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    重庆时时彩组六赔率: 耐高温且高吸收力的金属表面镀膜及其制造方法.pdf

    关 键 词:
    耐高温 吸收 金属表面 镀膜 及其 制造 方法
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    摘要
    申请专利号:

    CN201210537931.6

    申请日:

    2012.12.13

    公开号:

    CN103866332A

    公开日:

    2014.06.18

    当前法律状态:

    撤回

    有效性:

    无权

    法律详情: 发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):C23F 17/00申请公布日:20140618|||实质审查的生效IPC(主分类):C23F 17/00申请日:20121213|||公开
    IPC分类号: C23F17/00; C25D11/02 主分类号: C23F17/00
    申请人: 郑金祥
    发明人: 郑金祥
    地址: 中国台湾台南市东区大学路1号
    优先权:
    专利代理机构: 厦门市新华专利商标代理有限公司 35203 代理人: 朱凌
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201210537931.6

    授权公告号:

    ||||||

    法律状态公告日:

    2016.07.06|||2014.07.16|||2014.06.18

    法律状态类型:

    发明专利申请公布后的视为撤回|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明公开了一种耐高温且高吸收力的金属表面镀膜制造方法,包括下列步骤:A.提供一金属基材,并对前述金属基材施予一清洁之前处理;B.将前述金属基材施予一抛光处理;C.对前述金属基材施予阳极处理,前述阳极处理的额定电压控制在40伏特至60伏特,处理的额定温度控制在0°C至10°C,以在前述金属基材上形成一具有微细孔洞的多孔氧化层;由于金属基材在阳极处理时就先将额定温度控制在低温,以确保多孔结构的稳定成长,并且也设定较低的额定电压来减缓溶解速率,而生产出耐高温且高吸收率的金属表面镀膜成品。

    权利要求书

    权利要求书
    1.  一种耐高温且高吸收力的金属表面镀膜制造方法,其特征在于,包括下列步骤:
    A.提供一金属基材,并对前述金属基材施予一清洁之前处理;
    B.将前述金属基材施予一抛光处理;
    C.对前述金属基材施予阳极处理,前述阳极处理的额定电压控制在40伏特至60伏特,处理的额定温度控制在0°C至10°C,以在前述金属基材上形成一具有微细孔洞的多孔氧化层。

    2.  如权利要求1所述耐高温且高吸收力的金属表面镀膜制造方法,其特征在于:前述金属基材为铝、铝合金、铁、铁合金、镍、镍合金、铜、铜合金、锡、锡合金的任一种。

    3.  如权利要求1所述耐高温且高吸收力的金属表面镀膜制造方法,其特征在于:前述阳极处理的电解液为一硫酸液、一草酸液、一铬酸液、一磷酸液的任一种或混合。

    4.  如权利要求3所述耐高温且高吸收力的金属表面镀膜制造方法,其特征在于:前述阳极处理的电解液为0.3摩尔浓度的硫酸液。

    5.  如权利要求1所述耐高温且高吸收力的金属表面镀膜制造方法,其特征在于:前述阳极处理的持续时间为60分钟±5分钟。

    6.  如权利要求1所述耐高温且高吸收力的金属表面镀膜制造方法,其特征在于:前述阳极处理的处理的额定温度控制在0°C,而额定电压控制在50伏特。

    7.  如权利要求1所述耐高温且高吸收力的金属表面镀膜制造方法,其特征在于:前述多孔氧化层的厚度介于86um至128um、孔隙率介于2.7%至4.2%、平均孔洞尺寸介于8.2nm至9nm。

    8.  如权利要求1所述耐高温且高吸收力的金属表面镀膜制造方法,其特征在于:前述前处理依序进行一碱洗处理、一中和处理及一去脂处理。

    9.  如权利要求1所述耐高温且高吸收力的金属表面镀膜制造方法,其特征在于:前述抛光处理为电化学抛光处理,处理温度控制在25°C至30°C,而额定电压控制在10伏特,而抛光液为氯酸与乙醇的混合液,并持续5min。

    10.  一种以权利要求1的耐高温且高吸收力的金属表面镀膜制造方法所制成的耐高温且高吸收力的金属表面镀膜,其特征在于,包含:
    一金属基材;
    前述金属基材上设置有一具有微细孔洞的多孔氧化层,前述多孔氧化层的厚度介于86um至128um,平均孔洞尺寸介于8.2nm至9nm。

