一种耐高温太阳能选择性涂层及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种耐高温太阳能选择性涂层及其制备方法。该涂层包含依次相邻的稳定层、红外反射层和吸收层，所述稳定层含有下列材料中的一种或多种：高熵合金、高熵合金氧化物、高熵合金氮化物。所述红外反射层的材料优选为银或铜。该方法首先在基体上采用物理气相沉积磁控溅射的方式制备稳定层；然后采用磁控溅射工艺制备红外反射层和吸收层。本发明专利技术将含有高熵合金(HEA)、高熵合金氮化物或高熵合金氧化物的涂层加到红外反射层下方，能使铜红外反射层在高达850摄氏度时保持稳定，使银红外反射层在高达700摄氏度时保持稳定。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于材料技术、涂层
，设及一种耐高温的太阳能选择性涂层，W及 其制备方法。
技术介绍
集热元件（HC巧是太阳能线性聚光集热器的组成部件。太阳能线性聚光集热器是 太阳能光热发电电站的集热装置，通过用线性反射镜将太阳光聚集到一条焦线上。在该条 焦线的位置放置集热元件，将太阳福射转化成热。 集热元件已经实现商业化，典型结构是由一支钢管和与其同屯、安装的玻璃管构 成。在钢管上锻选择性涂层W提高效率，玻璃管采用棚娃玻璃管，其上锻减反射涂层。玻璃 管和钢管之间形成一个环形空间。为了进一步提高效率，该个环形空间于两端密封并抽真 空。环形空间的密封是通过在钢管和棚娃玻璃管之间安装膨胀装置来实现的。膨胀装置通 过金属连接环，一端与玻璃管相连，另一端与钢管相连。有了膨胀装置，钢管和玻璃管之间 的线膨胀量差异问题得W解决。 选择性涂层应在太阳光谱内高吸收（低反射），同时在集热元件适合的工作温度 下高反射。涂层在反射率上的该种转变被称为边缘（edge)。要得到在高工作温度下高吸 收、低发射，关键在于在目标截止波长上形成睹峭的边缘曲线。该个截止波长取决于选择性 涂层的工作温度。工作温度越高，目标截止波长越低。选择性涂层包含红外反射层，红外反 射层上面是太阳光吸收层。让吸收层对工作温度下黑体福射尽可能透明是非常重要的。 做出更睹峭的边缘曲线，就可能创造出干设效果。把吸收层分成数层，其中每一层 的折射率不同，该样就能得到想要的干设效果。在该些涂层的最外层再加上一层减反射层， 能进一步提高吸收。 通过使边缘曲线更睹峭、采用发射率更低的红外反射层、减小截止波长，还可W得 到高温下更低的发射率。然而，减小截止波长也会使得太阳光吸收降低，所W要进一步降低 发射率，就必须使用发射率尽可能低的红外反射层。 可W考虑用银或铜作为红外反射层的材料，但是银具有集聚现象。集聚现象是指 很薄的银红外反射层形成团簇的过程，该种现象会造成膜层里出现孔洞而损害其光学性 能。而铜容易扩散到其它材料中，如何让铜在高温下稳定一直是个难题。
技术实现思路
[000引本专利技术针对上述问题，提供，将含有 高滴合金（HEA)、高滴合金氮化物或高滴合金氧化物的涂层加到红外反射层（银层或铜层） 下方，提高了在高温下的稳定性。 本专利技术采用的技术方案如下； 一种耐高温太阳能选择性涂层，包含依次相邻的稳定层、红外反射层和吸收层，所 述稳定层含有下列材料中的一种或多种；高滴合金、高滴合金氧化物、高滴合金氮化物。 进一步地，所述红外反射层的材料为银或铜。 进一步地，所述吸收层包含至少两层渗入金属或半导体材料的陶瓷材料层。 进一步地，所述选择性涂层还包含至少一层减反射层，位于所述吸收层外。减反射 层能够进一步提高光吸收率。 进一步地，所述选择性涂层还包含防扩散阻隔层，所述稳定层沉积在该防扩散阻 隔层上。 进一步地，所述选择性涂层的红外反射层和吸收层之间也可设置防扩散阻隔层。 该样的防扩散阻隔层可W用金属氧化物（如氧化侣）、金属氮化物、二氧化娃、AlTiN、高滴 合金氧化物或该些成分的混合物制成。 进一步地，在在所述红外反射层（银层或铜层）与吸收层之间，可W加一层阻隔 层，W进一步提高稳定性，例如金属或半导体氧化物，金属或半导体氮化物，或者高滴合金 氧化物。 