磁控濺射法制備TiOxNy-TiN選擇性吸熱涂層及其性能研究.pdf

1、近年來(lái)，傳統(tǒng)能源的日益枯竭以及其使用帶來(lái)的嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題日益突顯，太陽(yáng)能作為一種無(wú)污染、可再生的能源受到人們的極大關(guān)注。制備高效的太陽(yáng)能選擇性吸收涂層是太陽(yáng)能熱利用的關(guān)鍵技術(shù)。TiOxNy/TiN“藍(lán)膜”高吸收率、低發(fā)射率的特點(diǎn)表現(xiàn)出優(yōu)異的光選擇性吸收，被廣泛用于平板型太陽(yáng)能熱水器的吸收涂層。
　　本研究利用真空鍍膜技術(shù)在鋁基體上制備了TiOxNy/TiN復(fù)合涂層，研究了N2分壓、O2分壓、基片初始形貌、過(guò)渡層厚度及過(guò)渡層種類(lèi)等條

2、件對(duì)薄膜性能的影響，確定了制備TiOxNy/TiN吸熱涂層最優(yōu)工藝條件，利用XRD、SEM、色差儀分析了薄膜的物相組成、晶體結(jié)構(gòu)、表面形貌、組成成分;通過(guò)電化學(xué)工作站、鹽霧試驗(yàn)、紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)測(cè)試了薄膜的耐腐蝕性能、吸光度，研究結(jié)果如下:
　　TiN薄膜出現(xiàn)了分別位于2θ=36.7°、42.7°的(111)、(200)衍射峰。隨著N2分壓變小，TiN在2θ=36.7°的(111)晶面擇優(yōu)取向增加，膜表面顆粒變小趨勢(shì)明顯。在N2

3、為0.09Pa時(shí)，耐蝕性最好，自腐蝕電流為2.083E-6A、自腐蝕電位-0.653V;中間層氧氣分壓變化對(duì)膜致密性影響很大，反應(yīng)氣體分壓過(guò)高(0.22Pa)，膜表面會(huì)出現(xiàn)孔洞，在氮?dú)?.03Pa，氧氣0.13Pa薄膜平整度較好，耐蝕性能0.13Pa最好，其自腐蝕電流為2.284E-6A;調(diào)節(jié)O2和N2分壓制備的TiOxNy/TiN一系列干涉薄膜均顯示為藍(lán)色，吸光度均比金川公司式樣要高，基片初始形貌光滑的鋁片在700-800nm的可見(jiàn)光

4、范圍光吸光度在1.5附近，吸光度和色差數(shù)據(jù)比較可知，薄膜越藍(lán)，吸光度越高，0.15Pa吸光度最佳，色差值也是該氣氛下薄膜最藍(lán)，L、a、b值分別是33.93、-3.3、-35.84。同條件下粗糙基體的吸光度在1.3附近，耐蝕性也比光滑面差。
　　研究表明:Ti過(guò)渡層耐蝕性優(yōu)于Cu，增加Ti過(guò)渡層的厚度薄膜性能更優(yōu)異，靶基距12cm，表層濺射8min(約360nm)Ti過(guò)渡層，中間層N20.03Pa、O20.13 Pa，表層N20.0