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分析太阳能集热器用钢化玻璃透明盖板工艺_星空体育网站

本文针对现有手艺中钢化博璃通明盖板缺点,采取化学镀方式,提出了一种具有多层镀层新型太阳能集热器钢化博璃通明盖板。通明盖板可采取以下原料和工艺步调制备而成:1. 预备10mm低铁钢化博璃板,并进行洁净;  0引言  太阳能光热转换手艺即太阳能集热手艺是太阳能操纵首要手艺之一,首要利用在太阳能熔炉,太阳能干燥器,太阳能集热器等。此中,太阳能集热器正获得普遍的利用,特别是平板集热器与建筑相连系更受青睐。  平板型太阳能集热器是太阳能低温热操纵根基器件,已普遍利用在糊口热水、加热、潜泳池加热、工业用水加热、建筑物采暖等。  根基部件包罗:吸热板、通明盖板、隔热层和外壳等。通明盖板首要感化在包管太阳辐射有用透过条件下庇护吸热板,以防尘埃、雨雪等腐蚀吸热板致使破坏。用在制造通明盖板的材料首要有两年夜类:博璃钢板和钢化博璃。博璃钢板根基布局为博璃纤维加强通明树脂板,虽导热率小,但树脂基材在持久光照下易老化,致使树脂材料降解,不但影响其力学机能,也致使博璃钢板变黄、透光效力下降。  钢化博璃多选用低铁钢化博璃,其透光性好、耐候性强。但博璃材料导热率高,难以将热能保留在太阳能集热器内部,致使太阳光集热器光-热转换效力下降;另外一方面,通俗硅酸盐基博璃耐磨性、耐侵蚀性差,难以抵抗尘埃刮磨和雨水中酸碱物资对其侵蚀,成果也是致使通明盖板透光效力下降。  本文针对现有手艺中钢化博璃通明盖板缺点,采取化学镀方式,提出了一种具有多层镀层新型太阳能集热器钢化博璃通明盖板。经由过程在钢化博璃上增添一层镍磷合金镀层,不但能够有用提高钢化博璃耐磨性、耐侵蚀性等机能,同时显著下降具有该镀层钢化博璃导热率,有用按捺太阳能集热器内部热能经由过程通明盖板散掉。  1太阳能集热器钢化博璃通明盖板建造工艺流程  化学镀镍磷合金采取常规化学镀方式,保守化学镀配方包罗硫酸镍、磷酸二氢钠添加剂、不变剂等,一般在(55℃-70℃)±2℃、pH5.0-6.5前提下实现。镀层厚度可经由过程化学镀时候和镀层原料周期性补加体例实现,一般化学镀时候为0.5h-2.5h,镀液原料周期性补加2次-8次。  隔热层厚度对均衡透光性和导热率相当主要。镀层过厚,虽然导热率上升,但透光性也随之降落;镀层厚度不足,难以有用下降钢化博璃导热率。镀层厚度一般应节制在8μm-22μm、优选9μm-18μm、进一步优选10μm-12μm。  隔热层中,镍磷镀层优选经由过程刻蚀方式构成多个自力区间,在隔热层之上再笼盖表层,部门表层材料可与钢化博璃基底间接接触,从而将镍磷镀层朋分为多个自力区间,不但提高镀层安稳性,也包管镀层个体区间遭到粉碎后与区间仍然能够保持封锁状况,从而耽误镀层的寿命。间隙可经由过程将隔热层完全刻蚀构成,间隙宽度优选0.5-1.5μm,所述蚀刻可以使用本事域经常使用的方式,例如全息激光蚀刻(HLE)、溅射与离子束铣蚀(SIME)、高压等离子刻蚀(HPPE)、反映离子刻蚀(RIE)等。  表层位在隔热层相反与博璃钢板基底的一侧,起到庇护隔热层、同时下降钢化博璃自爆率感化。其组成材料包罗等离子体聚合物层,具体能够为类金刚石博璃(DLG)或类金刚石碳(DLC)。  