W-AlN高温太阳光谱选择吸收涂层的结构优化与实验验证

摘要：

选取W-AlN金属-介质型选择性吸收涂层为研究对象,用金属W作为红外反射层,W-AlN作为吸收层,AlN作为减反层,利用Mathematica软件对该涂层的金属W体积分数和吸收层、减反层的厚度等参数进行优化计算,优化结果表明:吸收层中金属W的体积分数对涂层的选择吸收性能有直接影响;与高金属吸收层相比,低金属吸收层的厚度对涂层选择吸收性能的影响较显著;低/高金属吸收层中金属W体积分数的最优值分别为0.2/0.8,而最优厚度分别为0.1/0.05 μm,此时涂层的吸收率为0.841,发射率为0.021;加入厚度为0.06 μm的AlN减反层后,吸收率达到0.920,发射率为0.022;加入厚度适当的减反层可以有效提高涂层的吸收率,同时也会使发射率随之增加;增加减反层和低金属吸收层厚度都会使涂层的反射率骤升阈值波长发生红移.利用磁控溅射方法在抛光的不锈钢表面制备了W/W-AlN/AlN选择吸收涂层,各层膜厚度和吸收层中金属体积分数都严格遵循优化结果,测试所得涂层的反射率曲线、吸收率和发射率均与优化结果符合良好.

关键词：太阳光谱选择吸收涂层、W-AlN、吸收率、反射率、结构优化

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资助基金：国家自然科学基金批准号:61274017,51572241、教育部留学回国人员科研启动基金编号:教外司留2012 940号和辽宁省高等学校优秀人才支持计划编号:LJQ2011115资助项目

在线出版日期：2016-03-03（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：46-53