ITVI20130006A1 - Rivestimento multistrato a elevato assorbimento di energia solare e a bassa emissività termica, un relativo composito cermet, un suo uso e procedimenti per la loro produzione - Google Patents

Description

RIVESTIMENTO MULTISTRATO A ELEVATO ASSORBIMENTO DI ENERGIA SOLARE E A BASSA EMISSIVITÀ TERMICA, UN RELATIVO COMPOSITO CERMET, UN SUO USO E PROCEDIMENTI PER LA LORO PRODUZIONE.

DESCRIZIONE

Campo tecnico

L’invenzione riguarda un rivestimento multistrato a elevato assorbimento di energia solare e a bassa emissività termica. Si propone inoltre un composito cermet a elevato assorbimento di energia solare e a bassa emissività termica. Vengono descritti procedimenti per la loro produzione. Il rivestimento e il composito cermet trovano prevalentemente applicazione nel settore degli impianti solari termici per produrre energia solare termica e/o elettrica.

Stato della tecnica

Gli impianti solari termici sono dispositivi che permettono di catturare la luce solare, immagazzinarla e usarla nelle maniere più svariate, in particolare ai fini del riscaldamento dell'acqua corrente in sostituzione delle caldaie alimentate tramite gas naturale oppure per produrre elettricità (elettricità solare termica). L’efficienza della conversione foto-termica in tali sistemi a temperature medie e alte dipende fortemente dalle proprietà ottiche e dalla stabilità termica dei materiali dei componenti usati nell’assorbitore solare.

Gli impianti si distinguono in impianti a basse temperature (fino a 120°C), impianti a medie temperature (fino a ca. 500°C) e impianti ad alte temperature (ca. 1000°C) che trovano applicazione soprattutto nei grossi impianti industriali.

“L’assorbitore solare" à ̈ il dispositivo base su cui si basa questa tecnologia. Gli assorbitori sono attraversati da un fluido termovettore incanalato in un circuito solare che lo porterà a un accumulatore. L'accumulatore ha la funzione di immagazzinare più energia termica possibile al fine di poterla usare successivamente, al momento del bisogno. Ne esistono di vari tipi, i più recenti sono i tubi assorbitori scaldatori solari sottovuoto. Un impianto solare termico à ̈ composto sempre almeno dalle seguenti unità: uno o più assorbitori che cedono il calore del sole al fluido; ne esistono di vari tipi, dalla semplice lastra di rame percorsa da una serpentina e pitturata di vernice nera (facilmente danneggiabile e con elevata emissione nel campo infrarosso), al pannello selettivo trattato con biossido di titanio, all'assorbitore sottovuoto, e un serbatoio di accumulo del fluido. Sono da menzionare anche sistemi a concentrazione solare (CSP -Concentrating Solar Power) che combinano la produzione di calore ed elettricità, per esempio utilizzando un motore Stirling.

Sono noti diversi materiali a elevato assorbimento di energia solare e a bassa emissività termica che presentano a basse temperature e alla pressione d’ambiente capacità selettive di assorbire in modo elevato la luce solare e che presentano una bassa emissività termica, cioà ̈ con un assorbimento di almeno 0,90 nel visibile e un’emissività termica di al massimo 0,10. A temperature elevate (attorno ai 350°C) e in condizioni di vuoto simili a quelle presenti in un tubo sotto vuoto (5-10<-3>Pa), questi materiali, fra cui anche materiali cermet (composito ceramico-metallico). spesso non sono stabili, cioà ̈ mostrano una riduzione del assorbimento solare e/o un incremento dell’emissività termica. Un’emissività termica di 0,06 a 100°C risulta in un’emissività di circa 0,10 a 350°C. Un’emissività bassa di 0,06 a 350°C influenzerà negativamente l’assorbimento solare in quanto gli spettri del sole e del corpo nero a 350°C si sovrappongono leggermente ed à ̈ necessario che il passaggio da riflettanza bassa nel campo delle lunghezze d’onda solari verso riflettanza alta nel campo delle lunghezze d’onda infrarosse sia netto.

