海达克的黑铬情缘

本刊记者 ■ 鹏飞

中国现为世界太阳能热水器第一生产大国，目前全玻璃真空管太阳能热水器仍然占据中国太阳能热水器市场的大部江山，但中国太阳能热水器真正实现产业化却是从平板太阳能热水器开始的。在90年代末，由于全玻璃真空管太阳能热水器符合中国国情，契合中国消费者需求，得以在中国大规模推广，从此一度占据市场主流的平板太阳能集热器、热水器开始走下坡路，市场份额逐年下降，其技术进步也出现停滞不前的局面。自2000年以后，平板集热器为核心部件的太阳能系统逐渐淡出了人们的视线。

平板太阳能集热器市场复苏

随着我国国民经济高速发展，人民生活水平不断提高，追求更美观、更安全、更舒适的生活方式成为人们的一种选择。平板太阳能热水器以其寿命长、安全、承压性能好、易于与建筑相结合等优势，一直是国外特别是发达国家太阳能热水器市场的主角，这种消费理念也潜移默化地影响着国内消费者。自2008年以来，中国平板太阳能热水器市场开始出现复苏，拐点已经出现，当前其年增长率超过100%，已经超过了全玻璃真空管太阳能热水器。未来与建筑相结合的太阳能热水系统和大型太阳能热水工程系统中，平板太阳能集热器将会占据越来越大的市场份额，我国平板太阳能集热器发展的第二个春天正在来临。

平板太阳能集热器的核心是什么？

如果说电脑的心脏是CPU，那么同所有太阳能集热器一样，平板太阳能集热器的核心也是太阳能选择性吸收涂层。当前我国平板太阳能集热器所用选择性吸收涂层主要有涂料型涂层、铝阳极化涂层、黑铬涂层、磁控溅射涂层(即通常所说“蓝膜”)；前三者为国内生产，“蓝膜”多为进口，近来开始有国内厂家涉足生产。决定选择性吸收涂层性能优劣的关键指标主要有：光学性能指标(太阳光吸收比和红外热发射比)和耐老化性能指标(耐热、耐湿的稳定性)。

以上涂层其实为不同档次和不同市场定位的涂层，就像汽车市场存在面对不同消费者有不同档次的汽车一样，都有其客观存在的合理性。

黑铬之前生今世

涂料型涂层、铝阳极化涂层、黑铬涂层已经有30多年市场应用的历史，“蓝膜”则大约为近10年才出现的新型涂层。

其实黑铬涂层同铝阳极化涂层一样，都有选择性与非选择性之分，即并非所有的黑铬、阳极化涂层都有选择性，它们最早都是作为装饰或功能性镀层在航空、仪器仪表、照相机等光学系统与民用建材领域应用。而用于太阳能热水器工业则改变了其基本属性，它们因具有吸收太阳光转化为热的功能，因而也被称之为功能性吸热涂层。

选择性吸收黑铬涂层是由一定百分比的金属铬和氧化铬组成的金属陶瓷型涂层。它由极其细小的粒子组成，粒子的直径范围介于65～90nm；这些金属粒子存在于有细密纹理的电介质矩阵中，在大小上它们小于太阳光的波长，因而对太阳光谱具有选择吸收性。一般黑铬电镀在镍打底的铜或铝基材上。

虽然黑铬选择性吸收涂层在国外早有应用，但真正在国内开始批量应用是近五六年的事。由于黑铬是作为后来者加入了我国太阳能选择性吸收涂层的市场竞争，并且它也兼有优异性能与化学法生产的自然属性，不同于几乎不产生污染的“蓝膜”物理法生产工艺，由此一些人对黑铬也产生了不同看法。

在此背景下，从事大规模宽幅面连续化生产太阳能选择吸收性黑铬涂层的深圳市海达克新能源材料有限公司(以下简称海达克)也进入太阳能热水器厂家的视线。因为其年产量可达200万m2，据笔者所知目前国内外绝无仅有。为此，带着浓厚兴趣，也带着疑问，笔者亲自走访了海达克公司，一探黑铬生产之究竟。

陈金岩的故事

笔者见到了海达克公司总经理陈金岩，他是一个低调朴实、技术出身的企业家。陈金岩80年代中毕业于湖南湘潭大学材料系，早期从事过大学教学和国企技术方面的管理工作。1996年来到深圳，参与了当时世界最大的连续性泡沫镀镍(一种镍氢电池的骨架材料)生产线的研发设计与建设工作，这条原属于三一集团的生产线打破了当时国外的垄断，并且目前仍占据市场龙头地位。后来，陈金岩看到了另外一个市场机会——钢带一面镀镍另一面镀铜，用于纽扣电池的电极材料，但当时日本产品垄断着国内市场，价格昂贵。于是陈金岩另立门户，开始了专业从事连续性电镀生产的生涯，在自主研发，克服重重困难之后，他的钢带镀镍镀铜产品以优异的质量和低廉的价格打破日本产品垄断，最终赢得了客户信赖，“收复”了中国市场。如今仅海达克生产的这种产品就占据了国内80%的市场份额。说起这段经历，陈金岩显得颇为自豪。

