föreliggande uppfinning som utförde ytterliga- re studium och forskning beträffandedylika oxiderade, mörkfärgade beläggningar i och för ytterligare förbättring av förfarandet för att bilda desamma under olika förhållanden, att den yta på Al- legeringsmaterialet som underkastas den kemiska omvandlingsbehand- lingen icke alltid kunde färgas tillräckligt, dvs icke svärtan såsom avsetts, genom den slutgiltiga oxidationsbehandlingen vid hög tempe- 8100549-8 ratur. Det blev sålunda klart att den tidigare relaterade processen hade nackdelar som skulle kunna reducera de vinster som erhålls av dess fördel att vara hög i reproducerbarhct. För att anpassa ovan- stående förfarandetill användning för industriell produktion har det följaktligen begärts och föredras att använda ett lämpligt för- farande för att övervinna det inneboende problemet av otillräcklig färgning under högtemperaturoxideringsbehandlingen i processen och därigenom med ökad reproducerbarhet bilda väl svärtade och tillräck- ligt mörkfärgade, oxiderade beläggningar på ytan till aluminiumlege- ringsunderlaget.
I ljuset av ovannämnda problem har uppfinnaren utfört ytterligare studium och forskning med avseende på ett förfarande för högtempe- raturoxidationsbehandling, och såsom ett resultat funnit det faktum att atmosfär inuti en värmeugn som används för dylik oxidationsbe- handling vanligen uttryckligt eller påtagligt cirkuleras såsom med en fläkt, huvudsakligen för ändamålet att öka värmningseffektiviteten och erhålla jämn fördelning av värme utmed den materialyta som skall behandlas, och att denna cirkulation av luft inuti ugnen hade en stor menlig effekt på färgningen ellerswärtningen av den oxiderade beläggning som bildats på materialytan. Uppfinnaren har framgångs- ñkt utvecklat denna kunskap till en ny idé att det var nödvändigt att utföra högtemperaturoxidationsbehandlingen utan en eventuell cir- kulation eller strömning av atmosfär inuti värmeugnen, åtminstone i närheten av den materialyta som skall uppvärmas, för att på så sätt säkerställa en effektiv, stabil och högeligen reproducerbar färgning av materialet under oxidationsbehandlingen. Sålunda har uppfinningen fullständigats.
Syftet med föreliggande uppfinning är följaktligen att åstadkomma en spektralselektiv solenergiabsorberingsyta eller absorbator med en ökad effektivitet i selektiv solenergiabsorption.
För att nå ovannämda mål karakteriseras föreliggande uppfinning av att en slät yta av en aluminium (Al)-legering innehållande magnesium (Mg) först behandlas kemiskt för att på densamma bilda en kemisk om- vand1ingsbeläggning_inkluderande krom (Cr) och därefter utsätts Al- 8100549-8 legeringen för en oxidationsbehandling vid en förhöjd temperatur varierande från 400 till 600°C utan någon uttrycklig cirkulation eller strömning av atmosfär åtminstone i närheten av Al-legeringen i syfte att omvandla den tidigare bildade kemiska omvandlingsbelägg- ningen till en oxiderad, mörkfärgad beläggning, varigenom selektiva solabsorbatorer med en ökad selektiv solabsorptionsförmåga kan er- hållas ekonomiskt med enkel behandling och hög reproducerbarhet.
I enlighet med denna uppfinning kan sålunda den kemiska omvand- lingsbehandlingen av aluminiummaterialytan, den efterföljande hög- temperaturoxidationsbehandlingen av densamma under förhållanden fria från en inverkan av flödet av atmosfär inuti ugnen och den resulterande verkan av det magnesium som innehålls i materialet självt jämte det krom som införs under den kemiska omvandlingsbe- handlingen, tillåta konsekvent och stabil bildning av väl svärtade selektiva beläggningar, dvs reproduktion av likformigt svarta eller mörkfärgade (färger med en nyans närmast svart) beläggningar uppvi- sande en extremt hög solabsorptionsförmåga och ett extremt lågt strål- ningstal i det infraröda området av solspektrum. De selektiva absor- batorer som äger dylik excellent selektiv beläggning kan tillräckligt åstadkommas genom att såsom ett substrat använda aluminiumlegerings- plattor eller -skivor vilkas yta har en sådan tillräcklig grad av jämnhet och klarhet som kan erhållas utan att man är tvungen att speciellt justera reflektionsfaktorn hos ytan till den konventionella standard som är högre än 93%, varigenom produktionsprocessen kan väsentligt förenklas.