    11.  如权利要求10所述耐高温且高吸收力的金属表面镀膜,其特征在于:前述多孔氧化层的孔隙率介于2.7%至4.2%。

    说明书

    说明书耐高温且高吸收力的金属表面镀膜及其制造方法
    技术领域
    本发明涉及一种金属表面镀膜及其制造方法,尤其是指一种耐高温且高吸收力的金属表面镀膜及其制造方法。
    背景技术
    具有抗反射膜涂层的吸光结构为光电与光热产业经常使用的一种结构,其产业发展不仅仅是在绿能产业上,在日常生活中更是随处可见,如眼镜、相机的镜头、显示器等等都有其相关应用,其功能主要为增加对太阳光的吸收,并减少其能量因反射而损失,在一般常温的市场应用主要以可增加太阳光穿透并减少反射的减反射增透膜为主流,其主要材料以低成本的塑胶、玻璃材料为主,而在中高温的应用则以低反射的耐高温抗反射膜为主,其主要材料以耐高温的金属或是陶瓷作为其材料,以便获得更多的能量,两者于市场上都有数亿的产值,且其对于光电与光热产业的发展极其重要。
    目前相关技术,如中国台湾专利公开号I318200的太阳能选择性吸收膜,其包含一层以上的金属-陶瓷复合层,借由在任一金属-陶瓷复合层表面镀上金属薄层,以增加太阳能选择性吸收膜的吸收率而不影响低放射的特性,太阳能选择性吸收膜的结构包含底部金属反射层、多层金属-陶瓷复合层、单层/多层金属薄层及顶端抗反射层,底部金属反射层表面堆叠一金属-陶瓷复合层,每一金属薄层对应披覆于任一膜层表面,顶端抗反射层覆盖于整体膜层最顶端。
    然而,此项前案为多层披覆的结构,各膜层间不易形成稳固的结合,而容易产生剥落的现象,实用性较为不足。
    另有相关技术,如中国台湾专利公开号201123467的薄膜太阳能电池的装置结构及其制备方法,其中该基板结构包含有一基底层;以及一阳极处理层,形成于该基底层上,并具有多个孔洞阵列;其中该多个孔洞内更具有一卤化碱金属先驱物,以于后续形成吸收层的制程中,使预填入基底层的定量卤化碱金属先驱物扩散至该吸收层,进而提供并控制该吸收层中所需的碱金属含量,并且有效阻绝可能污染源。
    但上述先前技术仍有不足处,原因在于:
    1.阳极处理的制程温度扮演着重要的角色,一般而言,处理方法皆以室温做为制程温度,但其变化无法监控,当温度上升会造成焦耳热的急速增加,使得阻障层与孔隙的溶解速度变快,而无法有效的生长孔洞。
    2.该以纯铝作为基底层,虽纯铝具有质轻、延展好、导电佳的优点,但机械性质较差,因此工业应用上有其不足之处,然而将机械性质较佳的合金施以阳极处理时,该合金所参杂的其他元素将会增加研究的不确定性,而不易掌控多孔氧化膜品质。
    有鉴于此,本发明人针对上述金属表面镀膜结构设计上未臻完善所导致的诸多缺失及不便,而深入构思,且积极研究改良试做而开发设计出本案。
    发明内容
    本发明的目的在于提供一种耐高温且高吸收力的金属表面镀膜及其制造方法,其可确保多孔结构的稳定成长,且生产出高吸收率的金属表面镀膜成品,并增进表面的机械性质与其光热转换效率。
    为了达成上述目的,本发明的解决方案是:
    一种耐高温且高吸收力的金属表面镀膜制造方法,其包括下列步骤:
    A.提供一金属基材,并对前述金属基材施予一清洁之前处理;
    B.将前述金属基材施予一抛光处理;
    C.对前述金属基材施予阳极处理,前述阳极处理的额定电压控制在40伏特至60伏特,处理的额定温度控制在0°C至10°C,以在前述金属基材上形成一具有微细孔洞的多孔氧化层。
    前述金属基材为铝、铝合金、铁、铁合金、镍、镍合金、铜、铜合金、锡、锡合金的任一种。
    前述阳极处理的电解液为一硫酸液、一草酸液、一铬酸液、一磷酸液的任一种或混合。
    前述阳极处理的电解液为0.3摩尔浓度的硫酸液。
    前述阳极处理的持续时间为60分钟±5分钟。
    前述阳极处理的处理的额定温度控制在0°C,而额定电压控制在50伏特。
    前述多孔氧化层的厚度介于86um至128um、孔隙率介于2.7%至4.2%、平均孔洞尺寸介于8.2nm至9nm。
    前述前处理依序进行一碱洗处理、一中和处理及一去脂处理。
    前述抛光处理为电化学抛光处理,处理温度控制在25°C至30°C,而额定电压控制在10伏特,而抛光液为氯酸与乙醇的混合液,并持续5min。
