專利名稱：一種低發射率復合材料及制備方法
技術領域：
本發明屬太陽能中高溫真空管制造技術領域，具體涉及一種低發射率復合材料及其制備方法。
背景技術：
目前，公知的太陽能低溫熱應用涂層抗紅外輻射材料使用的銅(Cu)或鋁(Al)，但它們活動能力強，在中高溫應用中存在底金屬層向吸收層的擴散效應，從而使其對遠紅外反射能力在較高溫度中使用時隨時間推移出現不同程度的衰減，如使用鉬(Pt)等難熔金屬會有所改善，但其使用成本高，濺射工藝要求高，在這方面還有許多問題有待于業內科技人員加以完善
發明內容
本發明的目的是為太陽能中高溫真空管應用，提供一種低發射率復合材料及其制備方法，具體地說是一種用氮化鈦與金屬摻雜的復合材料及制備方法。本發明采用如下技術方案采用磁控反應濺射法，濺射氣體為氬氣，反應氣體為高純氮氣，設備使用一臺雙靶磁控濺射鍍膜機，首先在基材上磁控反應濺射沉積一層的氮化鈦(TiN)，再沉積一層銅(Cu)，再沉積一層的氮化鈦(TiN)，如是一個周期，重復上述步驟至少在基材上反應濺射兩個周期，最終形成基材/TiN/Cu (Al)/TiN/Cu (Al)/TiN;具體步驟如下
TiN的濺射工作壓強O. 2-0. 5Pa，反應氣體氮氣，氮氣量20-200Sccm，濺射厚度
O.005-0. 015 μ m ；
Cu膜的濺射工作壓強O. 2-0. 5Pa，濺射厚度O. 03-0. 05 μ m ；
每層TiN膜和Cu膜工作條件和濺射厚度一致，TiN濺射三層，Cu濺射兩層。膜層按濺射材料分，膜系結構共分五層濺射形成，每一層濺射膜的厚度是由相同材質的材料至少通過兩次濺射完成。本發明的有益效果是，由于TiN的紅外反射率和金接近，在16 μ m處金的紅外反射率97%，TiN的紅外反射率95%，所以該涂層因為TiN摻雜使其具有更低的發射率，同時TiN良好的阻擋作用防止了金屬的擴散，從而使該涂層有效防止了真空管抗遠紅外反射能力的衰減，他可以用在太陽能中高溫方面。
圖I為現有技術的膜系結構示意圖。圖中1是TiN膜、2是金屬Cu膜、3是TiN膜、4是金屬Cu膜、5是TiN膜、6是基材。
具體實施方式
參照說明書附圖對本發明的方法作以下詳細地說明。本發明一種低發射率復合材料及制備方法，設備需要一臺雙靶磁控濺射鍍膜機，用鈦、銅兩根磁控濺射圓柱靶，兩臺濺射電源、一套高真空系統和行星轉架系統組成。在膜層制備時工件裝在轉架上，工件公轉的同時自轉，自動程序控制濺射鍍膜工藝運行，工藝運行完后取出工件。制備工藝如下
該膜層的制備方法屬于磁控反應濺射法，濺射氣體為氬氣，反應氣體為高純氮氣，膜層共分五層派射。TiN膜I濺射工作壓強O. 2-0. 5Pa，反應氣體氮氣，氮氣量20-200Sccm，濺射厚度
O.04—0. 3 μ m ； 金屬Cu膜2的濺射工作壓強O. 2-0. 5Pa，濺射厚度O. 03-0. 05 μ m ；
每層TiN膜和金屬膜工作條件和濺射厚度一致，以上述步驟在依次濺射TiN膜3、金屬Cu 膜 4、TiN 膜 5。
權利要求
1.一種低發射率復合材料及其制備方法，其特征在于用氮化鈦與金屬Cu (Al)摻雜的復合材料，采用磁控反應濺射法，濺射氣體為氬氣，反應氣體為高純氮氣，設備使用一臺雙靶磁控濺射鍍膜機，首先在基材上磁控反應濺射沉積一層的氮化鈦(TiN)，再沉積一層銅(Cu)，再沉積一層的氮化鈦(TiN)，如是一個周期，重復上述步驟至少在基材上反應濺射兩個周期，最終形成基材/TiN/Cu (Al)/TiN/Cu (Al)/TiN;具體步驟如下 TiN的濺射 工作壓強O. 2-0. 5Pa，反應氣體氮氣，氮氣量20-200Sccm，濺射厚度O. 005-0. 015 μ m ; Cu膜的濺射 工作壓強O. 2-0. 5Pa，濺射厚度O. 03-0. 05 μ m ； 每層TiN膜和Cu膜工作條件和濺射厚度一致，TiN濺射三層，Cu濺射兩層。
2.根據權利要求I所述的一種低發射率復合材料及其制備方法，其特征在于膜層按濺射材料分，膜系結構共分五層濺射形成，每一層濺射膜的厚度是由相同材質的材料至少通過兩次濺射完成。
全文摘要
本發明提供一種低發射率復合材料及其制備方法，具體地說是一種用氮化鈦與金屬摻雜的復合材料及制備方法。具體是采用磁控反應濺射法，濺射氣體為氬氣，反應氣體為高純氮氣，設備使用一臺雙靶磁控濺射鍍膜機，首先在基材上磁控反應濺射沉積一層的氮化鈦(TiN)，再沉積一層銅(Cu),再沉積一層的氮化鈦(TiN)，如是一個周期，重復上述步驟至少在基材上反應濺射兩個周期，最終形成基材/TiN/Cu(Al)/TiN/Cu(Al)/TiN。
文檔編號C23C14/35GK102877023SQ20111019433
公開日2013年1月16日 申請日期2011年7月12日 優先權日2011年7月12日
發明者不公告發明人 申請人:山東帥克新能源有限公司