Det substrat eller underlag som används ienlighet med denna uppfin- ning utgörs av ett Al-legeringsmaterial innehållande Mg, varvid Mg- halten vanligen varierar från omkring 0,1 till flera procent eller överskrider det senare värdet allt efter såsom fallet kan vara. Den oxiderade beläggning som erhålls genom den senare beskrivna oxida- tionsbehandlingen vid en hög temperatur kommer att bli mörkare i färg och bättre i kvalitet när Mg-halten ökas i relation till Cr- halten. Emellertid kan det, emedan material vanligen blir hårdare och deras bearbetbarhet reduceras när Mg-halten hos detsamma ökas, w- -wf .e 8100549-8 vara sant att Al-legeringsmaterial såsom ett underlag har sin egen övre gräns hos Mg-halten vilken varierar i beroende av den grad av bearbetbarhet som erfordras av specifika Al-legeringsmaterial. Oaktat ovanstående förutsättning kan föreliggande uppfinning möjliggöra ett underlag av Al-legeringsmaterial med en jämförelsevis liten Mg-halt, låt säga mindre än omkring 5%, särskilt omkring 3%, att förses med en mörkfärgad effektiv selektiv beläggning tack vare ett framstående särdrag hos uppfinningen att den först bildade kemiska omvandlinge- beläggningen svärtas genom växelverkan mellan Mg och Cr under oxida- tionsbehandlingen vid en förhöjd temperatur. Detta understöds av det faktum att materialen med mindre Mg-halt följaktligen är enklare att bearbeta och förklarar anledningen till varför det är möjligt att så- som ett substrat använda klart aluminiumlegeringsmaterial i den as- valsade formen vilkens yta glättas under kallvalsning av materialen till plattor. I detta sammanshang inses att andra komponenter än Mg till Al-legeringen, såsom koppar (Cu), zink (Zn) och mangan (Mn)-i huvudsak ej har någon effekt på bildande av en selektiv beläggning i enlighet med denna uppfinning.
Ehuru det konventionellt har varit en vanlig praxis att A1-legerings- material såsom substrat innehållande Mg måste ha en slät yta för att åstadkomma en selektiv yta med minimalt strålningstal (C) i det infra- röda området och att ytan till substratet poleras för att behålla dy- lik jämnhet, behöver Al-legeringssubstraten för användande i enlighet med denna uppfinning icke utsättas för någon speciell poleringsprccess för att uppfylla get konventionella kritiska kravet att hålla reflek- tansen eller reflektionsfaktorn på en nivå av 98% eller högre. Den minimala erfordrade spegelreflektionsfaktorn vid en 60-gradig infalle- vinkel hos substratyten enligt denna uppfinning är approximativt 50% eller företrädesvis 60%. Sålunda gör föreliggande uppfinning det tillräckligt möjligt att använda as-valsade Al-plattor vilkas yta poleras och tilljämnas under kallvalsningsprocessen till en till- freaeetailanae nivå av epegelrefiektane (vanligen 60 :in 65%). Med andra ord har föreliggande uppfinning eliminerat det konventionella behovet av att använda speciella metoder för poleringen av subetrat- ytan, såsom putsning, kemisk polering och elektrolytisk polering. 8100549-8 *Éx Naturligtvis förnekas vid denna uppfinning på intet sätt fördelen av användande av dylika poleringsmetoder enär strälningstalet (E) eller reflektionsfaktorn hos den selektiva beläggningen enligt uppfinningen reduceras när jämnheten och blankheten hos substratytan ökas. I sam- band med användandet av poleringsmetoderna erbjuder föreliggande uppfinning ett särdrag att substratytan som polerats meddylika me- toder icke kommer att menligt påverkas genom efterföljande bildning av en särskild oxiderad beläggning på densamma.
