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(shí)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且熱穩(wěn)定性能較好的太陽(yáng)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(shí),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(wèn)題,而開(kāi)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(jí)干涉堆疊漸變結(jié)構(gòu)的AMA光熱薄膜則有望解決這些問(wèn)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(duì)強(qiáng)度（PEM）和Ar/O2流量比兩種反應(yīng)濺射程度控制技術(shù),展開(kāi)對(duì)MoNx或MoOx兩種薄膜材料作為多級(jí)干涉堆疊漸變AMA薄膜中間半透層的實(shí)驗(yàn)研究及工藝設(shè)計(jì),隨后以AMA光熱薄膜傳統(tǒng)二級(jí)干涉三明治式結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ),在優(yōu)化了兩級(jí)干涉薄膜介質(zhì)層尺度參數(shù)的條件下,設(shè)計(jì)并制備了三級(jí)、四級(jí)干涉堆疊AMA光熱薄膜,對(duì)比研究了不同中間半透層成分搭配對(duì)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(duì)制備的三級(jí)、四級(jí)干涉AMA光熱薄膜進(jìn)行保溫8h的熱氧化處理,并對(duì)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(lái)源】：西安理工大學(xué)陜西省

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

中國(guó)太陽(yáng)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(yáng)能選擇性吸收薄膜簡(jiǎn)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(duì)光譜吸收具有選擇性的涂層材料。光譜選擇性吸收涂層對(duì)可見(jiàn)光區(qū)有較高的吸收率（α），對(duì)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(gè)重要參數(shù)[7]。由于太陽(yáng)能與集熱器表面之間的熱能是通過(guò)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(yáng)能，同時(shí)又盡可能少地減少自身熱輻射損失，從而達(dá)到提高太陽(yáng)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(yáng)輻射譜的對(duì)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(gè)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(yáng)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(duì)太陽(yáng)可見(jiàn)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(duì)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(méi)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(zhǎng)處可實(shí)現(xiàn)干涉相消。當(dāng)入射光束穿過(guò)電介質(zhì)層及中間半透層射向紅外反射層時(shí)，中間半透層會(huì)吸收一部分太陽(yáng)光的能量，其余部分入射太陽(yáng)光會(huì)在紅外反射層與電介質(zhì)層中來(lái)回反射，每反射一次就產(chǎn)生一次干涉相消。在太陽(yáng)光入射時(shí)也會(huì)有部分太陽(yáng)光通過(guò)最頂層電介質(zhì)層反射，為了減少這種反射，提高薄膜對(duì)太陽(yáng)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(zhǎng)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?gòu)?fù)合材料選擇吸收表面電介質(zhì)-金屬?gòu)?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(guò)程。金屬材料的價(jià)帶與導(dǎo)帶交疊，沒(méi)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(jià)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(shí)通過(guò)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(lèi)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(lèi)，因半透明電介質(zhì)-金屬干涉疊層表面結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(shí)驗(yàn)繼續(xù)選擇此種模型作為研究對(duì)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(yáng)光譜選擇性吸收的概念，此后，各國(guó)學(xué)者在太陽(yáng)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(zhǎng)時(shí)間的發(fā)展后，在

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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