利用离子镀钛膜后在60 kV+50 kV+40 kV+30 kV+20 kV+10 kV 六级氮离子注入的复合方法在铝表面制备出了渐变型太阳光选择性吸收膜层;对制备的膜进行了反射率测量,并由此计算了太阳光谱吸收率;同时测量了膜的热发射率;用扫描电镜观察了膜表面形貌,用XPS光电子能谱仪对膜层进行了表层分析,并用俄歇能谱仪分析了元素纵向分布.结果表明：氮离子六级注入后膜的太阳光吸收率高达99.66%,其热发射率为0.31,膜层中钛、氮和铝的相互扩散造成膜的热发射率偏大,而膜层表面生成的TiO2、TiN和碳单质等有利于减少热能的损耗;氮元素在膜层中呈梯度分布,这有利于对太阳光的吸收.
所属栏目
新材料 新工艺江苏省2005年研究生创新计划资助项目(200541)
收稿日期
2007/8/132007/11/3
作者单位
牛继南:中国矿业大学材料科学与工程学院, 江苏 徐州 221116
强颖怀:中国矿业大学材料科学与工程学院, 江苏 徐州 221116
备注
牛继南(1981-),男,河南荥阳人,博士研究生.
引用该论文:
NIU Ji-nan,QIANG Ying-huai.Preparation of Solar Selective Absorbing Coating by Ion Plating of Titanium and Ion Implantation of Nitrogen Compound Method[J].Materials for mechancial engineering,2008,32(7):41～45
牛继南,强颖怀.离子镀钛-离子注氮复合法制备太阳光选择性吸收膜[J].机械工程材料,2008,32(7):41～45
参考文献
【1】
谢光明.光谱选择性吸收膜[J].太阳能,1998(3):14-15.
【2】
苏畅,邓纶浩,何柳.太阳吸收涂层的研究现状[J].电镀与精饰,1999,19(5):3-7.
【3】
Yin Zhiqiang,Xue Zuqing,Zhang Jian,et al.Graded Al-N/Al absorbing surfaces for all-glass evacuated tubular collectors[J].Renewable Energy,1999,16:624-627.
【4】
黄涵芬,张宝英,赵玉文.阳极化铝电解着色选择性吸收膜[J].太阳能学报,1984,5(4):399-403.
【5】
万泰新,赵青华,陈晓曦.在钢板上制备太阳选择性吸收表面的工艺和性能研究[J].太阳能学报,1991,12(1):62-66.
【6】
葛新石,龚堡,俞善庆,等.太阳能利用中的光谱选择性膜[M].北京:科学出版社,1980.
【7】
郭信章,尹万里,于凤勤,等.氮氧化铝选择性吸收膜组织结构的研究[J].太阳能学报,1992,13(4):389-393.
【8】
Netterfield R P,Martin P J,Pacey C G,et al.Ion-assisted deposition of mixed TiO2-SiO2 films[J].Journal of Applied Physics,1989,66:1805-1809.
【9】
Huravlev J F,Kuznetsov M V,Gubanov V A.XPS analysis of adsorption of oxygen molecules on the surface of Ti and TiNx films in vacuum[J].Journal of Electron Spectroscopy and Related Phenomena,1992,38:169-176.
【10】
Gonbeau D,Guimon C,Pfisterguillouzo G,et al.XPS study of thin films of titanium oxysulfides[J].Surface Science,1991,254:81-89.
【11】
Wagner C D,Moulder J F,Davis L E.Handbook of X-ray photoelectron spectroscopy[M].[s.L.]:Perking-Elmer Corporation,Physical Electronics Division,1992.
【12】
Briggs D,Seah M P.Practical surface analysis[M].[s.L.]:John Willey and Sons,Second Edition,1993.
【13】
Rats D,Sevely J,Herbin R,et al.Characterization of diamond films deposited on titanium and its alloys[J].Thin Solid Films,1995,270:177-183.
【14】
Barborica A,Luches A,Teodorescu V S,et al.Direct carbide synthesis by multipulse excimer laser treatment of Ti samples in ambient CH4 gas at super atmospheric pressure[J].Journal of Applied Physics,1994,75:5286-5294.
【15】
Hamrin K,Johansson G,Fahlman A,et al.Charge transfer in transition metal carbides and related compounds studied by esca[J].Journal of Physics and Chemistry of Solids,1969,30:1835-1847.
【16】
Beguin F,Rashkov I,Manolova N,et al.Fullerene core star-like polymers-1 preparation from fullerenes and monoazidopolyehers[J].European Polymer Journal,1998,34:905-915.
【17】
Johansson HIP,Hakansson KL,Johansson LI.Surface-shited N1s and C1s levels on the (100) surface of TiN and TiC[J].Physical Review B,1998,48:14520-14523.
【18】
Jouan P Y,Peignon M C,Cardinaud C,et al.Characterisation of TiN coatings and of TiN/Si interface by x-ray photoelectron spectroscopy and Auger electron spectroscopy[J].Applied Surface Science,1993,68:595-603.
【19】
Leinen D,Fernandez A,Espinos J P,et al.An XPS study of the mixing effects induced by ion bombardment in composite oxides[J].Applied Surface Science,1993,68:453-459.
【20】
于仁红,蒋明学.TiN的性质、用途及其粉末制备技术[J].耐火材料,2005,39(5):386-389.
