CN107974592A - 一种含TiO2的平板太阳能铝合金镀层及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种含TiO2的平板太阳能铝合金镀层及其制备方法,镀层材料由以下质量比例的原料制得:0.8~1.6%TiO2、0.8~1.0%Si、1.0~2.0%Fe、10~20%Zn、0.2~0.5%Pr、0.2~0.3%Re,余量为铝。本发明镀层材料制备方法简单,与基体结合好,不易脱落;制备的铝合金镀层美观,耐腐蚀性和耐磨性好,强度和延展性高,吸热传热能力强。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能利用及铝合金镀层技术领域,具体是一种含TiO2的平板太阳能铝合金镀层及其制备方法。
背景技术
能源利用在人类社会发展中占有举足轻重的地位,但过度的开发资源和低效率的资源利用,使人类面临着严峻的考验。众所周知,太阳能是一种来源最丰富和可广泛获取的可再生能源,对解决能源危机和环境问题具有重大的作用,且太阳能以独具的储量无限性、存在的普遍性、开发利用的清洁性,使其成为了各国竞相研究的热点。
铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料,在航空、航天、汽车、机械制造、船舶中已大量应用。铝合金重量轻、机械强度高、导电导热性能好。目前,铝合金镀层材料围绕添加多种合金元素来改善镀层的综合性能,采用更多的Al 组分来代替Zn,重点是实现铝的包覆保护能力与锌的牺牲阴极保护能力的最佳结合,并保证以尽可能简单的加工工艺和技术装备,实现镀层的抗剥落、高强度、易加工、易焊接、耐高温度、耐酸碱盐类腐蚀等优良性能于一体。在镀层材料的生产和应用两个环节同时实现减污、降本、增效、提质,是一个急需解决的技术难题。
二氧化钛(TiO2)又名钛白粉,是一种质地柔软的无嗅无味的白色粉末,遮盖力和着色力强,R型钛白粉具有较好的耐气候性、耐水性和不易变黄的特点。钛白粉是工业生产中非常重要的原料,广泛应用于涂料、塑料、造纸、印刷油墨、化纤、橡胶、化妆品、陶瓷、搪瓷、电子、食品和医药等工业,其中涂料占比最大,约60%。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明提供了一种含TiO2的平板太阳能铝合金镀层及其制备方法,本发明镀层材料制备方法简单,与基体结合好,不易脱落;制备的铝合金镀层美观,耐腐蚀性和耐磨性好,强度和延展性高,吸热传热能力强。
一种含TiO2的平板太阳能铝合金镀层及其制备方法,铝合金镀层材料由以下质量比例的原料制得:0.8~1.6%TiO2、0.8~1.0%Si、1.0~2.0%Fe、10~20%Zn、0.2~0.5%Pr、0.2~0.3%Re,余量为铝。
铝合金镀层的制备方法包括如下步骤:
(1)往熔炼炉中加入铝锭或熔融铝液,加热使之完全融化并在700~800℃下保温;
(2)再按配方比例加入TiO2、Si、Fe、Zn、Pr和Re,搅拌均匀;
(3)然后对合金熔体进行炉内精炼,往合金熔体中加入精炼剂,并搅拌均匀,熔体精炼在封闭环境中完成;
(4)精炼后除渣、除气以及用变质剂NiC3进行处理,得到铝合金镀液;
(5)对太阳能平板基材表面进行清洁处理,待铝合金镀液温度降至150~200℃,加入环氧树脂搅拌均匀,均匀喷涂在基材表面,即可。
所述步骤(3)中精炼剂包括以下重量份数原料:NaCl 25~35%、KCl 25~35%、Na2SiF6 6~10%、K3AlF6 7~12%、K2SO4 4~10%、CaF2 6~10%。
所述步骤(5)中环氧树脂:铝合金镀液=1:6~10。
本发明的有益效果是:
TiO2具有较好的耐气候性、耐水性、吸热导热性;镨(Pr)在空气中抗腐蚀能力比镧、铈、钕和铕都要强,在镀层材料中添加Pr有利于提高涂层的防腐蚀能力;铼(Re)用做催化剂,耐磨、耐腐蚀,添加量低。本发明在熔炼铝合金的时候还加入了精炼剂,所使用的精炼剂进入熔体后能够充分扩散,不吸附团聚,不堵孔;具有高效造干渣能力,不粘滞铝熔体;还具有较高的除气、除渣效率,精炼剂的使用有效地提高了铝合金镀液的质量。本发明在炼制铝合金的过程中还加入了NiC3,NiC3可提高合金的高温强度和体积、尺寸稳定性,并且有利于除渣。本发明镀层材料制备方法简单,与基体结合好,不易脱落;制备的铝合金镀层美观,耐腐蚀性和耐磨性好,强度和延展性高,吸热传热能力强。
具体实施方式
为了更加详细的介绍本发明,下面结合实施例,对本发明做进一步说明。
实施例1
一种含TiO2的平板太阳能铝合金镀层及其制备方法,铝合金镀层材料由以下质量比例的原料制得:1.2%TiO2、0.9%Si、1.5%Fe、15%Zn、0.4%Pr、0.25%Re,余量为铝。