类金刚石博璃(DLG)是由碳和硅组成无定形态博璃,可任选含有诸如氢、氮、氧、氟等杂原子;类金刚石碳(DLC)首要由碳原子和氢原子组成。DLG和DLC份子布局不变,具有杰出的刚性、耐磨性和耐侵蚀性,即便利用很是薄的镀层也能有用避免沙尘刮花钢化博璃或酸碱对博璃钢板的侵蚀。DLG和DLC层的制备方式可根据美国专利US2007/0020451A1中所公然的方式实行。表层可包括一层DLG或DLC,也可为DLG和DLC瓜代构成多层表层。表层厚度优选100nm-300nm、进一步优选150nm-200nm。  1.2 太阳能集热器钢化博璃通明盖板制备方式  太阳能集热器钢化博璃通明盖板可经由过程以下步调制备:  1.对钢化博璃进行洁净;  2.在钢化博璃上经由过程化学镀的方式构成镍磷镀层,即为隔热层;  3.对隔热层进行蚀刻,将隔热层朋分为多个彼此自力的区间;  4.在隔热层的上方生成表层。  此中,化学镀液的配方为NiSO4·6H2O 25g/L、NaH2PO4 25g/L、乙酸钠15g/L、不变剂5mg/L,工艺温度55℃-70℃,pH 5.0-6.5,化学镀时候为0.5h-2.5h,镀液原料周期性补加2-8次。  2机能尝试和成果阐发  尝试采取便宜钢化博璃盖板,按照单一变量准绳,设置两组对照尝试,采取BTC-3型可见光透射率测试仪测定通明盖板透光率。尝试设置以下:  1. 预备10mm低铁钢化博璃板,并进行洁净;  2. 在低铁钢化博璃上构成厚度为11μm 的镍磷镀层,化学镀液的配方为NiSO4·6H2O25g/L、NaH2PO425g/L、乙酸钠15g/L、不变剂5mg/L,具体工艺前提为温度60℃、pH为5.5,化学镀时候1.5h,周期性补加镀液原料4次,即获得隔热层;  3. 以高压等离子刻蚀(HPPE)对隔热层进行蚀刻,将隔热层朋分为多个彼此自力区间,各区间的间隙节制在1滋m;  4.在隔热层上方生成表层,在隔热层上顺次构成一层类金刚石碳层3-1和一层类金刚石博璃层3-2,两层的厚度均节制在90nm,表层总厚度为180nm。  实行例2与实行例1的区分仅在在,利用不异材质的20mm 低铁钢化博璃,其余与步调不异。  对照例1,采取不异材质的10mm低铁钢化博璃,仅进行实行例1的步调(1)和(4)。  对照例2,采取不异材质的20mm低铁钢化博璃,仅进行实行例1的步调(1)和(4)。  采取BTC-3型可见光透射率仪器,经由过程准稳态平壁导热测定法测定通明盖板导热系数U值,成果列在表1。  经由过程表1测试数据可知:经由过程利用隔热层,一样材质的10mm 厚钢化博璃通明盖板在透光率稍微下降(下降0.56%)的环境下,其导热系数显著下降(下降1.79%),到达乃至跨越20mm不具有隔热层钢化博璃通明盖板对应机能,从而有用按捺太阳能集热器内部热能经由过程通明盖板散掉。以20mm厚钢化博璃为基材,虽然能够取得更低导热系数的通明盖板,但其透光率显著降落。  3结论  经由过程采取化学镀方式,在钢化博璃上增添一层镍磷合金镀层,设想了一种具有多层镀层新型太阳能集热器钢化博璃通明盖板。对照尝试阐发发觉:经由过程增添隔热层,可使用厚度较低的钢化博璃来制备通明盖板,从而在包管透光率的条件下有用提高通明盖板隔热性,终究提高太阳能集热器的光- 热转换率、下降产物分量、便在运输和安装。


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