W掺杂Ni-AlN光谱选择性吸收涂层高温稳定性研究

发布时间：2021-03-18 08:57

　　本论文以提高Ni-AlN太阳光谱选择性吸收涂层的高温稳定性为初衷，研究了Ni-AlN光谱选择性吸收涂层高温条件下的性能退化机制，探讨了W掺杂量对Ni1-xWx红外反射层结构稳定性、Ni1-xWx/Ni-AlN（II）/Ni-AlN（I）/AlN光谱选择性吸收涂层高温稳定性以及Ni1-x’Wx’/Ni1-xWx-AlN（II）/Ni1-xWx-AlN（I）/AlN光谱选择性吸收涂层高温稳定性的影响，得出以下结论：（1）Ni-AlN光谱选择性吸收涂层的最佳膜层结构为：Ni（200nm）/Ni0.46-AlN（60nm）/Ni0.28-AlN（30nm）/AlN（35nm），涂层吸收率α=0.906，发射率ε=0.14（100℃），光谱选择性良好。（2）高温条件下Ni-AlN光谱选择性吸收涂层的退化主导机制是：Ni红外反射发生回复再结晶，晶粒取向发生显著变化，表面变得不平整，光谱反射率降低，从而导致Ni/Ni-AlN（II）/Ni-AlN（I）/AlN光谱选择性吸收涂层光学性能的退化；金属红外反射层结构的稳定性对Ni-AlN光谱选择性吸收涂层的高温稳定性具有重要影响，选择结构稳定性良好的Mo... 

【文章来源】：中国地质大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：86 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

理想太阳光谱选择性吸收涂层反射率曲线（A.Sakurai，2014）

）等（李金花，2005）。但是，单一的本征吸收型光谱涂层足实际应用。波型型光谱涂选择性吸收涂层是根据光的干涉原理而设计出来。为了达到对太阳光谱波段高吸收和红外波段高反射的目红外反射特性，在金属基底上制备若干层具有特定光学常/金属/电介质（简称 D-A-D）堆垛薄膜，如图 1-2 所示。使层界面的反射光束干涉相消，从而在太阳辐射峰值附近产而红外光谱可几乎无吸收地穿透膜层，然后借助金属红外常通过结构优化设计使该涂层在可见-近红外波段的反射光值点，这两个反射率极小值导致了涂层对太阳光谱在可见史月艳，2009）。

图 1-4 典型金属陶瓷复合型光谱选择性吸收涂层四层结构示意图结构的金属陶瓷复合型光谱涂层借鉴了干涉滤波型光谱选择性构，采用双金属陶瓷复合膜作为吸收层，相对于多层渐变结构质的层数，降低了膜层中金属粒子的含量以及膜层总厚度，可以况下得到满意的光谱选择性吸收效果（Q. C. Zhang，1996）。M. Farooq，2002）运用等效媒质理论，借助计算机编程模拟优化究多层渐变涂层和典型四层结构光谱涂层发现：所有多层渐变能都可以采用典型四层结构光谱涂层来等效，四层结构光谱涂构，同时还通过制备 W-Al2O3，V-Al2O3，Co-SiO2，Cr-SiO2 光证实了以上结论。四层膜系结构与多层渐变结构光谱涂层相比，但前者更适用于高温情况，因为前者各膜层中金属总含量偏随着温度升高，发射率比后者增加更为缓慢（杨晓继，1997）。

【参考文献】：
期刊论文
[1]多层光学薄膜模拟退火算法的研究[J]. 张晓娟,乔冠军,刘汉臣.  光学学报. 2010(12)
[2]浅谈太阳能在高层住宅楼中的节能利用[J]. 沈福祥.  陕西建筑. 2010(10)
[3]基于Kramers-Kronig关系对薄膜材料光学特征的数值反演[J]. 王明军,吴振森,李应乐,向宁静.  红外与激光工程. 2010(01)
[4]UBMS技术制备DLC薄膜的光学常数椭偏分析[J]. 李倩,杭凌侠,徐均琪.  应用光学. 2009(01)
[5]基于遗传算法的光学膜系初始结构优化设计[J]. 范志刚,张爱红,李洪兵.  光学技术. 2002(06)

硕士论文
[1]中高温太阳光谱选择性吸收涂层的研制[D]. 李金花.天津大学 2004



本文编号：3088071