梯度渐变TiNxOy光谱选择性吸收涂层的设计、制备及性能研究

摘要

本文采用反应磁控溅射法制备二氧化硅、氮化钛及不同氮氧比的氮氧化钛(TiNxOy)薄膜,并用光谱椭偏测试与分析的方法测试拟合得到以上薄膜在300-2500nm波段的折射率与消光系数;在此基础上通过TFCalc软件光学设计、反应磁控溅射制备获得Al(红外反射层)/Ti-N-O(太阳光吸收层,包括TiNx/TiNx1Oy1/TiNx2Oy2三个吸收亚层)/SiO2:Al(减反层)光谱选择性吸收涂层,吸收率94.6％,辐射率3.8％(100℃),吸收辐射比α/ε为24.20;结合x射线光电子能谱和扫描电镜断面分析证实涂层中TiNx、TiNx1Oy1、TiNx2Oy2三个吸收亚层之间没有明显异质界面,并且成分梯度渐变;并结合X射线衍射分析和扫描电镜微观形貌分析探讨了涂层在250℃和400℃大气环境下的热稳定性与涂层晶体结构和形貌的相关性.