阳极氧化电解着色铝选择性吸收涂层的光学性能研究

本文报道了阳极氧化电解着色铝选择性吸收涂层的光学性能,其太阳吸收率α_s和热发射率ε_n分别为0.94(AM2)和0.10。给出了Ni粒子在多孔性Al_2O_2膜中浓度成梯度变化的结构模型。应用Bruggeman有效介质理论和多层膜系矩阵方法对涂层的光谱反射率进行了计算,讨论了表面形貌对涂层光学性能的影响。     

光谱选择性吸收涂层中的衬底金属

采用平面磁控溅射技术在玻璃上制备的金属铝膜,随氩气压强的升高及膜层的加厚而铝膜表面变得粗糙、反射率下降。以渐变不锈钢-碳为吸收层,分别以铝膜、不锈钢膜及玻璃为衬底构成的选择性吸收涂层,太阳吸收率可达95％(AM2),热发射率则分别为0.05、0.18及0.63。光谱选择性吸收涂层的热发射率主要取决于衬底材料的红外反射率。     

多级离子注入法制备太阳选择性吸收膜

尝试采用离子注入法制备太阳选择性吸收膜层.利用多级离子注入后纵向浓度分布呈梯度分布的原理,对纯铝表面溅射Ti膜后进行了3种方案的多级N离子注入.测试了样品的吸收率和发射率,对各方案制备的样品进行了性能比较,并用x射线衍射仪分析了物相组成,用俄歇扫描系统分析了纵向元素的分布,用弯折法测试了膜层结合力.结果发现,膜层吸收率均在0.94以上,但发射率普遍偏大.太阳选择吸收性最好的样品吸收率a为0.95、发射率e为0.21,膜层中含有TiN0.76、TiN0.6O0.4、TiO、Al2、Ti、Al3、Ti等物相,氮元素在纵向由最表面到铝基体梯度递减,膜层与基底结合力良好.     

阳极氧化铝电解着色选择性吸收涂层：钴盐电解着色

本文报道了在铝底材上采用磷酸溶液阳极氧化,钴盐电解着色方法制备的太阳能选择性吸收层。该吸收层的吸收率α_s=0.92—0.94,法向发射率ε_n=0.10—0.17。着色层经200℃加速试验及室外曝晒试验,光学性能无明显变化。氯化钠溶液内长期浸泡试验和磨损试验表明,该着色膜具有良好的耐蚀性和耐磨性。AES分析和X射线衍射分析表明,着色吸收膜是由多孔氧化铝、氢氧化铝和沉积在孔底的α钻构成。     

C-HRA-5和HR3C钢在650℃超临界水中的高温氧化行为

在650℃和压力为27 MPa的蒸汽中对太原钢铁(集团)有限公司产C-HRA-5(简称C5)钢和HR3C奥氏体耐热钢进行了不同氧化时间的超临界水蒸气氧化试验,研究了不同氧化时间表面氧化层的形貌和结构组成,并分析了氧化层截面形貌及氧化机制。结果表明:材料在200 h之前增重较快,而氧化时间在200~2000 h氧化速率较慢,这说明材料在超超临界水环境中的氧化可以分为保护性氧化膜的生长和致密氧化膜形成后材料缓慢氧化2个阶段。随氧化时间延长到2000 h,2种钢均形成了外层为Fe₂O₃和Fe₃O₄,内层为致密的Cr₂O₃和(Fe,Ni)Cr₂O₄的双层氧化层结构。C5钢和HR3C钢在650℃超临界水蒸气中的抗氧化性能相近,均可以作为高参数等级超超临界电站锅炉关键部位的备选材料。     

干涉型太阳选择性吸收涂层的光学性能设计

利用等效媒质理论对铝复合单层膜的光学性能进行了计算并以此为基础优化设计了具有干涉效应的铝复合选择性吸收涂层，该吸收层为两层时膜系谱曲线具有明显的干涉效应，与多层吸收层膜系相比其发射率低，吸收率二者相同，随温度的升高，发射率的变化前者较后者缓慢，实际制备了金属填充因子ｆａｌ为０．３８，０．２４的铝复合膜为吸收层，ＡｌＮ，Ａｌ２Ｏ３为减反射膜构成的膜系，其光谱线曲线与优化的理论曲线吻合较好。     

Al-AlN选择性吸收涂层性能分析及光学模拟

研究了双层Al-AlN吸收层加减反射层结构膜系,并对这种结构膜系涂层性能进行分析和模拟,在模拟得到单层Al-AlN层的膜厚和填充因子基础上,工艺优化制备得到的Al-AlN选择性吸收涂层吸收率达到0.942,100℃发射率为0.044,聚光比为1条件下,光热转换效率为0.89。     

Al-AlN选择性吸收涂层性能分析及光学模拟

研究了双层Al-AlN吸收层加减反射层结构膜系,并对这种结构膜系涂层性能进行分析和模拟,在模拟得到单层Al-AlN层的膜厚和填充因子基础上,工艺优化制备得到的Al-AlN选择性吸收涂层吸收率达到0.942,100℃发射率为0.044,聚光比为1条件下,光热转换效率为0.89.     

