專利名稱：近紅外輻射器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種紅外輻射加熱器，具體地，本發(fā)明涉及一種近紅外輻射管加熱器。
背景技術(shù)：
涂料覆蓋于基體表面后，由液態(tài)或熟料固體粉末狀態(tài)轉(zhuǎn)變成致密完整的固體涂膜的過程稱為涂層或涂膜的干燥或固化。涂層干燥是涂漆施工的主要環(huán)節(jié)之一，只有最終形成固化的連續(xù)涂層之后，涂料才能發(fā)揮它的各種功能。只有選擇正確的干燥方式和工藝，才能得到理想的預(yù)期涂層，完成涂料施工的整個工藝要求。涂層干燥工藝除了影響涂料施工的效果之外，由于它是一個耗能高、耗時長的過程，因而對涂料施工的效率和經(jīng)濟性也有重大影響。涂層的干燥過程一般是由液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)，黏度逐漸增加，性能逐漸達到規(guī)定要求的過程。變化過程經(jīng)歷表面干燥、半干燥、完全干燥三個階段。(1)表面干燥是涂膜叢可流動的狀態(tài)干燥到用手指輕觸涂膜時手指上不沾漆但感到涂膜發(fā)黏、涂膜上留有指痕的階段。(2)半干燥，是用手指輕壓涂膜時能不留指紋的干燥狀態(tài)，是一種半硬的干燥狀態(tài)。(3)完全干燥，是用手指強壓涂膜也不留指紋，用手指磨擦涂膜也不留傷痕的干燥狀態(tài)，此時涂膜能抗壓、耐打磨。但不同涂膜完全干燥的標準往往還有具體要求，標準的方法是測試涂膜的硬度等力學(xué)性質(zhì)來判斷涂膜的干燥或固化程度。根據(jù)干燥時的具體條件可分為自然干燥、加熱干燥和特種干燥三種情況。紅外線輻射干燥是常用的加熱干燥方式之一。眾所周知，紅外輻射按其輻射波長可以分為三個波段，近紅外波段其波長為 750nm-2500nm，輻射體溫度為2000-2200°C，熱元件啟動時間為1_2秒，輻射源呈光亮色；中紅外波段其波長為2500歷-4000歷，輻射體溫度為800-900°C，熱元件啟動時間為60-90秒， 輻射源呈暗紅色；遠紅外波段其波長為4-50um，輻射體溫度400-600°C，熱元件啟動時間為 15分鐘，輻射源呈暗色。應(yīng)用在工業(yè)上的紅外輻射加熱器，對不同的被加熱工件，其加熱及吸收紅外輻射波長各不相同，于是紅外輻射加熱器提供的波長必須與工件加熱及吸收所需的波長相互匹配，才能達到預(yù)期的效果，其性能指標包含節(jié)能效果，升溫及降溫快速，紅外輻射加熱器使用壽命等。近年來，一種類似于太陽輻射的紅外線的近紅外線，有著0. 75-2. Ομπι的短波長， 能轉(zhuǎn)換為僅對物體輻射而不對空氣加熱的形式，日漸成為人們的研究重點。尤其是，近紅外線被加熱元件如燈絲產(chǎn)生之后，通過透明的石英管被透射和輻射出來，其用于加熱具有諸多優(yōu)點，例如高的加熱效率，對人體的無害性，無污染和極好地瞬間加熱性能。因此，近紅外線被廣泛使用在工業(yè)干燥器中。關(guān)于提高近紅外線的透射率，已有諸多國內(nèi)外的實驗室和企業(yè)對此開展了廣泛的研究。其中比較引人注目的有，例如從加熱元件中僅發(fā)射近紅外射線為目的，一種選擇性的近紅外加熱技術(shù)已經(jīng)成為研究的重點。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種近紅外輻射管加熱器，并且其具有加熱時間短、輻射效率高的特點，適合于粉末涂料的固化。