高溫真空集熱管是槽式熱發(fā)電系統(tǒng)的重要部件,而光譜選擇性吸收涂層是真空集熱管實現(xiàn)光熱轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵材料,其一般服役環(huán)境為高溫真空環(huán)境。集熱管在長期高溫服役過程中,管內(nèi)的導(dǎo)熱油介質(zhì)在高溫下發(fā)生熱分解緩慢釋放氫氣。氫氣滲透進入集熱管的真空夾層,導(dǎo)致吸熱涂層服役環(huán)境為高溫氫氣環(huán)境。選擇性吸收涂層在高溫下可能發(fā)生擴散、氧化、相轉(zhuǎn)變等反應(yīng)導(dǎo)致光學性能衰減,而高溫下氫氣也易導(dǎo)致材料的光學、力學性能和結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。因此研究涂層在高溫真空以及氫氣環(huán)境下的穩(wěn)定性,對于提高集熱管工作可靠性具有重要的意義。本文以AlON/TiAlOND/TiAlONM/Cu選擇性吸收涂層為對象,對比研究涂層在高溫真空和氫氣環(huán)境下的熱穩(wěn)定性。制備態(tài)涂層吸收率為0.940,發(fā)射率為0.08（82℃）。采用吸收率/發(fā)射率測試儀、分光光度計、XRD、SEM、TEM、AES口橢偏儀等分析了涂層的光學性能、相結(jié)構(gòu)、微觀形貌、成分和光學常數(shù)等變化規(guī)律,揭示了涂層光學性能的衰減機制,主要結(jié)論如下：（1）經(jīng)500～600℃高溫真空退火后,涂層微觀形貌與多層膜結(jié)構(gòu)保持穩(wěn)定,其吸收率隨溫度升高和保溫時間延長而降低,發(fā)射率基本穩(wěn)定不變。涂層吸收率降低的... 

【文章來源】：北京有色金屬研究總院北京市

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 引言
    1.2 太陽光譜選擇性吸收涂層
    1.3 選擇性吸收涂層衰減反應(yīng)類型及機制
        1.3.1 熱載荷導(dǎo)致衰減
        1.3.2 氧化導(dǎo)致衰減
        1.3.3 水蒸氣凝結(jié)或空氣污染物導(dǎo)致衰減
    1.4 氫氣與材料的相互作用
        1.4.1 氫在真空集熱管中的滲透現(xiàn)象
        1.4.2 氫氣對材料結(jié)構(gòu)和性能的影響
    1.5 選題依據(jù)及意義
    1.6 研究內(nèi)容
2 實驗方案
    2.1 實驗裝置
        2.1.1 涂層的制備
        2.1.2 涂層的退火實驗
    2.2 薄膜分析測試方法
        2.2.1 光學性能測試方法
        2.2.2 微觀結(jié)構(gòu)與成分分析表征
3 涂層高溫真空熱穩(wěn)定性研究
    3.1 高溫真空退火對涂層光學性能的影響
    3.2 高溫真空退火對涂層相結(jié)構(gòu)的影響
    3.3 高溫真空退火對涂層微觀結(jié)構(gòu)影響
        3.3.1 退火溫度對涂層微觀結(jié)構(gòu)的影響
        3.3.2 退火時間對涂層微觀結(jié)構(gòu)的影響
    3.4 高溫真空退火對涂層成分的影響
        3.4.1 高溫真空退火對元素分布的影響
        3.4.2 高溫真空退火對涂層中原子結(jié)合狀態(tài)的影響
    3.5 涂層光學性能衰減機制分析
    3.6 小結(jié)
4 涂層高溫氫氣環(huán)境熱穩(wěn)定性研究
    4.1 選擇性吸收涂層的阻氫性能
    4.2 高溫氫氣環(huán)境退火對涂層光學性能影響
    4.3 高溫氫氣環(huán)境退火對涂層相結(jié)構(gòu)影響
    4.4 高溫氫氣環(huán)境退火對涂層微觀結(jié)構(gòu)影響
    4.5 高溫氫氣環(huán)境退火對涂層成分的影響
        4.5.1 高溫氫氣環(huán)境退火對元素分布的影響
        4.5.2 高溫氫氣環(huán)境退火對涂層中原子結(jié)合狀態(tài)的影響
    4.6 涂層光學性能衰減機制分析
    4.7 小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士學位期間取得的學術(shù)成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3023503