碳化物金屬陶瓷太陽能選擇性吸收涂層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及性能研究.pdf

1、近年來，隨著能源和環(huán)境問題的日益嚴(yán)峻，世界各國都紛紛加大了對可再生能源的投入研究，而太陽能作為最豐富的可再生能源，具有獨(dú)特的優(yōu)勢和巨大的開發(fā)利用潛力。它與其他能源相比，太陽能具有安全可靠、無噪聲、無污染、無需消耗燃料等優(yōu)點(diǎn)，這是常規(guī)能源無法比擬的，因此，開發(fā)太陽能資源具有極其重要的意義。
　　 太陽能熱發(fā)電中關(guān)鍵技術(shù)之一是制備一種吸收率高、發(fā)射率低、性能穩(wěn)定、耐候性優(yōu)良的選擇性吸收涂層。本文在較全面了解選擇吸收涂層的基本類型、作

2、用機(jī)理、制備方法以及國內(nèi)外選擇性吸收涂層研究工作的最新成果的基礎(chǔ)上，結(jié)合目前太陽能發(fā)電現(xiàn)狀和發(fā)展，開展了熱噴涂制備太陽光譜選擇性吸收涂層的研究。
　　 首先，本文選用WC-12Co、NiCr-Cr3C2粉末，采用HVOF熱噴涂工藝，制備了不同熱物理性能的WC-12Co和NiCr-Cr3C2太陽光譜選擇性吸收涂層，并對所制備涂層的表面形貌、相結(jié)構(gòu)等性能進(jìn)行了分析。研究表明：采用HVOF工藝制備的涂層孔隙率低，粒子變形充分，與微米、

3、亞微米結(jié)構(gòu)WC-12Co相比，納米結(jié)構(gòu)的WC-12Co涂層出現(xiàn)了較嚴(yán)重的氧化脫碳，其相結(jié)構(gòu)主要由WC、Co和少量的W2C組成，NiCr-Cr3C2涂層相結(jié)構(gòu)主要由NiCr、Cr3C2、Cr7C3組成。
　　 其次，采用紫外-可見-近紅外分光光度計(jì)和紅外光譜儀分別對吸收率、反射率進(jìn)行了測定，并對其結(jié)果進(jìn)行了研究。結(jié)果表明：粉末的原始尺寸、涂層表面狀態(tài)、金屬含量都會影響涂層的吸收率及反射率，而高紅外反射底層對其無明顯影響。在三種不同

4、原始尺寸的WC-12Co涂層中，尺寸由微米變化到亞微米，其吸收率有所提高，而發(fā)射率相應(yīng)降低，當(dāng)由亞微米變化到納米時(shí)，雖然其發(fā)射率有所降低，但其吸收率有明顯的下降。
　　 第三，研究了表面狀態(tài)對涂層光學(xué)性能的影響，通過比較具有不同粗糙度的亞微米結(jié)構(gòu)WC-12Co涂層，表明在一定的范圍內(nèi)，粗糙度越小，吸收率越高，而發(fā)射率越低。
　　 第四，研究了兩種不同金屬含量的NiCr-Cr3C2涂層的光學(xué)性能，NiCr金屬合金含量越低，