Medan det magnesium-haltiga Al-legeringsmaterial som används såsom ett substratävfettas såsom krävs beroende på omfattningen av fläckar eller färg på ytan är det naturligtvis ett måste att använda ett neutralt rengöringsmedel eller annat icke-betande eller -etsande avfettningsmedel för att förhindra skadande av den blanka och släta ytan hos substratet. Sedan ytan avfettats tvättas den i vatten för att skölja bort det avfettningsmedel som lämnats på densamma.
Efter vattensköljningen behandlas den rengjorda och släta ytan av Al-legeringssubstratet kemiskt i enlighet med denna uppfinning för att bilda en kemisk omvandlingsbeläggning på densamma. Denna kemiska omvandlingsbehandling av substratytan utförs under en kromat- eller kromat-fosfat-process i en kommannellt tillgänglig blandningslösning känd till exempel såsom ALODINE (tillverkad av Nippon Paint CO. Ltd). eller BONDERITE (tillverkad av Nippon Porkorizing co. , Ltd), som innehåller kromat och/eller dikromat och vanligen används för pre- liminär behandling av Al-plattor före målning av desamma, varigenom på substratytan bildas en kemisk omvandlnigsbeläggning vilken inklu- derar krom (Cr) i form av kromoxider eller kromfosfat. Närmare bestämt är kromatprocessen en process vid vilken en beläggning bildas kemiskt genom att sänka ned substratet i en lösning vars huvudkomponent är kromat och/eller dikromat, och kromat-fosfat-processen är en process vid vilken en beläggning bildas kemiskt i en sur eller syrlig vatten- haltig blandningslösning av kromat och fosfat eller dikromat och fosfat, vilken blandningslösning kan innehålla fluorid. Medan den erfordrade Cr-halten hos den kemiska omvnndlingsbeläggningen kan väl vara nästan densamma som den som används i ordinära förfärgningsbe- handlingar av Al-legeringsplattor, föredras det allmänt att den totala 8100549-8 Cr-halten i beläggningen på substratytan hålls inom ett approximativt område från 10 till 100 mg per m2. Om Cr-halten vore mindre än som erfordrats skulle en tillräcklig effekt av krom icke erhållas. Ä andra sidan skulle kromet ha en menlig effekt på den senare beskrivna färgningen eller svärtningen av den oxiderade beläggningen om Cr- halten vore högre än nädvändigt. Efter att ha underkastats en dylik kemisk omvandlingsbeläggning sköljs Al-legeringsmaterialet i vatten för att avlägsna det kemiska medel som häftat fast vid ytan, och luftt0rkas därefter vid rums- eller förhöjd temperatur för att av- lägsna sköljvattnet från den rengjorda ytan.
I nästa steg utsätts det Mg innehållrnde Al-legeringssubstratet på vilket den kemiska, Cr i ehâllandefdmvandlingsbeläggningen formas, för en oxidationsbehandlɧÉ"vId/en hög temperatur av 400°C eller högre så att en svart selektiv beläggning slutgiltigt bildas på substratytan. Denna högtemperaturoxidationsbehandling enligt före- liggande uppfinning karakteriseras av åtgärden att uttryckligt eller positivt förhindra en cirkulation eller en strömning av at- mosfär âtminstonc i närheten av ytan av Al-legeringsmaterialet.
Detta kan lämpligen ernås genom användande av någon av sådana meto- der som: (a) att slå in ett eller flera kemiskt behandlade Al-lege- ringsmaterial i aluminium eller andra metallfolier, (b) att införa desamma i höljen av rostfritt stål eller andra metaller, varvid båda metoderna (a) och (b) är avsedda att förhindra ett fritt tillträda eller flöde av yttre luft in till insidan av (ett rum bildat inuti) den täckande metallfolien eller metallhöljet; (c) att stapla ett flertal dylika Al-legeringsmaterial med ett minimalt gap från ett material till ett annat och därigenom förhindra luft i närheten av materialytorna att strömma omkring; och (d) använda en totalt sluten värmeugn för att förhindra ett påtagligt eller uttryckligt luftflöde eller -cirkulation inuti ugnen eller hålla luften innesluten däri.