水库管理范围较大，确权划界的封闭隔离长度过长，征地难度较大，而水库工程区主要位于水库主要建筑物周边，是保证水库安全运行的关键所在，同时涉及范围较小，需封闭长度较短，容易顺利实现封闭。因此，率先对水库工程区进行确权划界，再循序渐进式实现水库的确权划界，不失为水库确权划界的一种新思路。

海达克黑铬是如何炼成的？

陈金岩说，海达克结缘黑铬是四五年前的事。当时国内某太阳能企业开始小批量生产紫铜带镀黑铬涂层，得到一些太阳能热水器厂家的认可，但因为质量稳定性不好和供货不及时等问题的困扰，一家公司老板与陈金岩商议，可否为其独家专供黑铬涂层？于是陈金岩就本着试一试的态度，开始设计连续化黑铬生产线。经过几年探索改进，先后有三条窄幅连续性黑铬生产线投产，但随着越来越多的市场需求，这三条生产线产能已明显不足，并且以“蓝膜”为代表的平板型整板式太阳能集热器已经开始在国内外市场出现。于是陈金岩就作出了对黑铬生产进行扩产升级的决定——研制宽幅铝带镀黑铬的连续性生产线。

这条生产线耗费了陈金岩近两年的精力。大幅面连续性电镀，首先必须考虑工艺的稳定性，以确保镀层的均匀性，进而才能保证其性能的稳定性。为此，他在此前三年多窄幅连续化电镀黑铬生产积累的经验基础上，进一步优化生产工艺，重点推出了基于两种添加剂的黑铬工艺路线。这种由两种添加剂合理配比的溶液从根本上保证了黑铬涂层的均匀性，并且在一定温度和一定的电流密度下把传统镀铬很低的电流效率大大提升，而这正是提高运行速度，提高生产效率的关键。其中一种添加剂是海达克公司自己研发，另一种添加剂是海达克出资与日本某化学公司合作研发，这样做的目的，首先是利用国外先进技术与产品的同时也保护了自己的技术机密；其次，大面积、厚度很薄的金属带材，如何把数万安培的电流施加上去是另一个难点，经过无数次失败，不断试验新方案，这个难题终于被攻克；再者，为了保证生产稳定性，提高生产线的自动化程度是必须的，陈金岩多年从事连续化电镀的经验使得整个生产线可以轻易实现不停机上下料，而应用离子浓度传感器和安培小时计则实现了溶液自动化加料，以保证溶液浓度相对稳定；在控制终端，实现了对溶液浓度、电流、电压、运行速度、温度、张力等工艺参数的全程监控，并可以通过硬盘下载监控数据，以备检查并排除生产故障。在陈总带领下，笔者参观正在运行的生产线时看到，整个生产线只需四位工人值守操作。

这条投资近500万元、年产达200万m2的生产线具有一定生产弹性。一方面运行速度可在4～7米/分匀速可调；另一方面，它最大可生产1米宽、数万米长的黑铬涂层，其基材可以是铝带、铜带、钢带，也可以是一面为铜、一面为铝的复合金属带(这种新型复合金属材料已经由洛阳一家公司斥巨资独家开发出来)；最后，可以根据用户需求，通过专用分切设备，把镀好黑铬涂层的条带裁切成任意宽度、任意长度的窄条带。

性能价格比怎么样？

究竟产品性能如何、成本如何是笔者最关心的。陈金岩向笔者展示了2011年11月8日由国家太阳能热水器质量监督检验中心(北京)出具的“国太质检(委)字(2011)第TC054号”检验报告，报告显示：“铝带镀黑铬吸热体涂层无剥落、反光和发白现象。吸热体涂层红外发射比0.102(80℃)，吸收比为0.95。”他告诉笔者，测试样品是生产线调试时截取的样品，经过改进后，经过客户厂家测试，发射比达到0.06(80℃)。黑铬涂层本身经过30多年的实际应用，已经证明其优越的耐候性，但陈总还是现场给笔者演示了盐雾试验。一片铝带黑铬涂层的样品，一片铝带镀“蓝膜”的某进口品牌样品，在标准条件下经过两个多小时的试验对比，分明可以看到：黑铬表面完好无腐蚀，而“蓝膜”表面却已经腐蚀得白点斑斑。

在国内，现在平板太阳能集热器的集热太阳条，除了部分厂家还采用超声波焊接，大部分厂家都采用了第三代激光焊接技术。铜带镀黑铬和铜带镀“蓝膜”再焊接铜管，都不会产生电化学腐蚀；铝带镀黑铬与铝带镀“蓝膜”焊接铜管后，其耐腐蚀性能究竟怎么样？陈金岩告诉笔者，对比盐雾试验表明，铝带黑铬的耐腐蚀寿命是某品牌“蓝膜”的近5倍，其原因就在于，铝带不仅正面打底镀了镍，背面也镀了镍，因而提高了耐腐蚀寿命。