    一种以耐高温且高吸收力的金属表面镀膜制造方法所制成的耐高温且高吸收力的金属表面镀膜,其包含:
    一金属基材;
    前述金属基材上设置有一具有微细孔洞的多孔氧化层,前述多孔氧化层的厚度介于86um至128um,平均孔洞尺寸介于8.2nm至9nm。
    前述多孔氧化层的孔隙率介于2.7%至4.2%。
    采用上述结构后,本发明的功效在于:
    1. 本发明在阳极处理时就先将额定温度控制在低温,以确保多孔结构的稳定成长,并且也设定较低的额定电压来减缓溶解速率,而生产出高吸收率的成品,具体而言,吸收率可达92%至93%,并增进表面的机械性质与其光热转换效率。
    2.本发明利用电化学方式在金属基材表面生成一层附着良好的多孔氧化层,并透过额定电压及温度,让多孔氧化层稳定生长,因此结构非常稳固,不易造成剥落的情况。
    3. 本案的方法不限定于平面,亦能应用于曲面,以便于各式形状的产品应用。本方法可应用于高熔点的各种纯金属或合金如铝、铜、镍、铁、…等,特别指铝合金之中的铝镁硅合金,亦可用于锡。   
    附图说明
    图1为本发明的流程示意图。
    图2A为本发明金属基材阳极处理的额定温度控制在5°C,而额定电压控制在30伏特的扫瞄式电子显微镜(SEM)图。
    图2B为本发明金属基材阳极处理的额定温度控制在5°C,而额定电压控制为40伏特的扫瞄式电子显微镜(SEM)图。
    图2C为本发明金属基材阳极处理的额定温度控制在5°C,而额定电压为50伏特的扫瞄式电子显微镜(SEM)图。
    图2D为本发明金属基材阳极处理的额定温度控制在5°C,而额定电压为60伏特的扫瞄式电子显微镜(SEM)图。
    图3A为本发明金属基材阳极处理的额定温度控制在0°C,而额定电压为30伏特的扫瞄式电子显微镜(SEM)图。
    图3B为本发明金属基材阳极处理的额定温度控制在0°C,而额定电压为40伏特的扫瞄式电子显微镜(SEM)图。
    图3C为本发明金属基材阳极处理的额定温度控制在0°C,而额定电压为50伏特的扫瞄式电子显微镜(SEM)图。
    图3D为本发明金属基材阳极处理的额定温度控制在0°C,而额定电压为60伏特的扫瞄式电子显微镜(SEM)图。
    图4A为本发明金属基材阳极处理经不同额定温度条件,而额定电压为30伏特的反射率变化实验比较图。
    图4B为本发明金属基材阳极处理经不同额定温度条件,而额定电压为50伏特的反射率变化实验比较图。
    图5为本发明金属基材经不同额定电压及不同额定温度条件下阳极处理后的吸收率比较图。
    图6为本发明金属基板阳极处理经不同额定电压,而额定温度固定为0°C的反射率变化比较图。
    图7为本发明金属基板阳极处理经不同额定电压,而额定温度固定为0°C的吸收率比较图。
    具体实施方式
    为了进一步解释本发明的技术方案,下面通过具体实施例来对本发明进行详细阐述。
    本发明耐高温且高吸收率的金属表面镀膜制造方法的主要功效将可于下述实施例清楚呈现。
    本发明请先参阅图1所示,包含:
    A.提供一金属基材,前述金属基材于本实施例以铝合金之中的铝镁硅合金作为例示,但不以此为限,亦可为铝、铁、铁合金、镍、镍合金、铜、铜合金、锡、锡合金的任一种,接着对前述金属基材施予一清洁之前处理,前述前处理包含一碱洗处理、一去脂处理及一中和处理,前述碱洗处理将前述金属基材浸泡于氢氧化钠溶液中进行碱洗的动作,借此除去表面的杂质,前述去脂处理是透过丙酮溶液去除前述金属基材本身所存在的油污,前述中和处理是透过硝酸溶液对前述金属基材进行中和的动作,并且除去前述金属基材表面所生成的氢氧化层以完成前处理的动作。
    【表一】为前处理的相关参数
    项次参数溶液组成(碱洗)氢氧化钠和去离子水以20g/L做混合时间30 min溶液组成(去脂)以纯度100%丙酮为主时间1 hr溶液组成(中和)硝酸和去离子水以1:3的体积比做混合时间30 min
    B.将前述金属基材施予一抛光处理,前述抛光处理为电化学抛光处理,处理的额定温度控制在25°C至30°C,而额定电压控制在10V,而抛光液为氯酸与乙醇的混合液,并持续5min。