Presentazione dell’invenzione

Scopo della presente invenzione à ̈ proporre un rivestimento a elevato assorbimento di energia solare e a bassa emissività termica e mettere a disposizione relativi materiali, in particolare compositi cermet, a elevato assorbimento di energia solare e a bassa emissività termica utilizzabili in tali rivestimenti che a temperature attorno a ca. 350°C e in condizioni di vuoto presentino un assorbimento elevato dell’energia solare e un’emissività termica ridotta. Tali rivestimenti sono quindi in termini di assorbimento spettralmente selettivi. Tali rivestimenti e materiali devono essere idonei per essere usati in impianti solari termici.

Lo scopo prima ricordato e altri che saranno meglio evidenziati in seguito à ̈ raggiunto da un rivestimento multistrato come definito nella prima rivendicazione. Preferibilmente, lo strato di molibdeno del rivestimento secondo l’invenzione à ̈ applicato su un substrato di acciaio inossidabile, per esempio su un tubo concentratore.

Contrariamente ai risultati di calcoli teorici (E. Wàckelgàrd et al. in “New Development of spectrally selective solar-absorbing coating for low and intermediate temperature applications'', World Renewable Energy Congress XI, 25-30 settembre 2010, Abu Dhabi, UAE) per diversi compositi cermet e le loro proprietà ottiche, che favorivano chiaramente rivestimenti con strati di SiO2e ZrO2con tungsteno, sorprendentemente la combinazione TiO2-Nb si à ̈ rivelata come maggiormente adatta a temperature intorno ai 350°C e in condizioni di vuoto per realizzare alti valori di assorbimento della luce solare e valori bassi per l’emissività termica.

Il TiO2à ̈ una matrice cermet con un indice di rifrazione elevato, presenta una buona trasparenza nel visibile, un alto punto di fusione (1843°C) e una buona stabilità chimica e meccanica. Il niobio à ̈ un metallo refrattario riflettente che mostra una resistenza straordinaria al calore e all’usura e ha un punto di fusione di 2477°C.

I diversi strati del rivestimento possono ovviamente contenere delle tracce di altri elementi o composti usuali nel settore, questo dovuto per esempio a impurità nelle materie prime utilizzate.

Lo strato sottile di molibdeno funge da strato riflettore di infrarosso. Lo strato di SiO2invece funge da anti-riflettore della luce visibile.

Vantaggiosamente, gli strati presentano l’ordine come indicato nella prima rivendicazione.

Secondo una variante dell’invenzione, lo strato di TiO2e niobio à ̈ un unico strato. Questo strato presenta una frazione atomica costante di niobio nella matrice di diossido di titanio, cioà ̈ una frazione atomica costante in tutto il volume dello strato. Mentre secondo un’altra variante più vantaggiosa dell’invenzione, lo strato di TiO2e niobio à ̈ un doppio strato composto da due sottostrati essenzialmente costituiti da TiO2e niobio metallico con diverse concentrazioni di niobio nel TiO2, preferibilmente un primo sottostrato base con una frazione atomica alta di niobio e un secondo sottostrato con percentuale atomica bassa del niobio cresciuto sul primo sottostrato. In quest’ultimo caso i risultati ottenibili in termini di assorbimento della luce solare e dell’emissività termica sono migliori. Il doppio strato ha il vantaggio di avere meno riflettenza nella regione UV (0,3 - 0,4 Î1⁄4m). In una variante particolarmente preferita dell’invenzione, detto unico strato à ̈ essenzialmente costituito da TiO2e niobio metallico in cui la concentrazione di niobio nel TiO2corrisponde a 27 - 34 at.%, preferibilmente a 29,6 - 32,0 at.%, più preferibilmente a 30,2 - 31 ,4 at.%, ancora più preferibilmente a ca. 30,8 at.%. Valori ottimali si raggiungono quando la concentrazione di niobio nel TiO2à ̈ ca. il 30,8 at.%; l’assorbimento nel campo visivo à ̈ 0,93 e l’emissività nel campo infrarosso (4 Î1⁄4m ) ε = 0,09.

In una variante esecutiva dell’invenzione, questo unico strato ha uno spessore compreso fra i 33 e i 62 nm, preferibilmente 42,5 - 52,5 nm, più preferibilmente 47,5 nm.