铝合金镀层的制备方法包括如下步骤:
(1)往熔炼炉中加入铝锭或熔融铝液,加热使之完全融化并在750℃下保温;
(2)再按配方比例加入TiO2、Si、Fe、Zn、Pr和Re,搅拌均匀;
(3)然后对合金熔体进行炉内精炼,往合金熔体中加入精炼剂,并搅拌均匀,熔体精炼在封闭环境中完成;
(4)精炼后除渣、除气以及用变质剂NiC3进行处理,得到铝合金镀液;
(5)对太阳能平板基材表面进行清洁处理,待铝合金镀液温度降至180℃,加入环氧树脂搅拌均匀,均匀喷涂在基材表面,即可。
所述步骤(3)中精炼剂包括以下重量份数原料:NaCl 30%、KCl 30%、Na2SiF6 8%、K3AlF6 10%、K2SO4 7%、CaF2 8%。
所述步骤(5)中环氧树脂:铝合金镀液=1:8。
实施例2
一种含TiO2的平板太阳能铝合金镀层及其制备方法,铝合金镀层材料由以下质量比例的原料制得:0.8%TiO2、0.8%Si、1.0%Fe、10%Zn、0.2%Pr、0.2%Re,余量为铝。
铝合金镀层的制备方法包括如下步骤:
(1)往熔炼炉中加入铝锭或熔融铝液,加热使之完全融化并在700℃下保温;
(2)再按配方比例加入TiO2、Si、Fe、Zn、Pr和Re,搅拌均匀;
(3)然后对合金熔体进行炉内精炼,往合金熔体中加入精炼剂,并搅拌均匀,熔体精炼在封闭环境中完成;
(4)精炼后除渣、除气以及用变质剂NiC3进行处理,得到铝合金镀液;
(5)对太阳能平板基材表面进行清洁处理,待铝合金镀液温度降至150℃,加入环氧树脂搅拌均匀,均匀喷涂在基材表面,即可。
所述步骤(3)中精炼剂包括以下重量份数原料:NaCl 25%、KCl 25%、Na2SiF6 6%、K3AlF6 12%、K2SO4 10%、CaF2 10%。
所述步骤(5)中环氧树脂:铝合金镀液=1:6。
实施例3
一种含TiO2的平板太阳能铝合金镀层及其制备方法,铝合金镀层材料由以下质量比例的原料制得:1.6%TiO2、1.0%Si、2.0%Fe、20%Zn、0.5%Pr、0.3%Re,余量为铝。
铝合金镀层的制备方法包括如下步骤:
(1)往熔炼炉中加入铝锭或熔融铝液,加热使之完全融化并在800℃下保温;
(2)再按配方比例加入TiO2、Si、Fe、Zn、Pr和Re,搅拌均匀;
(3)然后对合金熔体进行炉内精炼,往合金熔体中加入精炼剂,并搅拌均匀,熔体精炼在封闭环境中完成;
(4)精炼后除渣、除气以及用变质剂NiC3进行处理,得到铝合金镀液;
(5)对太阳能平板基材表面进行清洁处理,待铝合金镀液温度降至200℃,加入环氧树脂搅拌均匀,均匀喷涂在基材表面,即可。
所述步骤(3)中精炼剂包括以下重量份数原料:NaCl 35%、KCl 35%、Na2SiF6 10%、K3AlF6 12%、K2SO4 10%、CaF2 10%。
所述步骤(5)中环氧树脂:铝合金镀液=1:10。
为了便于参考,本申请人对实施例1、实施例2和实施例3所得铝合金镀层的部分性能进行了检测,结果见下表:
由表可知,本发明的铝合金镀层的耐磨性、耐高温性好,附着力强,耐酸碱腐蚀性能优异,光透射率高、反射率低,光吸收效果好。
Claims (4)
1.一种含TiO2的平板太阳能铝合金镀层,其特征在于,所述铝合金镀层材料由以下质量比例的原料制得:0.8~1.6%TiO2、0.8~1.0%Si、1.0~2.0%Fe、10~20%Zn、0.2~0.5%Pr、0.2~0.3%Re,余量为铝。
2.根据权利要求1所述含TiO2的平板太阳能铝合金镀层,其特征在于,所述铝合金镀层的制备方法包括如下步骤:
(1)往熔炼炉中加入铝锭或熔融铝液,加热使之完全融化并在700~800℃下保温;
(2)再按配方比例加入TiO2、Si、Fe、Zn、Pr和Re,搅拌均匀;
(3)然后对合金熔体进行炉内精炼,往合金熔体中加入精炼剂,并搅拌均匀,熔体精炼在封闭环境中完成;
(4)精炼后除渣、除气以及用变质剂NiC3进行处理,得到铝合金镀液;
(5)对太阳能平板基材表面进行清洁处理,待铝合金镀液温度降至150~200℃,加入环氧树脂搅拌均匀,均匀喷涂在基材表面,即可。
3.根据权利要求2所述铝合金镀层的制备方法,其特征在于,所述步骤(3)中精炼剂包括以下重量份数原料:NaCl 25~35%、KCl 25~35%、Na2SiF6 6~10%、K3AlF6 7~12%、K2SO4 4~10%、CaF2 6~10%。
4.根据权利要求2所述铝合金镀层的制备方法,其特征在于,所述步骤(5)中环氧树脂:铝合金镀液=1:6~10。
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