AMA光熱薄膜是一種在真空環(huán)境下光熱轉(zhuǎn)換性能較為理想,同時結(jié)構(gòu)簡單且熱穩(wěn)定性能較好的太陽光譜選擇性吸收薄膜,但其直接用于中高溫（T≥500℃）大氣環(huán)境工況下光熱發(fā)電集熱器選擇吸收涂層材料時,存在整體厚度偏薄、熱氧化抗力不足且光熱吸收性能下降等問題,而開發(fā)具有中間半透（M）層成分梯度變化、介質(zhì)層尺度從紅外反射基層向上逐漸增加的多級干涉堆疊漸變結(jié)構(gòu)的AMA光熱薄膜則有望解決這些問題。為此,本課題提出AMAMA...多層堆疊的思路,分別以等離子輻射相對強度（PEM）和Ar/O2流量比兩種反應(yīng)濺射程度控制技術(shù),展開對MoNx或MoOx兩種薄膜材料作為多級干涉堆疊漸變AMA薄膜中間半透層的實驗研究及工藝設(shè)計,隨后以AMA光熱薄膜傳統(tǒng)二級干涉三明治式結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ),在優(yōu)化了兩級干涉薄膜介質(zhì)層尺度參數(shù)的條件下,設(shè)計并制備了三級、四級干涉堆疊AMA光熱薄膜,對比研究了不同中間半透層成分搭配對AMA多層薄膜光熱吸收性能的作用及影響規(guī)律,最后分別在500℃、550℃、600℃溫度下對制備的三級、四級干涉AMA光熱薄膜進(jìn)行保溫8h的熱氧化處理,并對薄膜熱氧化處理前后的光學(xué)性能、截面形貌、物相成分以及膜基結(jié)合性能... 

【文章來源】：西安理工大學(xué)陜西省

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

中國太陽能輻射能量分布圖

材料的選擇性吸收性能水平以及高溫性能穩(wěn)定性都提出了更高的要求。1.3太陽能選擇性吸收薄膜簡介1.3.1選擇性吸收薄膜的概念光譜選擇性吸收薄膜即對光譜吸收具有選擇性的涂層材料。光譜選擇性吸收涂層對可見光區(qū)有較高的吸收率（α），對紅外光區(qū)有較高的反射率（ε），這是選擇性吸收涂層光學(xué)性能的2個重要參數(shù)[7]。由于太陽能與集熱器表面之間的熱能是通過粒子輻射形式進(jìn)行傳遞的，所以只有具備特殊性能的材料才能做到盡可能多地吸收太陽能，同時又盡可能少地減少自身熱輻射損失，從而達(dá)到提高太陽能光熱轉(zhuǎn)換效率的效果。圖1-2給出了理想選擇性吸收表面與太陽輻射譜的對應(yīng)關(guān)系，其中反射率由0到1的階躍線就是理想情況下，一個選擇性吸收表面應(yīng)有的光譜反射曲線。圖1-2理想選擇吸收性表面與太陽輻射譜的關(guān)系Fig.1-2Relationbetweenidealabsorptivesurfaceandsolarradiationspectrum由圖1-2可知，理想的選擇性吸收表面對太陽可見光和近紅外范圍的輻射有幾乎完全的吸收，吸收率接近100%；對約2500nm以上的紅外波段則完全反射，吸收率接近為0。

是紅外反射層，紅外反射層上的中間半透層上下都是沒有吸收的純電介質(zhì)層，且電介質(zhì)層的光學(xué)厚度能夠滿足在中心波長處可實現(xiàn)干涉相消。當(dāng)入射光束穿過電介質(zhì)層及中間半透層射向紅外反射層時，中間半透層會吸收一部分太陽光的能量，其余部分入射太陽光會在紅外反射層與電介質(zhì)層中來回反射，每反射一次就產(chǎn)生一次干涉相消。在太陽光入射時也會有部分太陽光通過最頂層電介質(zhì)層反射，為了減少這種反射，提高薄膜對太陽光的吸收效率，最頂層的電介質(zhì)層的光學(xué)厚度也應(yīng)滿足在中心波長處可進(jìn)行干涉相消，降低表面的反射，增加吸收。圖1-3半透明電介質(zhì)-金屬干涉疊層表面示意圖[7]Fig.1-3Schematicdiagramoftranslucentdielectric-metalinterferencelaminationsurface（5）電介質(zhì)-金屬復(fù)合材料選擇吸收表面電介質(zhì)-金屬復(fù)合就是將極細(xì)的金屬粒子嵌入到電介質(zhì)基體中形成新材料的過程。金屬材料的價帶與導(dǎo)帶交疊，沒有禁帶，擁有良好的導(dǎo)電與光學(xué)吸收性能。純電介質(zhì)材料價帶與導(dǎo)帶間的禁帶寬度大，一般不具有導(dǎo)電性。若將金屬材料與純電介質(zhì)材料復(fù)合，則可以獲得介于兩者之間的光學(xué)性能的材料。同時通過控制嵌入純電介質(zhì)材料中金屬粒子的數(shù)量就可以控制生成物材料的性能。在以上五種薄膜的分類中，Thornton[22]提出的AMA干涉堆疊型選擇性吸收涂層，屬于其中的第四類，因半透明電介質(zhì)-金屬干涉疊層表面結(jié)構(gòu)簡單、制備工藝易于操作、制備成本低，有良好的選擇吸收性能以及高溫穩(wěn)定性，因此本實驗繼續(xù)選擇此種模型作為研究對象。1.3.3選擇性吸收薄膜的研究現(xiàn)狀20世紀(jì)50年代，以色列物理學(xué)家HarryZ.Tabor[23]首次提出了太陽光譜選擇性吸收的概念，此后，各國學(xué)者在太陽能選擇性吸收薄膜材料、結(jié)構(gòu)和制備技術(shù)方面進(jìn)行了大量研究。在經(jīng)歷了較長時間的發(fā)展后，在

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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本文編號：3344748