    【表二】为电化学抛光处理的相关参数
    名称参数溶液组成氯酸:乙醇以1:4的体积比做混合电压10 V时间5 min温度25-30 ℃
    C.对前述金属基材置于阳极端作为预处理物,以施予阳极处理,前述阳极处理的额定电压控制在30伏特至60伏特,处理的额定温度控制在0°C至15°C,而持续时间为60分钟±5分钟,以在前述金属基材上形成一具有微细孔洞的多孔氧化层,借此使前述多孔氧化层的厚度介于7.8nm至151nm、孔隙率介于2.7%至7%、平均孔洞尺寸介于8.2 nm至11.6nm,而孔洞深度相当于前述多孔氧化层的厚度;
    进一步说明:前述多孔氧化层的生成不限定于平面上,亦能应用于曲面,以便于各式形状的产品应用,前述额定电压较佳的是控制在50伏特,而处理的额定温度控制在0°C,并在阳极端与阴极端中间的下方放置磁石,借由搅拌使电解液的离子浓度稳定分布于溶液中,又前述阳极处理的电解液为一硫酸液、一草酸液、一铬酸液、一磷酸液的任一种或混合,其中,较佳的是0.3摩尔浓度的硫酸液,使用硫酸液的优点在于:操作电压较低耗电量较少,操作条件容易且生产成本较低,另外加上硫酸液制程所得薄膜抗蚀性良好,而且抗磨耗性佳;
    又前述电解液的另一较佳选择的是使用草酸与硫酸相混的混酸,该能有效改善阳极处理时,多孔氧化层因为应力过大造成的裂痕问题,两酸不同的孔洞大小特性可降低应力累积速度避免裂痕产生及热能产生,将能进一步提升金属基材的抗磨耗效果。
    【表三】额定电压30伏特与50伏特阳极处理的表面结构参数表
    30V/50V平均孔洞的尺寸(nm)孔洞分布范围(nm)孔隙率(%)厚度(um)0℃8.9/8.26~10/6~102.7/3.97.8/1035℃14/5.85~25/3~76.6/---11/13610℃15/11.1610~30/5~257/---19/151
    【表四】在额定温度0℃阳极处理所获得的表面结构参数表
    0℃平均孔洞的尺寸(nm)孔洞分布范围(nm)孔隙率(%)厚度(um)30V8.96~102.77.840V8.36~103.68650V8.26~103.910360V97~114.2128
    图2A至图2D为本发明的额定温度条件控制为5°C,经阳极处理后的扫瞄式电子显微镜(SEM)图,而图3A至图3D为本发明的额定温度条件控制为0°C,经阳极处理后的扫瞄式电子显微镜(SEM)图,由观察得知金属基材于0°C与5°C所获得的表面形貌,随着额定电压的改变而有所变化。
    图4A为本发明阳极处理经不同额定温度,而额定电压在30伏特的条件下,以紫外光谱仪进行反射率变化的比较,于图中可发现30伏特的阳极处理后所获得的表面,其整体的波段随着额定温度的提升而其整体的反射率有所降低。
    图4B为本发明阳极处理经不同额定温度,而额定电压在50伏特的条件下,以紫外光谱仪进行反射率变化的比较,由于金属基材表面的结构相当的完整,该金属基材的高深宽比孔洞结构借由其多次反射的作用,使得整体的反射率低于10%。
    图5为本发明金属基材经不同额定电压及不同额定温度条件阳极处理后的吸收率比较图,经由能谱图对30伏特以及50伏特的反射率做加权之后的吸收率,额定电压为30伏特的吸收率与额定温度呈现正比关系,而额定电压的50伏特则与额定温度呈现反比关系。
    图6为本发明金属基板阳极处理经不同额定电压,而额定温度固定为0°C的反射率变化比较图,得知在额定温度固定为0℃,所获的结构于40伏特至60伏特的额定电压下均获得低于10%以下的反射率,而40伏特于可见光的范围拥有较低的反射率,但于近外光区的反射率则较高。
    图7为本发明金属基板阳极处理经不同额定电压,而额定温度固定为0°C的吸收率比较图,得知额定温度固定于0°C时,40伏特至60伏特的额定电压条件,吸收率可达92%至93%。
    上述实施例和附图并非限定本发明的产品形态和式样,任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰,皆应视为不脱离本发明的专利范畴。

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