中高溫太陽能選擇性吸收涂層的制備與研究.pdf

1、太陽能選擇性吸收涂層是太陽能集熱器上最為關(guān)鍵的部分，直接制約著太陽能集熱器的效率。受材料、結(jié)構(gòu)、加工方法的影響，大多數(shù)涂層都只能應用于中低溫環(huán)境，部分還只能應用于真空環(huán)境。目前，多采用磁控濺射工藝制備耐高溫的金屬陶瓷、多層漸變膜，這類涂層雖然能夠應用于非真空高溫環(huán)境，但是加工成本較高。等離子噴涂工藝及溶膠-凝膠法是常用的涂層制備方法，加工工藝簡單，成本低廉，可以實現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)。但是將這兩種方法直接應用于制備太陽能選擇性吸收涂層卻鮮有報道

2、，本文將分別采用這兩種方法制備太陽能選擇性吸收涂層。
　　 本次實驗以Cr2O3、Al2O3和SiO2為主要原料，采用噴霧干燥法制成球形團聚粉末，獲得流動性好的噴涂用粉。采用等離子噴涂工藝，在不銹鋼基體上制備了黑鉻太陽能選擇性吸收涂層。涂層具備較高的發(fā)射率，通過減小表面粗糙度及制備SnO2選擇性透過膜的方法將涂層的發(fā)射率降低至0.5，使涂層具備了一定的選擇性吸收性能。XRD分析表明，涂層相成分在噴涂及熱震前后未發(fā)生變化，同時，涂

3、層在600℃循環(huán)熱震試驗后，沒有產(chǎn)生脫落現(xiàn)象。這表明涂層具備良好的高溫穩(wěn)定性。
　　 本次試驗還以CuCl2、Mn(CH3COO)2、乙醇為原料，通過溶膠-凝膠法制備了Cu1.5Mn1.5O4尖晶石結(jié)構(gòu)太陽能選擇性吸收涂層。干凝膠的TG-DSC分析結(jié)果表明，450℃時開始形成Cu1.5Mn1.5O4相.。XRD分析結(jié)果表明，500℃下退火1h后制備的前驅(qū)體粉末以Cu1.5Mn1.5O4為主要成分，并含有少量的CuO，Mn2O3。

4、向溶膠中添加羥丙基纖維素后，溶膠的成膜性能得到提高。燒結(jié)過程中，控制升溫速率為1℃/min，制備的涂層晶粒排列緊密、粒度平均，涂層表面沒有產(chǎn)生明顯缺陷。以20mm/min提拉速度提拉2次后制備的涂層厚度約1μm，吸收率0.88，發(fā)射率0.05。將涂層在500℃下保溫1～30h后，涂層中的原有的少量CuO、Mn2O3轉(zhuǎn)化為Cu1.5Mn1.5O4，涂層的吸收率及發(fā)射率均略微上升，吸收率最高至0.91，發(fā)射率至0.09，性能未發(fā)生衰減。SE