In una variante ancora più preferita dell’invenzione, detto doppio strato à ̈ composto da un primo sottostrato essenzialmente costituito da Ti02e niobio metallico in cui la concentrazione di niobio nel TiO2corrisponde a 27 - 34 at.%, preferibilmente a 29,6 - 32,0 at.%, più preferibilmente a 30,2 - 31 ,4 at.%, ancora più preferibilmente ca. al 30,8 at.% (corrisponde quindi alla composizione descritta per l’unico strato); e da un secondo sottostrato essenzialmente costituito da TiO2e niobio metallico in cui la concentrazione di niobio nel TiO2corrisponde a 12 - 18 at.%, preferibilmente a 14,4 - 15,6 at.%, più preferibilmente a 14,7 - 15,3 at.%, ancora più preferibilmente ca. al 15,0 at.%. Per le concentrazioni più preferite indicate, l’assorbimento nel campo visivo à ̈ 0,93 e l’emissività nel campo infrarosso (4 Î1⁄4m) ε = 0,09.

I valori per l’assorbimento si riferiscono all’intero spettro solare (0,3 Î1⁄4m - 4,045 Î1⁄4m), mentre l’emissività si riferisce al campo 0,3 Î1⁄4m -100 pm in cui i dati misurati sono stati estrapolati da 20 pm a 100 pm. In una variante esecutiva dell’invenzione, il primo sottostrato ha uno spessore compreso fra i 26 e i 50 nm, preferibilmente 34 - 42 nm, più preferibilmente ca. 38 nm, e il secondo sottostrato ha uno spessore da 17 a 38 nm, preferibilmente 24 - 31 nm, più preferibilmente ca. 27 nm. Un altro spessore del secondo sottostrato à ̈ 28,5 nm.

Vantaggiosamente, nelle varianti esecutive descritte lo strato di molibdeno ha uno spessore maggiore di 100 nm. Preferibilmente, lo strato di SiO2ha uno spessore da 50 a 150 nm, preferibilmente 77-93 nm, più preferibilmente ca. 85 nm.

Vantaggiosamente, all’interno dei ranges indicati per la concentrazione del niobio e per gli spessori, si combinano spessori grandi con concentrazioni più basse del niobio e spessori piccoli con concentrazioni più alte di niobio.

Un altro aspetto dell’invenzione riguarda un materiale laminare o tubolare, in particolare componenti di un impianto solare termico, rivestito con un rivestimento secondo l'invenzione. Materiali tubolari sono preferibilmente tubi assorbitori sotto vuoto di scaldatori solari.

Un ulteriore aspetto dell’invenzione riguarda un composito cermet a elevato assorbimento di energia solare e a bassa emissività termica essenzialmente costituito da TiO2e niobio metallico in cui la concentrazione di niobio nel TiO2corrisponde a 27 - 34 at.%, preferibilmente a 29,6 - 32,0 at.%, più preferibilmente a 30,2 - 31 ,4 at.%, ancora più preferibilmente ca. al 30,8 at.%. Il composito preferito ha un assorbimento elevato di 0,93 nel campo visibile e un’emissività ridotta nel campo infrarosso (4 Î1⁄4m) di 0,09. L’invenzione propone inoltre un composito cermet essenzialmente costituito da TiO2e niobio metallico in cui la concentrazione di niobio nel TiO2corrisponde a 12 - 18 at.%, preferibilmente a 14,4 - 15,6 at.%, più preferibilmente a 14,7 - 15,3 at.%, ancora più preferibilmente ca. al 15,0 at.%. Questo secondo tipo di cermet à ̈ particolarmente vantaggioso in combinazione con il primo tipo di composito cermet di cui sopra, e precisamente nell’aspetto dell’invenzione che riguarda il fatto che detto primo tipo di composito cermet à ̈ a forma di strato e coperto di uno strato del secondo tipo di cermet, come indicato nella rivendicazione 9.

Più ci si avvicina ai valori indicati più preferiti per la concentrazione del niobio all’interno del cermet, aumentano i valori misurabili per l’assorbimento e diminuiscono i valori per l’emissività.

Ovviamente, i due tipi di composito cermet possono essere compresi in rivestimenti, in particolare in rivestimenti utili in impianti solari termici. All’interno di questi rivestimenti possono essere combinati con altri strati antiriflesso nel visibile o strati riflettori di infrarosso rispetto a quelli indicati per il rivestimento secondo l’invenzione oppure possono anche essere combinati con altri strati comprendenti materiali assorbitori spettralmente selettivi.

Un ulteriore aspetto dell’invenzione riguarda un procedimento per la produzione di un composito cermet secondo l’invenzione in cui il niobio viene incorporato nel TiO2tramite una tecnica co-sputtering a deposizione da vapore. Altre tecniche applicabili per la produzione del cermet sono per esempio la deposizione chimica da vapore attivata da plasma o tecniche sol-gel.

