Cr2O3太陽能選擇性吸收薄膜的制備與研究.pdf

1、在世界經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展和化石能源面臨枯竭的矛盾中，清潔的可再生能源的開發(fā)利用成為一種必然。本文對國內(nèi)外太陽能熱利用的研究現(xiàn)狀進(jìn)行綜合分析。研究了太陽能選擇性吸收薄膜的基本原理與制備方法，并成功制備高吸收率、低發(fā)射率的Cr2O3選擇性吸收薄膜。
　　 本文分別采用等離子噴涂和溶膠凝膠兩種方法制備Cr2O3太陽能選擇性能吸收涂層。研究了影響材料性能的主要因素。用Lambda750型UV-Vis-NR分光光度計(jì)和Tensor27型BRUK

2、ER紅外光譜儀分別測試薄膜在可見-近紅外光譜區(qū)和紅外光譜區(qū)的反射光譜。
　　 研究發(fā)現(xiàn)，采用等離子噴涂法制備Cr/Cr2O3選擇性吸收薄膜。在不同金屬百分含量的涂層中，氧化鉻含量越高，涂層吸收率越高；金屬含量越高，薄膜的發(fā)射率越低。
　　 其次對于溶膠凝膠法制備的Cr2O3溶膠。研究發(fā)現(xiàn)，溶膠制備過程中，溶膠濃度、添加劑的加入、氨水滴加方式對薄膜性能的影響很大；對不銹鋼基體的表面處理分別采用噴砂處理和用氧化液腐蝕兩種不同

3、的處理的方式，研究基表面不同的處理方式對薄膜性能的影響。
　　 1.對不同的濃度Cr2O3溶膠，在基體表面成膜時(shí)，0.3mol/L、0.25 mol/L、0.2mol/L所形成的薄膜在晶化過程中容易形成裂紋，在加入添加劑控制溶膠反應(yīng)速度后，可以改善薄膜的表面形態(tài)，但添加劑的存在對薄膜ε的影響很大。雖然后續(xù)的熱處理過程能夠除去大部分的有機(jī)物，但還是會(huì)有少量殘留在涂層內(nèi)部導(dǎo)致薄膜輻射率的提高。
　　 2.為了提高溶膠與不銹鋼

4、基體的結(jié)合力，本實(shí)驗(yàn)分別采用噴砂處理和用氧化液處理兩種方法，使不銹鋼表面形成一定粗糙度，起到應(yīng)力緩解和增加薄膜與基體結(jié)合力的作用。不銹鋼基體的表面形貌對薄膜α、ε影響很大。當(dāng)基體采用光亮不銹鋼時(shí)，薄膜整體性能明顯提高，材料的性能得到質(zhì)的提高。對發(fā)射率的影響尤其明顯。薄膜發(fā)射率由0.4左右降低到0.27左右。隨著基體腐蝕時(shí)間的增長，薄膜吸收率整體呈現(xiàn)逐步增加；而輻射率卻是先減小后增大。α/ε則在腐蝕時(shí)間為40min時(shí)出現(xiàn)最大值。