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0.1/0.05mm,此时涂层的吸收率为0.841,发射率为0.021;加入厚度为0.06mm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.