本文研究了不同材料以及不同半徑組合的核殼結構納米流體的光熱轉換效果。同時考慮材料實際的色散特征,基于遺傳算法,在所研究的十種材料中,優(yōu)化選擇得到了最佳的核殼材料以及半徑的組合參數,在全光譜（0.2～2.5μm）范圍內實現了近完美的光熱轉換效果。計算結果表明,將常見的SiO₂材料作為核,金屬Ni或者TiN作為殼,合理地選擇核殼的半徑參數,均能實現99%以上的光熱轉換效果。特別地,在相同的幾何參數下,對于SiO₂@Ni以及SiO₂@TiN納米流體,因其能在寬光譜范圍內有效地激發(fā)等離子體共振,其光熱轉換效率（99.83%）是傳統(tǒng)的由純Ag、Au納米流體的約2倍,是SiO₂@Ag或SiO₂@Au納米流體的1.2倍左右。本文的研究方法不僅對于設計性能更加優(yōu)秀的納米流體組合材料具有指導意義,在實際應用中,可對納米粒子的幾何尺寸進行優(yōu)化,進一步降低生成成本的同時實現全光譜高效的光熱轉換. 

【文章來源】：工程熱物理學報. 2020,41(09)北大核心

【文章頁數】：7 頁

【部分圖文】：

圖３優(yōu)選的（ａ）核殼組合（ｂ）核殼材料的概率統(tǒng)計結果以及??相應的平均光熱轉換效率??Ｆｉｇ．?３?Ｔｈｅ?ｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌ?ｒｅｓｕｌｔｓ?ｏｆ?ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ?（ａ）?ｃｏｒｅ＠ｓｈｅｌｌ??ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ?ａｎｄ?（ｂ）?ｍａｔｅｒｉａｌｓ?ｆｏｒ?ｃｏｒｅ?ａｎｄ?ｓｈｅｌｌ，?ａｌｏｎｇ?ｗｉｔｈ??ｔｈｅ?ｐｈｏｔｏｔｈｅｒｍａｌ?ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ?ｅｆｆ?

劉夢琦等：實現納米流體全光譜近完美光熱轉換??２２７７??０．５??１．０??０．５??２．０??２．５??ｉ／ｊｉｍ??圖５?（ａ）?Ｓｉ０２＠Ｎｉ納米粒子的半徑組合統(tǒng)計分布??（ｒｃ?＞?２０?ｎｍ）．實線連接一組圓形的數據點，其中下方的數據點??表示核的半徑，上方的數據點表示殼的半徑，黑色的方形數據??點表示相應的光熱轉換效率；（ｂ）核半徑為２３?ｎｍ、殼半徑為２５??ｎｍ不同材料組合的納米流體的太陽吸收光譜；（ｃ）核半徑為２３??ｎｍ、殼半徑為２５?ｎｍ不同材料組合的納米粒子的吸收系數??Ｆｉｇ．?５?（ａ）?Ｔｈｅ?ｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌ?ｒｅｓｕｌｔｓ?ｏｆ?ｒａｄｉｉ?ｏｆ?ｃｏｒｅ?ａｎｄ?ｓｈｅｌｌ?ｆｏｒ??Ｓｉ〇２＠Ｎｉ?ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ?（ｒｃ?＞?２０?ｎｍ）．?Ｔｈｅ?ｆｕｌｌ?ｃｉｒｃｌｅｓ??ｒｅｐｒｅｓｅｎｔ?ｔｈｅ?ｖａｌｕｅｓ?ｏｆ?ｒａｄｉｉ?（ｔｈｅ?ｂｏｔｔｏｍ?ｉｓ?ｆｏｒ?ｃｏｒｅ?ａｎｄ?ｔｈｅ??ｕｐｐｅｒ?ｉｓ?ｆｏｒ?ｓｈｅｌｌ，?ｔｈｅｙ?ａｒｅ?ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ?ｂｙ?ｔｈｅ?ｂｌａｃｋ?ｌｉｎｅｓ），?ａｌｏｎｇ??ｗｉｔｈ?ｔｈｅ?ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ?ｐｈｏｔｏｔｈｅｒｍａｌ?ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ?ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ??ｍａｒｋｅｄ?ｗｉｔｈ?ｔｈｅ?ｂｌａｃｋ?ｓｑｕａｒｅｓ，?（ｂ）?Ｔｈｅ?ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ?ｓｏｌａｒ??ｓｐｅｃｔｒａ?ｏｆ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ?ｗｉｔｈ?ｏｕｔｅｒ?ｒａｄｉｕｓ?２５?ｎｍ．?Ａｓ??ｆｏｒ?ｃｏｒｅ＠ｓｈｅｌｌ?ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ，?ｔｈｅ?ｃｏｒｅ’ｓ?ｒ


本文編號：2989386