Un altro aspetto dell’invenzione riguarda un procedimento per la produzione di un rivestimento secondo l’invenzione su un substrato che comprende le seguenti fasi:

a) preparazione di un substrato, preferibilmente di acciaio inossidabile;

b) deposito di uno strato di molibdeno su detto substrato;

c) deposito di uno strato di un composito essenzialmente costituito da Ti02e niobio metallico sullo strato di molibdeno;

d) deposito di uno strato di SiO2sullo strato del composito di TiO2e niobio.

Il molibdeno può per esempio essere depositato tramite DC-sputtering (polverizzazione catodica a tensione continua) del bersaglio di molibdeno. Preferibilmente, lo strato di molibdeno à ̈ depositato in argon a una pressione di 1-1 ,5 mTorr. Pressioni più basse sono preferite, ma limitate dai parametri di processo. Vantaggiosamente, sul substrato di molibdeno nello stato solido il composito TiO2/Nb viene depositato con spessore e frazione atomica di metallo controllati. Gli strati o film cermet possono essere preparati incorporando niobio in una matrice TiO2utilizzando una tecnica cosputtering a deposizione fisica da vapore. I film di TiO2preferibilmente vengono depositati tramite RF-plasma-sputtering (RF = radiofrequenza) di un bersaglio di ossido di titanio, mentre niobio viene vantaggiosamente depositato tramite RF-magnetron- sputtering di un bersaglio di niobio. Il cermet può anche essere depositato tramite sputtering di un bersaglio composto di TiO2e niobio. Invece di lavorare nel campo delle radiofrequenze à ̈ anche ipotizzabile lavorare con frequenze nel campo kHz . Vantaggiosamente, i film sono preparati utilizzando argon (30 centimetri cubi standard/minuto) a 0,01 Torr. Vantaggiosamente, i campioni vengono depositati a potenziale flottante e non vengono esternamente riscaldati. Il biossido di silicio viene preferibilmente depositato per mezzo di uno sputtering reattivo di silicio oppure tramite RF-sputtering di un bersaglio SiO2. Nel caso di RF-sputtering, parametri preferiti sono l’uso di argon con una pressione di circa 3 mTorr. Nel caso di sputtering reattivo di silicio, vantaggiosamente, si usa una miscela di argon/ossigeno (circa il 3% di ossigeno) a una pressione di 5 - 10 mTorr. Entrambi i metodi risultano in film di qualità uguale.

Le concentrazioni di niobio e gli spessori illustrati sopra per il rivestimento e il composito cermet sono applicabili mutatis mutandis ai procedimenti secondo l’invenzione.

Un ultimo aspetto dell’invenzione concerne l’uso del composito cermet secondo l’invenzione in applicazioni di trasformazione della luce solare in energia termica e/o elettrica.

Varianti esecutive dell’invenzione sono oggetto delle rivendicazioni dipendenti. La descrizione di preferiti esempi di esecuzione del rivestimento, del composito cermet, dei procedimenti di produzione, dell’uso secondo l’invenzione viene data a titolo esemplificativo e non limitativo con riferimento alle allegate tavole di disegni.

Breve descrizione dei disegni

La fig. 1 mostra lo schema generale di un rivestimento secondo l’invenzione;

la fig. 2 mostra un primo esempio esecutivo di un rivestimento secondo l’invenzione con un unico strato di TiO2-Nb;

la fig. 3 mostra un secondo esempio esecutivo di un rivestimento secondo l’invenzione con un doppio strato di TiO2-Nb;

la fig. 4 mostra gli spettri di spettroscopia Auger di niobio metallico e di niobio ossidato;

la fig. 5 mostra lo spettro di spettroscopia Auger di un composito TiO2/Nb secondo l’invenzione;

la fig. 6 mostra insieme allo spettro solare e all’emissione di un corpo nero normalizzata a 1 a 350°C le proprietà ottiche (spettro di riflettanza nella luce visibile e nella regione infrarossa) di un esempio esecutivo del rivestimento secondo la fig. 2 a 350°C;

la fig. 7 mostra insieme allo spettro solare e all’emissione di un corpo nero normalizzata a 1 a 350°C le proprietà ottiche (spettro di riflettanza nella luce visibile e nella regione infrarossa) di un esempio esecutivo del rivestimento secondo la fig. 3 a 350°C.