黑铬性能自然不错，那么价格如何？陈总说，因为镀镍打底的缘故，铝带镀黑铬价格自然要比铝阳极化涂层贵一些；但通过规模、投资、耗材、能耗及人工成本测算，海达克铝带黑铬涂层售价仅为75元/m2，比铝带“蓝膜”的价格便宜近一半。

优异的性能价格比，不仅吸引了国内客户，目前已经签订了数万平方米的供货合同，海外客户也纷至沓来。

德国博世公司是世界著名跨国公司，在葡萄牙有其太阳能热力应用分公司，该公司总经理曾亲自来海达克考察。一般情况下，博世对生产商的ISO质量认证等一系列管理体系非常重视，而海达克当时的确尚未建立这样的体系，但客人对黑铬生产工艺与环保控制进行了实际综合评估，并对样品进行了独立测试之后，总经理破例特批海达克为博世的合格供应商。据博世反映，他们自己在国外早期采用的“蓝膜”涂层太阳能集热器，因为耐老化性能不佳，导致性能衰减，现在要用黑铬涂层替换。

在笔者来之前，陈金岩刚刚送走了一批美国客人，客人对在国外经销他们的黑铬涂层非常感兴趣，但也要先进行独立测试，才能决定订货。

除了黑铬在平板集热器上应用，海达克也应美国客户要求尝试进行不锈钢管镀黑铬，经试验黑铬在真空集热管中耐高温性能不错，客户已经订购2000只ø 30、长4.8m的镀黑铬不锈钢管用于太阳能槽式热发电。

黑铬是否污染环境？

太阳能热水器作为环境友好型产品，自然要求其全生产流程及全生命周期内不会对环境造成危害。黑铬本身具有超稳定性，也没有毒，使用过程不会对环境造成任何危害，但在生产中各个生产厂家的情况就大不一样了。电镀黑铬目前仍采用Cr6+体系，而Cr6+的确有毒，流失到环境中会造成环境污染，也确有一些电镀厂生产控制不当，废水直接排放，造成Cr6+环境污染。

海达克的生产控制与环境保护怎么样是笔者另一个关切点。笔者看到整个45m长的生产线全密封，并有废气收集管道和收集塔，经过处理后再导入污水处理站；每道化学工艺之后，条带表面通过挤压或刮液后再进行三级逆流漂洗，前两级清洗水回收再用，第三级作为废水排放到工厂污水处理站。

工厂污水处理站并非一个摆设。陈总告诉笔者，这个投资数百万元的污水处理站，首先把废水中的微量Cr6+还原成Cr3+，再通过沉淀收集Cr3+，确保环保控制的包括Cr6+等在内的有害离子和COD达到环保指标才可排放。而这样的控制是通过专用的远程监控系统实现的—— 一套由公司和深圳市宝安区环保局共同投资几十万元的远程监控系统，在工厂废水排放出口设置传感器和摄像头，如果某一指标超标，即马上报警，有关数据及监控录像皆可在环保局监控屏幕上看到。工厂随被强行关闭废水排放阀门，停工停产，检查整顿，直到废水排放符合环保要求才可复工。而整个坐落宝安区的整个电镀工业园区对数百家电镀厂的控制都是如此进行的。污水治理当然需要成本，但比起超标被罚要划算，况且保护环境是每个人的义务和职责，我们都不应该见利忘义，陈金岩如是说。

就像电镀黄金要用氰化物一样，不能因为工艺过程有剧毒，就认定黄金有污染。同样，在太阳能光伏产业界也存在这样的谬论——因为有一些小多晶硅厂商生产控制不当造成环境污染，光伏行业就被一些不明就里的人甚至院士戴上“高能耗、高污染”的帽子；事实上国外大多晶硅生产企业并不存在这样的问题，中国一些技术先进的多晶硅企业也不存在这样的问题。因此电镀黑铬涂层是否会污染环境并不在工艺本身，而在于生产控制；至于能耗，一般情况下每平方米太阳能热水器的节能效益为417 kWh电，生产黑铬的能耗对比显得微乎其微，并且还会通过其长寿命使用过程产生更多热能而抵消生产能耗。

后记

在我国平板太阳能集热器产业中兴的今天，海达克的黑铬涂层经过权威测试与实验，确认了其优越的光学性能和耐老化性能，并且更有价格低廉的优势。如同当年钢带镀镍镀铜产品对决日本产品最终获胜一样，陈金岩同样对黑铬涂层的竞争优势显得信心满满。他说，我国虽然关停并转了不少电镀企业，但淘汰的都是落后产能。从现实出发，电镀作为一种基本表面工程技术要为各行各业服务，仍不可或缺。海达克黑铬涂层一定能为我国的太阳能热利用事业做出自己应有的贡献。