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新材料 | 高熵合金，可實現(xiàn) 93.5% 的高太陽能吸收率！
作為合金材料領域的新秀，高熵合金超越了傳統(tǒng)的合金設計理念，具有五種以上的元素，每種元素的摩爾比為5~35%。由于其高組態(tài)熵，通常呈現(xiàn)簡單的固溶體結(jié)構(gòu)。高熵合金具有優(yōu)異的力學性能、耐高溫性、耐磨性、耐腐蝕性和耐輻射性，在許多領域顯示出巨大的發(fā)展?jié)摿?。光學模擬結(jié)合磁控濺射制備太陽光譜選擇性吸收膜最近，由中國科學院蘭州化學物理研究所副教授高湘湖和劉剛教授領導的研究小組制備了一系列高熵合金基，通過成分調(diào)整、構(gòu)象熵優(yōu)化和使用高熵氮化物的結(jié)構(gòu)設計，實現(xiàn)高溫和太陽能選擇性吸收涂層。研究人員設計了一種彩色太陽能選擇性吸收涂層，該涂層由鋁、高熵合金氮化物、高熵合金氮氧化物和二氧化硅組成的紅外反射層組成。它可以達到93.5%的高太陽吸收率和較低的熱發(fā)射率，超過普通合金的10%。研究人員發(fā)現(xiàn)，單層高熵合金氮化物陶瓷也具有良好的固有吸收特性。因此，制備了一種簡單的涂層。它們使用高熵合金氮化物作為吸收層，SiO2或Si3N4作為增透層。涂層的吸收率可達到92.8%，發(fā)射率小于7%，在650°C的真空條件下可穩(wěn)定300小時。光譜選擇性吸收機理和熱穩(wěn)定性研究研究人員將吸收涂層沉積在不同的基材上，制備的涂層仍保持了優(yōu)異的光學性能，實現(xiàn)了鋁箔涂層的大規(guī)模制備。通過對不同入射角下吸收光譜的研究，發(fā)現(xiàn)該吸收涂層在入射光角度0-60°范圍內(nèi)具有良好的吸收性能。研究人員模擬陽光照射吸收體表面。在陽光照射下，涂層表面溫度超過100℃，表明該材料在界面水蒸發(fā)領域具有重要的應用價值。上述工作開發(fā)了一種具有優(yōu)異光學性能和耐高溫性能的高溫太陽光譜選擇性吸收涂層，拓展了高熵合金在新能源材料領域的功能應用。