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)一種近紅外輻射器，包括石英管燈、管燈的燈絲由鎢絲制成，石英管燈的內(nèi)壁涂覆有多層陶瓷近紅外反射層；其特征在于所述的陶瓷近紅外反射層具有由SiO2和Cr2O3組成的底層；其上具有由Al2O3和( 組成的面層。其中，底層中Cr2O3的含量為25_68wt %。其中，面層中CeO2的含量為32_58wt%。其中，底層的厚度為100nm-2000nm。其中，面層的厚度為100nm-5000nm。優(yōu)選的，所述的陶瓷近紅外反射層的底層為42Wt% Si02+58wt% Cr2O30優(yōu)選的，所述的陶瓷近紅外反射層的面層為45Wt% Ce02+55wt% A1203。優(yōu)選的，所述的陶瓷近紅外反射層的底層和面層的厚度均介于200nm-800nm之間。其中，所述的陶瓷近紅外反射層的底層和面層可以通過本領(lǐng)域已知的技術(shù)來沉積，例如，濺射法如磁控濺射、噴涂法如電弧噴涂、蒸鍍法如電子束蒸鍍法、化學(xué)氣相沉積如等離子體增強化學(xué)氣相沉積等。優(yōu)選的，可以通過濺射法制備，例如可以通過磁控濺射含有SiO2和Cr2O3的復(fù)合靶來制備所述的底層；通過磁控濺射含有( 和Al2O3的復(fù)合靶來制備所屬的面層。優(yōu)選的，也可以通過蒸鍍法例如電子束蒸鍍法來制備上述涂層；優(yōu)選的也可以利用化學(xué)氣相沉積方法來制備上述涂層；所述的沉積技術(shù)均屬于現(xiàn)有技術(shù)。采用濺射法、蒸鍍法或者化學(xué)氣相沉積方法制備的涂層質(zhì)量高，厚度易于精確控制，從而有利于實現(xiàn)對紅外輻射線有選擇的發(fā)射；并且制備得到的涂層與基體的結(jié)合力牢固，能夠長期保持很高的近紅外輻射性能。本申請制備的陶瓷近紅外反射層的輻射性能采用中科院上海技術(shù)物理研究所研制的IRE-2紅外輻射測試儀，按照GB7287. 9-87規(guī)定的方法，在800度測試其紅外發(fā)射率高達91-95%之間。另外，申請人還對陶瓷近紅外反射層的抗熱震性進行了測試，將制備的紅外輻射涂層在1000度的高溫下加熱120小時，視覺檢查涂層表面無明顯變化，而通過紅外發(fā)射率測試也表明，發(fā)射率降低了不到2%，顯示出該涂層在嚴酷的高溫條件下依然具有優(yōu)異的紅外輻射性能。同現(xiàn)有技術(shù)的近紅外輻射管加熱器相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(1)本發(fā)明的近紅外輻射器的波長主要集中在0. 75-1. 25um的范圍內(nèi)，能夠在幾分鐘以內(nèi)，甚至數(shù)十秒之內(nèi)完成粉末涂料的熔融、流動和固化的整個過程，而且涂料具有優(yōu)異的外觀。(2)主要采用陶瓷近紅外反射層作為發(fā)射層，并且采用了雙層結(jié)構(gòu)，輻射加熱器的發(fā)射率高達90%以上，克服了現(xiàn)有技術(shù)中金屬材料作為反射層易氧化、反射率低下的缺點。(3)本發(fā)明的遠紅外輻射涂層能耐1000度高溫長時間的考驗，而且性能沒有明顯下降(工作溫度一般低于800度)。
具體實施例以下將通過具體實施例對本發(fā)明做出進一步的說明。實施例1一種近紅外輻射器，包括石英管燈、管燈的燈絲由鎢絲制成，石英管燈的內(nèi)壁涂覆有多層陶瓷近紅外反射層；其特征在于所述的陶瓷近紅外反射層具有由SiO2和Cr2O3組成的底層；其上具有由Al2O3和( 組成的面層。其中，底層中Cr2O3的含量為25wt%，面層中CeO2的含量為32wt%。底層和面層的厚度均為500nm。采用磁控濺射法制備。800度的反射率為92%。