Способ изготовления преобразователя лучистой энергии в тепловую

Способ изготовления преобразователя лучистой энергии в тепловую

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ „„у4

ИЗОЬ ЕтЕНИЯ ""

Союз Советских

Социалистических

Республик

К ПАТЕНТУ (61) Дополнительный к патенту (22) Заявлено 31.08,78 (21) 2180566/

2656497/24-06 (23) Приоритет 07.10.75 (32) 18.10.74 (51) М. Кл.

F 24 J 3/02

Гааударстеенный комитет

СССР ао делам изоаретений и открытий (31) 515780 (331 США

Опубликовано 15.06.80 Бтоллетень № 22 (53) уЛК 662.997 (088.8) Лата опубликования описания 15 06 80 (72) Авторы изобретения

Иностранцы

Джером Джон Куомо, Джерри Макперсон Byäàë i и Джеймс Фрэнсиз Зиглер (США)

Иностранная фирма

"Интернэшнл Бизнес Машинз Корпорейшн" (США) (71) Заявитель (54) CPOCOB ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ

ЛУЧИСТОЙ ЭНЕРГИИ В ТЕПЛОВУЮ

Изобретение относится к преобразованию лучистой энергии в тепловую и может быть использовано при изготовлении преобразователей.

Известен способ изготовления преобразователя лучистой энергии в тепловую путем образования выступов на приемной пластине (1).

Преобразователи, изготовленные известным способом, обладают высокой поглощательпой способностью в области длины волны сЬлнечного света (видимого спектра) и малую излучательную способность в области рабочих температур (вблизи инфракрасного излучения черного тела для рабочей температуры 550 С, которая. является типичной для перегретого пара, являюшегося рабочей средой, используемой в преобразователе, работающем совместно с турбинным генератором) .

Однако этим преобразователям свойственна проблема стабильности именно при 550 С и они требуют допусков по толщине в субмикронной области излучения, которые трудно сохранить, поэтому их осушествление обуславливает или очень высокие затраты или снижение КПД.

Цель изобретения — повышение КПД преобразователя.

Цель достигается тем, что пластину, состояшую из сапфира, нержавеющей стали или вольфрама, нагревают в камере до 450-550, а образование выступов осушествляют путем подачи при атмосферном давлении водорода Нз и шестифтористого вольфрама WF< со скоростями, соответственно равными 10-25 л/мин и

100 см /мин. Кроме того, пластину с выступами охлаждают и протравливают раствором перекиси водорода Н202 и гидроокиси аммония NH>OH.

На фиг. 1 показано устройство для изготовления преобразователя предлагаемым способом; на фиг. 2 — преобразователь, изготовленный предлагаемым способом.

Устройство для изготовления преобразователя лучистой энергии в тепловую содержит камеру 1, в которой расположены пластины 2, состоящие из сапфира, нержавеющей стали или вольфрама, установленные на держателе 3 из графита или углерода. Температура 450-550 С обеспечивается спиралью 4 В качестве пластин

3 74181 может быть использован сапфир, нержавеющая сталь или полированный вольфрам. При использовании нержавеющей стали, ее прежде погружают в соляную кислоту для того, чтобы удалить хром.

Выступы 5 и 6, образованные в камере 1, в

5 совокупности представляют дендритную структуру.

Преобразователь лучистой энергии в тепловую изготавливают следующим образом.

Пластину 2 нагревают в камере 1 с помощью спирали 4 до 450-550 С, после чего в камеру 1 подают водород и шестифтористый вольфрам при атмосферном давлении со скоростями, соответственно равными 10-25 л/мин и з

100 см /мин. Шестифтористый вольфрам и водород реагируют внутри камеры согласно реакции

WFq + ЗН -+ 6HF + W

При этом вольфрам осаждается на пластине 2

> 20 в то время как неиспользованный водород, шестифтористый вольфрам, а также продукт реакции — плавиковую кислоту HF удаляют из камеры.

Структура осажденной вольфрамовой

25 пленки имеет кристаллический характер в виде выступов, ориентация которых является двойственной и проявлятся в виде двух симметрий, а именно, одни выступы имеют шестикратную симметрию, другие — трехкратную. 30

Первые вольфрамовые выступы 5 растут в первые 10-15 мин, имеют высоту примерно

5 мк, а среднее расстояние между ними равно

5 мк. В дальнейшем образуются более высокие выступы 6, которые достигают высоты

20-40 мк, а их среднее расстояние друг от друга равно 40-60 мк.

Образованная из выступов 5 и -6 дендритная структура является хорошим средством для поглощения лучистой энергии. Если рассматри40 вать дендритную структуру под углом 15-30 к вертикали, то она совершенно черная, под углом о больше 30 серая, а с увеличением угла де:щритная структура становится серебряной, что означает, что ее оптическая способность сильно

45 уменьшена.

Для различных частот преобразуемого излучения, которое должно поглощаться вольфрамовыми выступами, необходимо изменять соот1 4 ношение между высотой и толщиной выступов

5 и 6. Это может быть достигнуто путем травления всего преобразователя в растворе перекиси водорода и гидроокиси аммония. При травлении толщина выступов уменьшается значительно по сравнению с их высотой, при этом увеличивается КПД преобразователя для соответствующей частоты преобразуемого излучения.

Выступы 5 и 6 могут снабжаться покрытием, которое имеет незначительную излучательную способность. Покрытие вольфрамовых выступов, например, золотом уменьшает излучательную способность преобразователя от 0,08 до 0,02.

Кроме того, покрытие может служить для того, чтобы пассивировать вольфрам и задержать коррозию и окисление.

Оптическая поглощающая поверхность преобразователя, состоящего из густо расположенных выступов в виде волокон или игл, может поглощать излучение с высоким КПД, поскольку фотоны, падающие на изготовленный предлагаемым способом преобразователь, претерпевают многократные отражения подобно тому, как в пространстве, в котором отсутствует эхо, звук поглощается благодаря многократным отражениям.

Формула изобретения.

1. Способ изготовления преобразователя лучистой энергии в тепловую путем образования выступов на приемной пластине, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения

КНД преобразователя, пластину, состоящую иэ сапфира, нержавеющей стали или вольфрама, нагревают в камере до 450-550 С, а образование выступов осуществляют путем подачи при атмосферном давлении водорода и шестифтористого вольфрама со скоростями, соответственно равными 10-25 л/мин и 100 см /мин.

2. Способ по и. 1, отличающийся тем, что пластину с выступами охлаждают и протравливают раствором перекиси водорода и гидроокиси аммония.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР N 305274, кл. F 28 Е 13/08, 1969.

7418I1

Составитель А. Смирнова

Техред А. Куликовская Корректор Е. Папп

Редактор Е. Яковчик

Заказ 3262/57

Филиал ППП * Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Тираж 857 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5