Praktiskt föredras det att använda en lämplig ugn i vilken atmosfär positivt eller uttryckligt cirkuleras eller tvingas att strömma såsom med en driven fläkt för att säkerställa en effektiv värmebehandling av Al-legeringsmaterialen under jämn värmefördelning över hela arean av ytan. Även i dylika fall kan användningen av den ovanstående meto-I 0,... ...fla-w-vf . 8100549-8 den (a), (b) eller (c) medge en högeligen effektiv och konsekvent % färgning av materialytan under oxidationsbehandlingen, det vill säga dylika metoder är användbara för att ernå likformig reproduktion av mörkfärgade selektiva beläggningar vilka är konsekventa eller lika i kvalitet. Ett metallhölje enligt metoden (b) är företrädesvis så litet i storlek som möjligt för att inhysa en specifik storlek av Al-legeringsmaterialet. Medan metoden (c) lämpligen används när Al- legeringsmaterial utgörs av plattor, utsätts topplattan hos en stapel, om den behandlas i en värmeugn av luftcirkulationstyp för cirkule- rad atmosfär inuti ugnen och kan sålunda icke färgas tillräckligt svart. Naturligtviskfln dylik otillräcklig färgning av Al-legerings- plattan på stapelns topp undvikas genom att applicera en skyddande blindplatta av tillräcklig storlek på toppen av stapeln eller genom att täcka åtminstone toppartiet av stapeln med en skyddsharts av ett lämpligt djup. En fullständigt sluten värmeugn enligt metoden (d) är ävenledes med fördel så liten i storlek som möjligt för att inhysa Al-legeringsmaterialen så att ett eventuellt atmosfärsflöde till följd av konvektion inuti ugnen kan hållas vid ett minimum.
Sålunda kan i enlighet med denna uppfinning stadgan eller reprodu- cerbarheten i färgning av Al-legeringsmaterialen ökas genom att för- hindra en uttrycklig cirkulation eller strömning av atmosfär åtmins- tone i närheten av den materialyta som skall underkastas oxidations- behandlingen vid en förhöjd temperatur. Ehuru skälet för ovanstående faktum fortfarande är oklart antar uppfinnaren, i beaktande av anta- gandet att färgningen av materialet genom den kombinerade kemiska om- vandlingen och högtemperaturoxidationsbehandlingarna ernås genom reaktion av det Mg som innehålls i materialet och sprids mot ytan under värmeapplicering därpå, med det Cr som initiellt introducerats under den kemiska omvandlingsbehandlingen och därefter innehålla i den bildade kemiska omvandlingsbeläggningen, och med syre som till- förs av atmosfär i värmeugnen, att det betydande eliminerandet av luftströmning ovanför materialytan kan hålla tillbaka en diffusions- hastighet av Mg-et från insidan av materialet mot dess yta eller bi- behålla en konstant mängd syre som är nödvändig för sagda reaktion, därigenom givande ett visst bidrag till ökningen av stadgan eller reproducerbarheten i färgning av materialet under oxidationsbehand- lingen inuti ugnen. 8100549-8 Om oxidationsbehandlingstemperaturen är lägre än 400°C är det svårt att erhålla en svart beläggning med en avsedd selektiv absorptions- natur. Vidare måste det undvikas att utföra oxidationsbehandlingen vid en temperatur överskridande 600°C, något som kommer att förorsaka sådana problem som förlust av selektiv absorptionsnatur hos den selek- tiva beläggningen, samt förgrovning av beläggningsytan som kan resul- tera i förlust av relativ spegelglans och ökad termal utstrålning hos den selektiva beläggningen. Det föredragna temperaturområdet för oxidationsbehandlingen är från 4¶) till 55000. Det är i allmänhet att föredra att den ovannämnda oxidationsbehandlingen vid en tempe- ratur inom dylikt område tillåts pågå under en period av mer än en minut. Behandlingstiden behöver emellertid icke vara så lång, dvs omkring 50 minuter som mest. Under en dylik högtemperaturoxidations- behandlingsprocess och genom samverkan eller växelverkan mellan det magnesium (Mg) som innehålls i Al-legeringsmaterialet och det krom (Cr) som introducerats i den kemiska omvandlingsbeläggningen under den tidigare beskrivna kemiska behandlingen kan en tillräckligt mörkfärgad beläggning med effektiv selektiv absorptionsnatur med hög reproducerbarhet bildas på ytan av Al-legeringsmaterialet. När- mare bestämt kan den ytterligare användningen av Cr tillsammans med Mg tillåta beläggningen, under den kemiska omvandlingsbehandlingen, att vara mörkare i färg och ge bättre selektiv termal absorption än i fallet där Mg i Al-legeringsplattan ensamt används såsom en substans vilken bidrar till oxidationsbehandlingen. I detta sammanhang av- slöjar en analys av sammansättningen av dylik oxiderad beläggning så- som erhållits i enlighet med denna uppfinning, att beläggningen är sammansatt av Al, Mg, Cr, O och andra komponenter vilka är kemiskt kombinerade. Tjockleken hos en dylik oxiderad beläggning är vanligen ej större än omkring 1,M . En beläggning på mer än omkring 1/4 tjocklek kommer att ha reducerad selektiv solabsorptionsförmåga.
Såsom beskrivits ovan kan den samtidiga förekomsten av Cr med Mg i enlighet med uppfinningen underlätta bildandet av extremt effektiv spektralselektiv beläggning eller film på ytan av ett substrat av aluminiumlegeringsmaterial. Vidare kan enligt denna uppfinning selek- tiva solenergiabsorbatorer reproduceras likformigt och konsekvent i _. q ~----<-~ ,..._.,._.. i 8100549-8 kvalitet genom att hålla tillbaka en atmosfärsströmning över ytan av materialet medan detta underkastas högtemperaturoxidationsbehandling- en. Dessutom kan en väsentlig reduktion i produktionskostnad för absorbatorerna, huvudsakligen till följd av stor förenkling av den erfordrade processen, ävenledes tilläggas en framstående industriell betydelse till denna uppfinning.
Föreliggande uppfinning kommer att förstås klarare med hänvisning till efterföljandeexempel. Dessa exempel skall emellertid icke tolkas begränsande för uppfinningens ram. Därest ej annorledes an- gives skall de procenttal som ges i exemplen förstås såsom viktprocent.
EXEMPEL 1 En kallvalsad Al-legeringsplatta AA52S2 (innehållande 2,&% Mg och med 60-gradig spegelreflektionsfaktor på omkring 60%), varvid ytan tilljämnades under kallvalsningen, avfettades först med ett icke- etsande avfettningsmedel; DIPSOLE Al fif47 (tillgängligt från Tohei Kagaku Co. Ltd) sköljdes i vatten och nedsänktes därefter i en kro- mat-fosfat-baserad blandningslösning av ALODINE 401/45 (tillgängligt från Nippon Paint Co. Ltd) vid 40°C under en period på 50 sekunder för att på så sätt på ytan av densamma bilda en kemisk omvandlinge- beläggning innehållande Cr. Den totala kromhalten i den bildade be- läggningen Var 50 mg per kvadratmeter.
Den med denna kemiska omvandlingsbeläggning täckta Al-legerings- platta sköljdes därefter i vatten, lufttorkades vid en rumstempera- tur och värmebehandlades sedan under en 20-minutersperiod i luft vid 500°C inuti en värmeugn i vilken atmosfären uttryckligt cirku- lerades med en motordriven fläkt. Såsom ett resultat blev emellertid Al-plattan icke tillräckligt färgad, dvs den framställda absorbator- plattan var icke försedd med en tillräckligt mörkfärgad selektiv be- läggning. Denna illa belagda Al-platta uppvisade den selektiva sol- absortansen (OC) 0,75 och det termala strålningstalet (E) 0,50, vilket var långt från den nivå som gör det möjligt att använda skivan såsom en selektiv solenergiabsorbator. 8100549-8 11 Å andra sidan sköljdes ett flertal Al-legeringsplattor som var och en täckts med en på liknande sätt bildad kemisk omvandlingsbeläggning i vatten, lufttorkades vid en rumstemperatur, staplades på varandra, slogs in ialuminiumfolie och utsattes därefter för samma högtempera- turoxidationsbehandling inuti samma värmeugn av luftcirkulationstyp.