實施例2一種近紅外輻射器，包括石英管燈、管燈的燈絲由鎢絲制成，石英管燈的內(nèi)壁涂覆有多層陶瓷近紅外反射層；其特征在于所述的陶瓷近紅外反射層具有由SiO2和Cr2O3組成的底層；其上具有由Al2O3和( 組成的面層。其中，底層中Cr2O3的含量為32wt%，面層中CeO2的含量為38wt%。底層和面層的厚度均為lOOOnm。采用蒸鍍法制備。800度的反射率為93%。實施例3一種近紅外輻射器，包括石英管燈、管燈的燈絲由鎢絲制成，石英管燈的內(nèi)壁涂覆有多層陶瓷近紅外反射層；其特征在于所述的陶瓷近紅外反射層具有由SiO2和Cr2O3組成的底層；其上具有由Al2O3和( 組成的面層。其中，底層中Cr2O3的含量為58wt%，面層中CeO2的含量為38wt%。底層和面層的厚度均為2000nm。采用化學(xué)氣相沉積法制備。800 度的反射率為95%。本發(fā)明的近紅外輻射器可以用于涂層固化爐上。通過鋅鋁合金粉末涂層的固化對比實驗表明，與普通的加熱爐方式相比，節(jié)省電力大約50-75%，固化時間縮短了 80%以上。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，凡在本申請的權(quán)利要求要求保護的技術(shù)方案范圍之內(nèi)，所作的任何修改和/或等同替換和/或改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。本申請的保護范圍以權(quán)利要求的技術(shù)方案及其等同的技術(shù)方案為準，而不受說明書具體描述部分的限制。
權(quán)利要求
1.一種近紅外輻射器，包括石英管燈、管燈的燈絲由鎢絲制成，石英管燈的內(nèi)壁涂覆有多層陶瓷近紅外反射層；其特征在于所述的陶瓷近紅外反射層具有由SiA和O2O3組成的底層；其上具有由Al2O3和CeO2組成的面層；底層中Cr2O3的含量為25-68wt%，面層中( 的含量為32-58wt%。
2.權(quán)利要求1所述的近紅外輻射器，其特征在于所述的底層厚度為100nm-2000nm。
3.權(quán)利要求1所述的近紅外輻射器，其特征在于所述的面層的厚度為100nm-5000nm。
4.權(quán)利要求1所述的近紅外輻射器，其特征在于所述的陶瓷近紅外反射層的底層為 42wt% Si02+58wt% Cr2O3。
5.權(quán)利要求1所述的近紅外輻射器，其特征在于所述的陶瓷近紅外反射層的面層為 45wt% Ce02+55wt% Al2O30
6.權(quán)利要求1所述的近紅外輻射器，其特征在于所述的陶瓷近紅外反射層采用濺射法、蒸鍍法或化學(xué)氣相沉積法來制備。
7.權(quán)利要求1-6任一項所述的近紅外輻射器的用途，用于粉末涂料的干燥或固化。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種近紅外輻射器，包括石英管燈、管燈的燈絲由鎢絲制成，石英管燈的內(nèi)壁涂覆有多層陶瓷近紅外反射層；其特征在于所述的陶瓷近紅外反射層具有由SiO2和Cr2O3組成的底層；其上具有由Al2O3和CeO2組成的面層；底層中Cr2O3的含量為25-68wt％，面層中CeO2的含量為32-58wt％。本發(fā)明的設(shè)備具有加熱時間短、輻射效率高的特點，適合于粉末涂料的固化。
文檔編號H05B3/10GK102256397SQ201110103290
公開日2011年11月23日 申請日期2011年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月25日
發(fā)明者俞春東, 方得志 申請人:張家港市佳龍真空浸漆設(shè)備制造廠