一种制备上述耐高温太阳能选择性涂层的方法，其步骤包括： 1)在基体上采用物理气相沉积磁控瓣射的方式制备稳定层，所述稳定层含有下列 材料中的一种或多种：高滴合金、高滴合金氧化物、高滴合金氮化物； 2)在稳定层上采用磁控瓣射工艺制备红外反射层； 3)在红外反射层上采用磁控瓣射工艺制备吸收层。 进一步地，先在基体上制备一层或者两层防扩散阻隔层，然后制备步骤1)所述的 稳定层。 进一步地，所述红外反射层的材料为银或铜。 进一步地，还包括在吸收层上制备减反射层的步骤，所述减反射层采用反应磁控 瓣射工艺锻制。 本专利技术将含有高滴合金（HEA)、高滴合金氮化物或高滴合金氧化物的涂层加到 红外反射层（银层或铜层）下方。高滴合金是一种新材料，它们具有明显更高的混合滴 (ASmh)。在液相时，该种性质能有效提高在合金系统里的混乱程度，促进形成简单固溶体 相。在n元素合金里，原子大小差异带来的综合影响可W用参数5来表示。高滴合金具有 W下特征：【主权项】1. 一种耐高温太阳能选择性涂层，其特征在于，包含依次相邻的稳定层、红外反射层和 吸收层，所述稳定层含有下列材料中的一种或多种：高滴合金、高滴合金氧化物、高滴合金 氮化物。2. 如权利要求1所述的耐高温太阳能选择性涂层，其特征在于；所述红外反射层的材 料为银或铜；所述吸收层包含至少两层渗入金属或半导体材料的陶瓷材料层。3. 如权利要求1所述的耐高温太阳能选择性涂层，其特征在于；还包含至少一层减反 射层，位于所述吸收层外。4. 如权利要求1所述的耐高温太阳能选择性涂层，其特征在于：还包含防扩散阻隔层， 所述稳定层沉积在该防扩散阻隔层上。5. 如权利要求1所述的耐高温太阳能选择性涂层，其特征在于；所述红外反射层和吸 收层之间设有阻隔层。6. -种制备权利要求1所述耐高温太阳能选择性涂层的方法，其步骤包括： 1) 在基体上采用物理气相沉积磁控瓣射的方式制备稳定层，所述稳定层含有下列材料 中的一种或多种：高滴合金、高滴合金氧化物、高滴合金氮化物； 2) 在稳定层上采用磁控瓣射工艺制备红外反射层； 3) 在红外反射层上采用磁控瓣射工艺制备吸收层。7. 如权利要求6所述的方法，其特征在于；先在基体上制备一层或者两层防扩散阻隔 层，然后制备步骤1)所述的稳定层。8. 如权利要求6所述的方法，其特征在于：还包括在吸收层上制备减反射层的步骤，所 述减反射层采用反应磁控瓣射工艺锻制。9. 一种包含权利要求1至5中任一项所述耐高温太阳能选择性涂层的太阳能线性聚光 集热器。10. -种包含权利要求9所述太阳能线性聚光集热器的太阳能光热发电电站。【专利摘要】本专利技术涉及。该涂层包含依次相邻的稳定层、红外反射层和吸收层，所述稳定层含有下列材料中的一种或多种：高熵合金、高熵合金氧化物、高熵合金氮化物。所述红外反射层的材料优选为银或铜。该方法首先在基体上采用物理气相沉积磁控溅射的方式制备稳定层；然后采用磁控溅射工艺制备红外反射层和吸收层。本专利技术将含有高熵合金(HEA)、高熵合金氮化物或高熵合金氧化物的涂层加到红外反射层下方，能使铜红外反射层在高达850摄氏度时保持稳定，使银红外反射层在高达700摄氏度时保持稳定。【IPC分类】F24J2-48, C23C14-06, C23C14-35, B32B15-04【公开号】CN104532184【申请号】CN201410705468【专利技术人】康雪慧 【申请人】康雪慧【公开日】2015年4月22日【申请日】2014年11月27日本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耐高温太阳能选择性涂层，其特征在于，包含依次相邻的稳定层、红外反射层和吸收层，所述稳定层含有下列材料中的一种或多种：高熵合金、高熵合金氧化物、高熵合金氮化物。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：康雪慧，
申请(专利权)人：康雪慧，
类型：发明
国别省市：北京;11