Descrizione degli esempi di esecuzione

Nella fig. 1 à ̈ illustrato lo schema generale di un rivestimento 2 secondo l’invenzione applicato su un substrato 4 di acciaio inossidabile. Il rivestimento comprende tre strati, e precisamente un primo strato 6 di molibdeno, un secondo strato 8 di un composito cermet di una matrice ceramica di TiO2che comprende niobio metallico e un terzo strato 10 di SiO2.

Nella fig. 2 si vede un primo esempio esecutivo 2a del rivestimento secondo la figura 1. Il rivestimento 2a à ̈ applicato su un substrato di acciaio inossidabile 4. Si ripetono gli strati di molibdeno 6 e di ossido di silicio 10. Lo strato 8a corrisponde a un composito di TiO2e niobio metallico in cui la concentrazione del niobio corrisponde a ca. il 30,8 at. %.

Nella fig. 3 si osserva un secondo esempio esecutivo 2b di un rivestimento secondo la figura 1. Il rivestimento 2b à ̈ applicato su un substrato di acciaio inossidabile 4. Si ripetono gli strati di molibdeno 6 e di ossido di silicio 10. Lo strato intermedio corrisponde a due film distinti, e precisamente a un primo film 8a' con un composito di TiO2e niobio metallico in cui la concentrazione del niobio corrisponde a ca. il 30,8 at. % e a un secondo film 8b con un composito di TiO2e niobio metallico in cui la concentrazione di niobio corrisponde a ca. il 15 at.%. I materiali degli strati 8a e 8a' sono uguali, ma i loro spessori sono differenti. Valori esemplari per le concentrazioni del niobio all’interno del composito e per gli spessori dei diversi strati si trovano nella descrizione dell’invenzione.

I rivestimenti possono essere prodotti con procedimenti e metodi standard noti all’esperto del ramo descritti sopra e vengono quindi non esposti più dettagliatamente.

Il niobio contenuto nei compositi/rivestimenti secondo l’invenzione si trova nello stato metallico. Per verificare lo stato metallico del niobio nella matrice di Ti02à ̈ stato eseguito un’analisi di spettroscopia Auger (AES, Auger Electron Spectroscopy) utilizzando uno strumento PHI 4200.

La fig. 4 mostra gli spettri differenziali AES di due riferimenti, in particolare di niobio metallico (film di metallo puro, 99,99 %, Goodfellow) e di niobio ossidato. Gli spettri sono stati acquisiti dopo un’erosione degli strati superficiali dei campioni per eliminare contaminanti e l’ossido nativo formatosi in contatto con l’ambiente. Le transizioni Auger mostrano differenze significanti per i due tipi di niobio: lo spettro differenziale per il niobio metallico à ̈ caratterizzato da un unico minimo a 169 eV nell’intervallo d’energia 155-180 eV; mentre per il niobio ossidato, la forma dello spettro differenziale à ̈ diversa, appaiono due minima, per quanto riguarda l’escursione maggiore, la posizione energetica à ̈ spostata verso le basse energie cinetiche, come dovrebbe essere per un ossido. L’analisi di transizioni differenti di niobio può essere utilizzata per identificare lo stato chimico del niobio nel composito TiO2/Nb.

La fig. 5 mostra lo spettro differenziale AES di un composito TiO2/Nb secondo l’invenzione in cui la forma della linea per niobio à ̈ simile a quella del metallo Nb e mostra la caratteristica principale a 169 eV. Niobio à ̈ quindi presente solo nella forma metallica.

La fig. 6 mostra insieme allo spettro solare e all’emissione di un corpo nero normalizzata a 1 a 350°C lo spettro di riflettanza nella luce visibile e nella regione infrarossa dell’esempio esecutivo del rivestimento secondo la fig. 2, cioà ̈ per una versione con TiO2/Nb in un unico strato (30,8 at.% di niobio).

La fig. 7 mostra insieme allo spettro solare e all’emissione di un corpo nero a 350°C lo spettro di riflettanza nella luce visibile e nella regione infrarossa dell’esempio esecutivo del rivestimento secondo la fig. 3, cioà ̈ per una versione con TiO2/Nb in un doppio strato (rispettivamente 30,8 at.% e 15,0 at.% di niobio).