平板太阳能集热器热损系数及稳定性研究

为分析空晒对平板太阳能集热器热损的影响,通过准稳态的测试方法,得出3种涂层（蓝膜、黑铬、阳极氧化）集热器的热性能。此外,也分析了总热损系数随吸热板的平均温度、环温和风速等因素的变化趋势。分析结果表明,经过长期的空晒老化,蓝膜、黑铬和阳极氧化太阳能集热器的总热损系数分别为5.072、5.246和5.996 W/（m²·K）,总热损系数的决定性因素为吸热板平均温度和发射率,风速和倾斜角是其重要影响因素,环境温度对总热损系数的影响较小。通过理论计算得出的总热损系数与实验数据拟合得出的系数相对误差不超过4%,说明所给出的不同涂层性能的计算结果具有较好的准确性。通过扫描电镜的观测分析,说明了在抗腐蚀、抗氧化和热稳定性方面,黑铬和阳极氧化涂层优于蓝膜涂层。避免平板太阳能集热器长期高温空晒,降低涂层发射率可有效减小集热器的总热损系数。     

阳极化铝电解着色选择性吸收涂层

本文报道了在铝底材上采用阳极氧化、电解着色方法制备的太阳能选择性吸收涂层。其太阳吸收率α_s=0.92-0.96,法向发射率ε_n=0.1-0.2。镀层经200℃加速试验及室外曝露试验,光学性能无明显变化。最后讨论了影响涂层光学性能的因素,并对薄膜结构进行了分析。     

AlxGa1—xAs／GaAs太阳电池减反射膜的研究

以太阳电池的短路电流积分表达式为依据，应用减反射膜的光学原理，对具有阳极氧化、ＳｉＯ和ＳｉＯ２三种减反射膜的ＡｌｘＧａ１－２Ａｓ／ＧａＡｓ太阳电池分别进行了反射光谱、短路电流、开路电压的实验测试。研究表明，阳极氧化膜、ＳｉＯ膜具有良好的减反射性能，而ＳｉＯ２膜的减反射性能较差。     

基底及HMVF层厚度变化对NbSiN/NbSiNO/Si3N4 涂层光学性能的影响

采用多靶磁控溅射镀膜机,以在Si靶上加Nb片的方法分别在Cu和单面抛光不锈钢(SS)基底上制备NbSiN/NbSiNO/Si3N4和Mo/NbSiN/NbSiNO/Si3N4多层膜。用α-step台阶仪(DEKTAK IIA)测量膜层厚度,UVPC3100分光光度计和傅里叶红外光谱仪(EXCALIBUR FTS 3000)对样品的光学性质进行表征。实验表明:在Cu基底上制备的涂层吸收率α=0.90,发射率ε=0.12;以SS为基底,红外反射层Mo的厚度约为230nm时,在λ2.5μm范围内反射率最高,达到90%以上。高金属体积分数吸收层(HMVF)厚度约为80nm时吸收率α=0.95,发射率ε=0.33;真空下500℃和600℃各20h退火后吸收率、发射率变化不大。     

电解着色阳极氧化铝涂层

电解着色阳极氧化铝涂层具有优良的光学性能,其太阳吸收率达0.91—0.06,红外发射率只有0.1—0.2。在200℃工作条件下,该涂层的光学性能十分稳定,若在400℃下进行短时间处理,还可使它的发射率进一步下降。因此,它是一种很有前途的新型选择性吸收涂层。     

氧化钴高温光谱选择性吸收涂层

本文讨论了氧化钴高温光谱选择性吸收涂层的制备方法、性能及组成。其太阳光谱吸收率为0.89-0.92,红外发射率为0.15-0.20。涂层与底板结合牢固,耐温在600℃以上。     

铝合金型材阳极氧化工艺的节电降耗

1阳极氧化的作用与机理铝及铝合金有许多优良性能，是工程、日常生活、家用电器等应用非常广泛的轻金属。铝材搁置在常温空气中，它的表面被氧化并覆盖一层氧化铝膜，但是这层膜的厚度仅见纳米（10(-6)mm），其耐磨性、耐蚀性能都十分差。为了提高铝合金型材的耐磨、耐蚀性，通常都必须对铝型材进行表面处理，阳极氧化是铝型材广为应用的、有效的表面处理方法。铝合金型材的阳极氧化工艺，通常是将铝型材先经脱脂、碱洗、中和、水洗等预处理，然后将其作为阳极在处理槽中用电解法进行表面处理，从而在铝型材表面生成一层有足够厚度（10μm以…     