I detta fall blev varje platta tillräckligt mörkfärgad. Upprepning av samma operation visade ej några otillräckligt färgade plattor.
Sålunda insågs att Al-plattor inslagna i aluminiumfolie kunde förses med likformiga, konsekvent svarta selektiva beläggningar efter hög- temperaturoxidationsbehandlingen. Denna belagda Al-platta uppvisade effektiva selektiva solenergiabsorptionsegenskaper; solabsorbans Qäå = 0,92, termalt strålningstal (E) = 0,09.
EXEMEL 2 Al-legeringsplattor täckta med en kemisk omvandlingsbeläggning såsom erhållits i exempel 1 och vilka icke slagits in i aluminiumfolie, utsattes för en högtemperaturoxidationsbehandling liknande den i exempel 1, som utfördes i en totalt sluten värmeugn vilken icke kommunicerade med utsidan och i vilken atmosfären icke tvångsvis cirkulerades. Samtliga sålunda värmebehandlade plattor gavs en kon- sekvent eller likformigt oxiderad, mörkfärgad beläggning vilken upp- visade effektiva selektiva solenergiabsorptionsegenskaper på 0,90 absorptans och 0,10 strålningstal.
EXEMPEL å Experiment liknande de som utförts i exempel 1 upprepades, varvid Al-legeringsplattorna som underkastades den kemiska omvandlingsbe- handlingen icke slogs in i aluminiumfolie, utan staplades flera på ~ varandra innan de utsattes för den efterföljande högtemperaturoxida- tionsbehandlingen inuti en värmeugn av luftcirkulationstyp. Med undantag för en eller två illa färgade plattor från toppen av stapeln, var samtliga övriga sålunda erhållna plattor försedda med en konsek- vent eller likformigtoxiderad, mörkfärgad beläggning vilken uppvisade effektiva selektiva solenergiabsorptionsegenskaper.
Claims (14)
1. Förfarande för framställning av en selektiv solenergiabsorbator, innefattande stegen att utsätta ett slätt substrat eller underlag av magnesium-haltigt aluminiumle eringsmaterial för en kemisk omvandlings- behandling i en vattenhaltig lösning inehållande kromat och/eller dikromat för att bilda en kromhaltig kemisk omvandlingsbeläggning på en yta hos sagda underlag och därefter utsätta underlaget för en oxidationsbehandling vid en temperatur av 400-600°C för att omvandla sagda kemiska omvandlingsbeläggning till en oxiderad, märkfärgad be- läggning, k ä n n e t e c k n a t därav, att oxidationsbebandlingen utförs utan någon uttrycklig cirkulation av atmosfären åtminstone i närheten av sagda yta.
2. Förfarande enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t därav, att åt» minstone ett underlag av sagda aluminiumlegeringsmaterial som utsätts för den kemiska omvandlingsbehandlingen slås in i en metallfolie och/ eller införs i ett hölje innan det utsätts för sagda oxidationsbehand- ling i syfte att förhindra en fri cirkulation av atmosfär över ytan till underlaget under oxidationsbehandlingen.
3. 5. Förfarande enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t därav, att ett flertal, jämna ytor uppvisande underlag av magnesiumhaltigt aluminiumlegeringsmaterial som utsätts för sagda kemiska omvand- lingsbehandling staplas på varandra med ett minimalt gap däremellan innan de utsätts för sagda oxidationsbebandling.
4. Förfarande enligt krav 2eller 5, k ä n n e t e c k n at därav, att oxidationsbehandlingen utförs i en värmeugn i vilken atmosfär uttryckligt eller positivt cirkuleras.