In entrambi i casi, si notano l’elevato assorbimento nello spettro solare e una bassa emissività termica. La versione a doppio strato ha coefficienti di assorbimenti leggermente maggiori rispetto alla versione a un unico strato.

Lo strumento usato per misurazioni nel campo spettrale solare era un spettrofotometro a doppio raggio UV/VIS/NIR (Perkin Elmer Lambda 900). E’ un tipo dispersivo che usa una fonte di luce bianca e pochi monocromatori a reticolo per creare luce con una specifica lunghezza d’onda. Un rilevatore raccoglie la parte riflessa o trasmessa della luce secondo la sua impostazione e la trasferisce a un computer per ulteriori elaborazioni. Come riferimento si à ̈ utilizzato un campione Spectralon.

Lo strumento usato per effettuare le misurazioni di riflettenza nel campo infrarosso era un spettrofotometro FT-IR (Fourier Transform Infrared) TENSOR 27 da Bruker. E’ dotato di una sfera integrante rivestita di oro. La lunghezza d’onda di misura va da 2,5 a 22 Î1⁄4m (450 cm<-1>). Secondo lo standard EN 673, l’emissività termica dovrebbe essere calcolata coprendo almeno fino a 50 Î1⁄4m. La riflettanza à ̈ perciò estrapolata a 100 pm.

Tutti i compositi/rivestimenti secondo l’invenzione sono stabili a 350°C e nel vuoto (5·10<-3>Pa) in termini di stabilità meccanica, chimica e del mantenimento delle proprietà ottiche (assorbimento/emissività termica).

Di seguito si descrive il procedere applicato per testare la resistenza termica dei campioni sotto vuoto. I campioni avevano dimensioni di 40x40 mm. La fonte termica à ̈ un forno a tubo (ENTECH , Svezia) con una camera a tubo situata all’interno. La temperatura massima, che à ̈ al centro del forno, à ̈ 1100°C. Questo significa che la temperatura non à ̈ omogenea attraverso il forno. Per ridurre questo effetto, i campioni da trattare termicamente sono sempre tenuti in una posizione fissa all’interno del forno. Una piccola scatola metallica (100x50x25 mm) à ̈ stata usata per contenere i campioni. La scatola à ̈ stata posta vicino al centro del forno tramite un fissaggio meccanico. Grazie alla sua massa termica, la scatola compensa la temperatura dentro la scatola. Una termocoppia montata su una superficie interna del coperchio della scatola à ̈ stata usata per monitorare la temperatura e questa temperatura à ̈ considerata come temperatura del campione.

La camera à ̈ stata connessa a un sistema di vuoto dotato di una pompa di diffusione Edward HT 10 con una capacità di 3000 l/s (azoto). Una valvola di dosaggio di gas (EVD 010H, Pfeiffer) à ̈ stata installata fra la camera e la pompa per controllare la velocità di pompaggio cosicché la pressione nella camera potesse essere aggiustata al valore vicino al valore reale in un impianto sotto vuoto. Un manometro compatto di campo pieno (Balzers PKR 250) à ̈ stato installato sull’estremità della camera per monitorare la pressione. La temperatura scelta era 350°C, la pressione 5-10<-3>Pa con un’esposizione di 240 ore.

L’invenzione ha raggiunto lo scopo di proporre un rivestimento e un relativo composito cermet che a temperature di ca. 350°C e in condizioni di vuoto (ca. 5-10<-3>Pa) sia caratterizzato da un elevato assorbimento di energia solare e da una bassa emissività termica che sono anche stabili nel tempo. Tali rivestimenti/compositi cermet sono quindi in termini di assorbimento spettralmente selettivi. Tali rivestimenti e materiali sono idonei per essere usati in impianti solari termici.

In fase esecutiva, al rivestimento e ai materiali con esso rivestiti, al composito cermet, al suo uso e ai procedimenti per produrre il rivestimento e il composito cermet oggetto dell’invenzione potranno essere apportate ulteriori modifiche o varianti esecutive non descritte. Qualora tali modifiche o tali varianti dovessero rientrare nell’ambito delle rivendicazioni che seguono, si dovranno ritenere tutte protette dal presente brevetto.

