[發明專利]基于電射流沉積具有高紅外反射率的微疊層薄膜制備方法

有效

• 申請號: 202110050023.3
• 申請日: 2021-01-14
• 公開（公告）號: CN112877685B
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發明（設計）人: 王冉;鄧建新;張志慧
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: C23C24/08
• 分類號: C23C24/08;B22F1/10;B22F9/04;B22F7/02
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 李圣梅

本公開提供了基于電射流沉積具有高紅外反射率的微疊層薄膜制備方法，步驟包括：采用電射流方法在預處理過的基體表面依次沉積金屬間化合物?碳化物復合薄膜和金屬氧化物薄膜，形成具有多層結構的微疊層薄膜；采用電射流方法沉積多層微疊層薄膜，設備簡單、可控性強、沉積速率高，同時制備的微疊層薄膜致密度高，薄膜表面氣孔少和微裂紋少，且薄膜具有較高的紅外反射率；解決了旋涂法對實驗環境要求高且制備的薄膜不均勻和激光熔覆法的激光熔覆設備昂貴，而且得到的涂層內部氣孔較多，涂層組織不均勻，這使得涂層具有較低的紅外反射率的問題。

技術領域

本公開涉及基于電射流沉積具有高紅外反射率的微疊層薄膜制備方法。

背景技術

本部分的陳述僅僅是提供了與本公開相關的背景技術信息，不必然構成現有技術。

長期以來，自然界中一些天然的復合材料如竹、木、骨、貝殼等具有優異的力學性能；尤其是貝殼珍珠層,在長期的進化過程中，達到了強、韌的最佳配合,人們根據其結構原理，在新材料制備時逐步進行了結構上的仿生。尤其是1990年Clegg等人模仿生物材料結構創造性地制備了SiC薄片與石墨片交替疊層結構復合材料以來,通過疊層進行結構強韌化的方法，已被廣泛用于制備高性能的復合材料。金屬間化合物和陶瓷材料具有優異的高強度及高溫性能,可被應用在各個領域。但它們本身的物理性能,如低溫脆性和對環境剝蝕的敏感性,使它們的應用受到限制。因而，應通過和其他材料進行疊層來補償這些材料內在性能的不足。

太陽能作為一種取之不盡、用之不竭的清潔可再生能源，其在替代傳統化石能源，以緩解環境污染和能源危機上具有廣闊的發展前景。為了實現較高的光熱轉換效率，太陽能薄膜作為太陽能集熱器中的核心部件，應在中長波段(2.5～25μm)具有較高的紅外反射率。金屬-陶瓷型太陽能薄膜因其優異的光學性能，成為近年來的研究熱點。通常金屬-陶瓷基太陽能薄膜由過渡金屬及過渡金屬氧化物、碳化物或氮化物組成，如Cr-Cr₂O₃、Co-WC、TiC-Ni/Mo、Ti-AlN、等。然而，Cr₃C₂的耐磨耐腐蝕性能優異，并且其耐高溫性能(1100℃穩定)比WC(500℃穩定)好，同時成本較低；Ni₃Al金屬間化合物的特殊的晶體結構也賦予了它具備優良的高溫材料所期望的性質特性。由于Cr₃C₂和Ni₃Al物理和化學相容性較好，目前Ni₃Al-Cr₃C₂復合材料研究方面開展了一些工作。另外，致密的Al₂O₃減反膜可以起到很好的封孔作用，改善表面缺陷，因此，可以通過將Ni₃Al-Cr₃C₂復合薄膜和Al₂O₃薄膜構成微疊層薄膜來提高其紅外反射率，以此提升微疊層薄膜的光學性能和服役性能。

目前，國內外關于制備Al₂O₃薄膜的主要方法有旋涂法，溶膠凝膠法和離子鍍等。關于制備Ni₃Al-Cr₃C₂復合材料主要方法有激光熔覆和表面堆焊等。