5. Förfarande enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t därav, att oxidationsbehandlingen utförs 'i en fullständigt sluten värmeugn 1 vilken atmosfär icke cirkuleras uttryckligt eller positivt.
6. Förfarande enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t därav, att sagda underlag av aluminiumlegeringsmaterial innehåller omkring 0,1 viktprocent magnesium. . v .lv -.A.,,.. " f.. _;' 'š- jzk-wfs- 315%! 11L-3FVV;,W;._,I¿ v.. ~-«.......: :..~l»~..........-. = ~1<5§~Jlw:-“::- c-.g kv. 1%, 8100549-8 13
7. Förfarande enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t därav, att sagda underlag av aluminiumlegeringsmaterial innehåller 0,1-5 vikt- procent magnesium. s
8. Förfarande enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t därav, att sagda underlag av aluminiumlegeringsmaterial har omkring 50% eller högre spegelreflektionsfaktor vid en infallsvinkel av 60 grader.
9. Förfarande enligt krav 8, k ä n n e t e c k n a t därav, att sagda underlag av aluminiumlegeringsmaterial har omkring 60% eller högre spegelreflektionsfaktor vid en infallsvinkel av 60 grader.
10. Förfarande enligt krav'1, k ä n n e t e c k n a t därav, att sagda kemiska omvandlingsbehandling utförs under kromatprocess.
11. Förfarande enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t därav, att sagda kemiska omvandlingsbehandling utförs under kromat-fosfatprocess.
12. Förfarande enligt något av kraven 1, 6 och 8, k ä n n e t e c k- n a t därav, att sagda kemiska omvandlingsbeläggning som bildas på ytan av sagda underlag av aluminiumlegeringsmaterial genom sagda kemiska omvandlingsbehandling innehåller krom i en mängd av 10-100 mg per kvadratmeter.
13. Förfarande enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t därav, att oxidationsbehandlingen utförs vid en temperatur av 450-55000.
14. Förfarande enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t därav, att oxidationsbehandlingen bringas att pågå under en period av 1-§0 minuter.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP55019853A JPS5819016B2 (ja) | 1980-02-20 | 1980-02-20 | 太陽熱選択吸収面の製法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SE8100549L SE8100549L (sv) | 1981-08-21 |
SE444607B true SE444607B (sv) | 1986-04-21 |
Family
ID=12010787
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SE8100549A SE444607B (sv) | 1980-02-20 | 1981-01-28 | Forfarande for framstellning av solenergiabsorbator |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4332628A (sv) |
JP (1) | JPS5819016B2 (sv) |
DE (1) | DE3106352A1 (sv) |
FR (1) | FR2476144A1 (sv) |
GB (1) | GB2071162B (sv) |
SE (1) | SE444607B (sv) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3210367A1 (de) * | 1982-03-20 | 1983-09-29 | M.A.N. Maschinenfabrik Augsburg-Nürnberg AG, 8000 München | Verfahren zur erzeugung von solarselektiven schichten |
KR920003562B1 (ko) * | 1986-03-31 | 1992-05-04 | 가부시끼가이샤 도시바 | 내마모성 표면층을 형성한 비철금속의 기계부품 |
JPH02197637A (ja) * | 1988-10-25 | 1990-08-06 | Misawa Homes Co Ltd | 建物のユニットフレーム |
US5884868A (en) * | 1997-03-18 | 1999-03-23 | Hughes Electronics Corporation | Radiator using thermal control coating |
US6899170B2 (en) * | 2001-11-15 | 2005-05-31 | William J. Biter | Electrostatic switched radiator for space based thermal control |