Claims (12)

1. RIVENDICAZIONI 1) Rivestimento multistrato a elevato assorbimento di energia solare e a bassa emissività termica comprendente:; (a) un primo strato di molibdeno; (b) un secondo strato essenzialmente costituito da TiO2e niobio metallico; e (c) un terzo strato di SiO2.
2. 2) Rivestimento multistrato secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che detto secondo strato à ̈ un unico strato o un doppio strato composto da due sottostrati essenzialmente costituiti da TiO2e niobio metallico con diverse concentrazioni di niobio nel TiO2.
3. 3) Rivestimento multistrato secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detto unico strato à ̈ essenzialmente costituito da TiO2e niobio metallico in cui la concentrazione di niobio nel TiO2corrisponde a 27 - 34 at.%, preferibilmente a 29,6 - 32,0 at.%, più preferibilmente a 30,2 - 31 ,4 at.%, ancora più preferibilmente a ca. 30,8 at.%.
4. 4) Rivestimento multistrato secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detto doppio strato à ̈ composto da un primo sottostrato essenzialmente costituito da TiO2e niobio metallico in cui la concentrazione di niobio nel TiO2corrisponde a 27 - 34 at.%, preferibilmente a 29,6 - 32,0 at.%, più preferibilmente a 30,2 - 31 ,4 at.%, ancora più preferibilmente a ca. 30,8 at.%; e da un secondo sottostrato essenzialmente costituito da TiO2e niobio metallico in cui la concentrazione di niobio nel TiO2corrisponde a 12 - 18 at.%, preferibilmente a 14,4 - 15,6 at.%, più preferibilmente a 14,7 - 15,3 at.%, ancora più preferibilmente ca. al 15,0 at.%.
5. 5) Rivestimento secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che detto unico strato ha uno spessore compreso fra i 33 e i 62 nm, preferibilmente 42,5 - 52,5 nm, più preferibilmente ca. 47,5 nm, che lo strato di molibdeno ha uno spessore maggiore di 100 nm e che lo strato di SiO2ha uno spessore da 50 a 150 nm, preferibilmente 77-93 nm, più preferibilmente ca. 85 nm.
6. 6) Rivestimento secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che detto primo sottostrato ha uno spessore compreso fra i 26 e i 50 nm, preferibilmente 34 - 42 nm, più preferibilmente 38 nm, che detto secondo sottostrato ha uno spessore da 17 a 38 nm, preferibilmente di 24 - 31 nm, più preferibilmente 27 nm, che lo strato di molibdeno ha uno spessore maggiore di 100 nm e che lo strato di SiO2ha uno spessore da 50 a 150 nm, preferibilmente 77-93 nm, più preferibilmente ca. 85 nm.
7. 7) Materiale laminare o tubolare, in particolare componenti di un impianto solare termico, rivestito con un rivestimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 6.
8. 8) Composito cermet a elevato assorbimento di energia solare e a bassa emissività termica essenzialmente costituito da TiO2e niobio metallico in cui la concentrazione di niobio nel TiO2corrisponde a 27 - 34 at.%, preferibilmente a 29,6 - 32,0 at.%, più preferibilmente a 30,2 - 31 ,4 at.%, ancora più preferibilmente a ca. 30,8 at.%.
9. 9) Composito cermet secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che detto composito cermet à ̈ a forma di strato che à ̈ coperto di uno strato di un composito cermet essenzialmente costituito da TiO2e niobio metallico in cui la concentrazione di niobio nel TiO2corrisponde a 12 - 18 at.%, preferibilmente a 14,4 - 15,6 at.%, più preferibilmente a 14,7 - 15,3 at.%, ancora più preferibilmente ca. al 15,0 at.%.
10. 10) Procedimento per la produzione di un composito cermet secondo la rivendicazione 8 o 9 in cui il niobio viene incorporato nel TiO2tramite una tecnica co-sputtering a deposizione da vapore.
11. 11) Procedimento per la produzione di un rivestimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 6 su un substrato comprendente le seguenti fasi: (a) preparazione di un substrato, preferibilmente di acciaio inossidabile; (b) deposito di uno strato di molibdeno su detto substrato; (c) deposito di uno strato di un composito essenzialmente costituito da TiO2e niobio metallico su detto strato di molibdeno; (d) deposito di uno strato di SiO2su detto strato di detto composito di TiO2e niobio.
12. 12) Uso di detto composito cermet secondo una delle rivendicazioni 8 o 9 in applicazioni di trasformazione della luce solare in energia termica e/o elettrica.