[发明专利]槽式太阳能集热器用耐蚀涂层

说明书

技术领域

本发明属于太阳能发电的技术领域，更具体地说，本发明涉及一种槽式太阳能集热器用耐蚀涂层。 

背景技术

太阳能热发电是大规模开发利用太阳能的一个重要技术途径，目前有塔式、槽式、碟式系统，其中以槽式和塔式系统商业应用较多，特别是槽式太阳能热发电，是迄今为止世界上唯一经过20年商业化运行的成熟技术，其造价远低于光伏发电。

槽式聚光热发电系统的储能系统可以实现24小时运行，随着规模的增加，发电成本也具有很强的竞争力。中高温集热管中，一般采用高倍聚光技术，聚光比可以高达80。光热转化效率是关键指标，往往一个百分点的提高都是尽力追求的。但在高温条件下，由于其红外发射率随温度上升明显升高，导致在金属基体（例如不锈钢）与太阳能功能涂层之间在不断的热冲击作用下，功能涂层表面都会产生裂缝，甚至涂层与基体之间脱离，从而使得功能涂层中的金属离子通过扩散或者浸渗到金属基体中，并发生反应。导致这种现象发生的主要原因是因为涂层材料与基体之间匹配性较差、特别是热膨胀系数之间的差异较大，涂层非常容易产生应力龟裂或剥落，难以满足基体的长寿命使用要求通常解决因热膨胀性能差异而导致涂层产生裂缝与剥落的问题，主要采用加喷热膨胀系数介于中间层与基体之间的缓冲过渡层的方法。

发明内容   

为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明的目的在于提供一种槽式太阳能集热器用耐蚀涂层，所述的中间层设置在金属基体（例如不锈钢）与太阳能功能涂层之间形成了防止金属离子渗入或者扩散的阻挡层，有效地解决了金属基体与功能涂层界面之间的腐蚀和脱落问题，有助于提高太阳能功能涂层的使用寿命。 

为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种槽式太阳能集热器用耐蚀涂层，涂覆在不锈钢金属基体表面，所述的中间层为由Ti、Cr、Fe和Y形成的TiCrFeY涂层，其特征在于所述的Ti的含量为12.5-25.0wt%, Cr的含量为12.5-32.5wt%, Y的含量为2.7-5.8wt%和余量的Fe。

其中，所述的Ti的含量优选为15.0-22.5 wt%。

其中，所述的Cr的含量优选为20.5-27.0wt%。

其中，所述的Y的含量优选为2.7-3.9 wt%。

其中，所述的耐蚀涂层通过涂覆、热喷涂或者固渗方法制备得到。

其中，所述的耐蚀涂层的厚度为25-125 μm。

本发明的中间层与不锈钢基体之间具有良好的粘结性能，而且所述的中间层抗氧化抗热循环应力能力优异，有效地解决了金属基体与功能涂层界面之间的腐蚀和脱落问题，有助于提高太阳能功能涂层的使用寿命。 

具体实施方式

在不锈钢基体上利用常规的火焰喷涂工艺喷涂形成50 μm的中间层。

实施例1

本实施例所述的槽式太阳能集热器用耐蚀涂层，涂覆在不锈钢金属基体表面，所述的中间层为由Ti、Cr、Fe和Y形成的TiCrFeY涂层，所述的Ti的含量为12.5wt%, Cr的含量为32.5wt%, Y的含量为5.8wt%和余量的Fe。

实施例2

本实施例所述的槽式太阳能集热器用耐蚀涂层，涂覆在不锈钢金属基体表面，所述的中间层为由Ti、Cr、Fe和Y形成的TiCrFeY涂层，所述的Ti的含量为25.0wt%, Cr的含量为12.5wt%, Y的含量为2.7wt%和余量的Fe。

实施例3

本实施例所述的槽式太阳能集热器用耐蚀涂层，涂覆在不锈钢金属基体表面，所述的中间层为由Ti、Cr、Fe和Y形成的TiCrFeY涂层，所述的Ti的含量为22.5wt%, Cr的含量为18.5wt%, Y的含量为3.5wt%和余量的Fe。

实施例1-3得到的中间层进行热震实验。将所述的中间层加热到600℃，然后空冷至室温；重复此过程，直到涂层表面形成肉眼可见的裂纹，统计直到裂纹出现的次数，结果表明所述的中间层的最终热震次数可以达到320-600次。