SE530464C2 (sv) * | 2005-08-02 | 2008-06-17 | Sunstrip Ab | Nickel-aluminiumoxid-belagd solabsorbator |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2544139A (en) * | 1947-07-01 | 1951-03-06 | Du Pont | Process for enameling aluminumrich alloys |
DE1922820A1 (de) * | 1969-05-05 | 1970-11-19 | Huck & Bueren Kg | Verfahren zur Veredlung von Aluminiumfolien |
GB1587615A (en) * | 1977-01-10 | 1981-04-08 | Pa Management Consult | Solar energy collector |
JPS54107856A (en) * | 1978-02-13 | 1979-08-24 | Toshiba Corp | Method and apparatus for controlling cold rolling mill |
JPS55107856A (en) * | 1979-02-14 | 1980-08-19 | Sumitomo Light Metal Ind Ltd | Preparation of solar heat selective absorbing surface |
-
1980
- 1980-02-20 JP JP55019853A patent/JPS5819016B2/ja not_active Expired
-
1981
- 1981-01-28 SE SE8100549A patent/SE444607B/sv not_active IP Right Cessation
- 1981-01-30 GB GB8102949A patent/GB2071162B/en not_active Expired
- 1981-02-06 US US06/232,228 patent/US4332628A/en not_active Expired - Fee Related
- 1981-02-09 FR FR8102467A patent/FR2476144A1/fr active Granted
- 1981-02-20 DE DE19813106352 patent/DE3106352A1/de not_active Withdrawn
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR2476144A1 (fr) | 1981-08-21 |
GB2071162A (en) | 1981-09-16 |
GB2071162B (en) | 1982-12-22 |
FR2476144B1 (sv) | 1984-10-05 |
US4332628A (en) | 1982-06-01 |
SE8100549L (sv) | 1981-08-21 |
JPS56117050A (en) | 1981-09-14 |
JPS5819016B2 (ja) | 1983-04-15 |
DE3106352A1 (de) | 1981-12-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20160237586A1 (en) | Processes to reduce interfacial enrichment of alloying elements under anodic oxide films and improve anodized appearance of heat treatable alloys | |
US4416916A (en) | Thin film solar energy collector | |
SE444607B (sv) | Forfarande for framstellning av solenergiabsorbator | |
US5820740A (en) | High-absorptance high-emittance anodic coating | |
WO2015003798A1 (de) | Verfahren zur herstellung eines korrosionsbeständigen und verschleissfähigen aluminiumsubstrats | |
CN101691649A (zh) | 海绵钛反应器用渗钛渗铝剂及方法 | |
DE2718288C2 (de) | Verfahren zur Herstellung eines selektiven Solarenergieabsorbers | |
CN105849316A (zh) | 显色处理的基材及用于其的基材显色处理方法 | |
US4330344A (en) | Selective absorber of solar energy and process for producing same | |
JP2013194295A (ja) | めっき金属板、遮熱塗装金属板及び遮熱塗装金属板の製造方法 | |
JP2000126678A (ja) | 遮熱性塗料を塗装した塗装金属板 | |
US4437455A (en) | Stabilization of solar films against hi temperature deactivation | |
Shih et al. | Study on the black electrolytic coloring of anodized aluminum in cupric sulfate | |
DE2419819A1 (de) | Verfahren zum schwarzfaerben von aluminium | |
JPS59118121A (ja) | 耐熱性被覆を有する電気炊飯器用鍋 | |
US7645488B2 (en) | Method for producing shaped aluminium sheets with a decorative finish | |
JPS62256961A (ja) | アルミニウム・又はアルミニウム合金への表面処理方法とその装置 | |
NO140387B (no) | Langstrakt organ bestemt for anbringelse over underjordiske roerledninger for markering av disse | |
JP2004257243A (ja) | 太陽熱反射性の塗装金属板 | |
GB2224751A (en) | Darkening aluminium workpieces; brazing | |
US3897278A (en) | Oxidizing process and composition for aluminum | |
DE2535838A1 (de) | Kollektor-element fuer solar-kollektoren | |
RU2081947C1 (ru) | Способ получения покрытий | |
JP6378790B2 (ja) | 遮熱塗装金属板の製造方法 | |
JPH06322589A (ja) | 炊飯器におけるアルミニウム製内側部材の表面処理方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
NUG | Patent has lapsed |
Ref document number: 8100549-8 Effective date: 19880915 Format of ref document f/p: F |