AlON/TiAlON D /TiAlON M /Cu选择性吸收涂层热稳定性研究

发布时间：2021-02-08 06:27

　　高温真空集热管是槽式热发电系统的重要部件,而光谱选择性吸收涂层是真空集热管实现光热转换的关键材料,其一般服役环境为高温真空环境。集热管在长期高温服役过程中,管内的导热油介质在高温下发生热分解缓慢释放氢气。氢气渗透进入集热管的真空夹层,导致吸热涂层服役环境为高温氢气环境。选择性吸收涂层在高温下可能发生扩散、氧化、相转变等反应导致光学性能衰减,而高温下氢气也易导致材料的光学、力学性能和结构发生变化。因此研究涂层在高温真空以及氢气环境下的稳定性,对于提高集热管工作可靠性具有重要的意义。本文以AlON/TiAlOND/TiAlONM/Cu选择性吸收涂层为对象,对比研究涂层在高温真空和氢气环境下的热稳定性。制备态涂层吸收率为0.940,发射率为0.08（82℃）。采用吸收率/发射率测试仪、分光光度计、XRD、SEM、TEM、AES口椭偏仪等分析了涂层的光学性能、相结构、微观形貌、成分和光学常数等变化规律,揭示了涂层光学性能的衰减机制,主要结论如下：（1）经500～600℃高温真空退火后,涂层微观形貌与多层膜结构保持稳定,其吸收率随温度升高和保温时间延长而降低,发射率基本稳定不变。涂层吸收率降低的... 

【文章来源】：北京有色金属研究总院北京市

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 引言
    1.2 太阳光谱选择性吸收涂层
    1.3 选择性吸收涂层衰减反应类型及机制
        1.3.1 热载荷导致衰减
        1.3.2 氧化导致衰减
        1.3.3 水蒸气凝结或空气污染物导致衰减
    1.4 氢气与材料的相互作用
        1.4.1 氢在真空集热管中的渗透现象
        1.4.2 氢气对材料结构和性能的影响
    1.5 选题依据及意义
    1.6 研究内容
2 实验方案
    2.1 实验装置
        2.1.1 涂层的制备
        2.1.2 涂层的退火实验
    2.2 薄膜分析测试方法
        2.2.1 光学性能测试方法
        2.2.2 微观结构与成分分析表征
3 涂层高温真空热稳定性研究
    3.1 高温真空退火对涂层光学性能的影响
    3.2 高温真空退火对涂层相结构的影响
    3.3 高温真空退火对涂层微观结构影响
        3.3.1 退火温度对涂层微观结构的影响
        3.3.2 退火时间对涂层微观结构的影响
    3.4 高温真空退火对涂层成分的影响
        3.4.1 高温真空退火对元素分布的影响
        3.4.2 高温真空退火对涂层中原子结合状态的影响
    3.5 涂层光学性能衰减机制分析
    3.6 小结
4 涂层高温氢气环境热稳定性研究
    4.1 选择性吸收涂层的阻氢性能
    4.2 高温氢气环境退火对涂层光学性能影响
    4.3 高温氢气环境退火对涂层相结构影响
    4.4 高温氢气环境退火对涂层微观结构影响
    4.5 高温氢气环境退火对涂层成分的影响
        4.5.1 高温氢气环境退火对元素分布的影响
        4.5.2 高温氢气环境退火对涂层中原子结合状态的影响
    4.6 涂层光学性能衰减机制分析
    4.7 小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间取得的学术成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
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硕士论文
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本文编号：3023503