实验炉内钢坯传热过程及其氧化烧损的数值模拟研究

以实验加热炉为研究对象,建立三维非稳态钢坯加热过程的氧化烧损模型,并根据等效热阻法和等效质量法,将钢坯加热时氧化层的动态增长过程,转化为氧化层的当量导热系数和当量密度的动态变化过程.基于数值模拟方法,研究了实验炉内钢坯加热过程中表面氧化烧损量以及氧气浓度、所处位置的氧化层对钢坯加热过程的影响及其氧化烧损量随时间变化规律.结果表明:在钢坯加热的过程中,氧化层增大了钢坯与烟气之间的换热热阻,加热到最终温度时,换热热阻是原来的2倍,钢坯升温速率明显减小;在炉内的加热时间越长,钢坯氧化烧损逐渐增加,到一定程度之后趋于平缓;当加热到相同温度,氧气浓度从0.41％升至0.995％时,氧化烧损量从9.5 kg/m2增加到16.8 kg/m2.     

基于模拟烟气的鼓泡式碱式硫酸铝脱硫与氧化性能

基于碱式硫酸铝(碱铝)解吸法脱硫技术,利用燃煤模拟烟气,在鼓泡脱硫装置中研究入口SO_2浓度、烟气流量对脱硫与氧化的影响。结果表明:相同的烟气流量下,脱硫效率随通气时间的延长逐渐降低,高入口SO_2浓度的降低速率较快,但在脱硫350 min的终点时刻仍能达到92%以上;相同的入口SO_2浓度下,脱硫效率随烟气流量的增加整体上仍然呈下降趋势,这与通气量增加带来的碱铝消耗加快以及脱硫有效接触时间降低有关;碱铝脱硫过程中,SO_3~(2-)氧化率和氧化速率随脱硫时间延长而增加,不同条件下的脱硫终点氧化率达到20%以上,这对碱铝的再生不利;入口SO_2浓度是脱硫效率、氧化速率的主要影响因素,烟气流量是氧化率的主要影响因素,较低的通气流量和入口SO_2浓度对高脱硫效率的维持时间有利。     

钙离子对质子交换膜燃料电池性能衰减机理研究

采用试验方法,通过向质子交换膜燃料电池(PEMFC)的电极(阳极和阴极)注入2种浓度(200和500 mg/L)的Ca~(2+)溶液,研究Ca~(2+)对PEMFC电化学性能的影响;通过扫描电镜(SEM),能量散射谱仪(EDS)和电子探针(EPMA)对经Ca~(2+)污染20 h后的电池性能的衰减机理进行研究。实验结果表明,经200和500 mg/L Ca~(2+)污染PEMFC阳极20 h后,电池的电化学性能衰减明显,随着Ca~(2+)浓度的增加,电池电化学性能衰减程度增大;SEM和EDS实验结果表明,经500 mg/L Ca~(2+)污染PEMFC阳极20 h后,阴、阳两极的气体扩散层分别与阴、阳两极的催化层剥离,在质子交换膜、阳极催化层、阳极气体扩散层以及阴极气体扩散层均发现Ca元素,在质子交换膜上Ca元素含量高于其他部件上;EPMA实验结果表明,Ca~(2+)污染PEMFC阳极后,Ca元素主要存在于质子交换膜上;研究结果表明,PEMFC电化学性能衰减的机理主要是由于Ca~(2+)与质子交换膜中的质子发生离子交换反应并取代质子交换膜中的磺酸根基团上的质子形成新的磺酸盐结构所致。     

功能表面降膜蒸发传热特性的实验研究

研究了处理表面镀铬铝管、PTFE铜管和纯铝氧化管水平管降膜蒸发传热，研究了喷淋密度、热流密度、管内蒸汽速度和管表面处理对降膜蒸发传热特性的影响。实验结果表明：在表面蒸发区，水平管降膜蒸发传热系数随热流密度的增加而提高，随喷淋密度增大先降低后升高，冷凝例传热系数基本保持不变。总传热系数对操作条件变化很不明显，表面阳极氧化膜使传热系数略有下降，但由于其优良的抗垢时蚀性能，非常有必要再进行深入地研究。     

活塞阳极氧化膜厚度控制

铸造铝合金具有优良的机械性能,经硬质阳极氧化后有着较高的表面硬度(HV3500Pa以上),因而广泛用于内燃机配件的活塞上。活塞硬质阳极氧化处理,主要是处理头部,以保护活塞头部及头部环槽,防止因高温所产生的熔融、开裂积炭和磨损。其寿命是未经硬质阳极氧化活搴的四倍左右。活塞是一种尺寸精度要求很高的零件,一般产品图要求硬质阳极氧化膜厚度控制在0.05～0.08mm范围内,而活塞经硬质阳极氧化后所增加的尺寸是氧化膜厚度的一半