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新型太阳选择性吸收涂层的研究
文明芬  郭忠诚   杨显万
(昆明理工大学冶金系,昆明650093)
文  摘:采用适宜的镀液组成和工艺条件,可得到高吸收比与中等热发射比的多元合金复合涂层,—,-,涂层的热稳定性和耐候性较好。该涂层成本低,具有潜在的应用前景。
关键词:太阳能,选择性涂层,电镀,多元合金
0  引  言
为了提高太阳能光热转转利用效率,国内外在光谱选择性吸收材料研制方面做了不少工作,主要有:(1)渐变铝-氮/铝选择性吸收涂层;(2)阳极氧化电解着色涂层;(3)电镀黑铬涂层;(4)电镀黑镍涂层;(5)电镀黑钴涂层;(6)硫化铅涂层;(7)FeMoCuOx涂层;(8)黑漆涂层。阳极氧化技术投资大,成本高;电镀黑铬存在环境污染问题,且投资大;黑钴成本高,黑镍耐蚀性差;黑漆涂料的热发射比高,热损失大,且难于清洗。
我们研制的新型多元合金复合涂层,成本低,且镀液无毒,污染极小,可循环使用。
1  实  验
  镀液组成和工艺条件
电镀多元合金涂层,其镀液组成和工艺条件如下:  
NiSO4×6H2O 80—120g/l
(NH4)2MoO4 30—40g/l
H3BO3 15—20g/l
G-W-1(络合剂1) 35ml/l
G-W-2(络合剂2) 5—8g/l
G-W-3(添加剂) 5—15g/l
pH 4—5
T 25—50℃
t 10—40min
Dk —
试片基材为13mm×17mm×。
镀层的吸收比和热发射比分别用PE公司Lambda19,紫外—可见—近红外具有直径150mm积分球的分光光度计和北京卫星制造厂生产的NEM-80C法向发射仪测定。
涂层元素分布用EDAX能谱仪测定,复合涂层的热稳定性由电热恒温鼓风干燥箱测定,涂层的耐候性根据室外暴晒时间测定。
2  结果与讨论
在电镀过程中,如果pH值大于6。3,由于Ni(OH)
×10-16,会产生浅绿色的Ni(OH)2沉淀,使镀液成分发生变化;相反,当pH值小于1时,有白色的MoO3*2H2O沉淀产生。为使镀液稳定,pH值一般控制在4—5左右。
图1 多元合金复合
涂层的表面形貌(5min)
时间对镀层的影响
当电镀时间小于5min时,铝板芯已变黑,但放置一段时间后,颜色会由黑色变成棕色,究其原因,可能是时间过短,多元合金沉积于阴极上不致密所致,图1所示的结果证实了这一点。但是,如果时间过长,涂层变厚,表面不光滑,故时间一般控制在10—40min。
温度对电沉积多元合金复合涂层的影响
当温度低于25℃时,电沉积速度慢,不易沉积;温度高于50℃时,导致镀液部分物质分解,不利于镀液的稳定。为此,温度一般控制在25-50℃。
-,法向热发射比ε
-。由表1可见,该涂层具有良好的吸收特性。
表1 涂层的吸收比和法向热发射比
涂层名称
吸收比
法向热发射比
磁控溅射[1]
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