激光熔敷制备多尺度TiC/TiN基金属陶瓷选择性吸收涂层的研究开题报告

 2021-11-02 08:11

1. 研究目的与意义(文献综述包含参考文献)

1.1.研究背景与现状

太阳能是目前最环保的可再生能源,最简单的太阳能利用方法是使用太阳能吸收器的光热转换[12]。太阳能接收器是主导聚光太阳能发电(csp) 整体性能的关键部分之一,为了提高发电系统的效率,在不低于600℃的高温下,该涂层对波长λ<2.5μm 的区域应具有高的太阳吸收率,在λ>2.5μm 的红外区域(ir)应具有低的热发射率。因此,需要具有更好光学性能和优异耐热性的新型光谱选择性表面材料用于太阳能热发电。

随着能源的日益枯竭,太阳能的开发利用成为研究热点,太阳能的光热转化主要通过太阳能吸收涂层实现。太阳能选择性吸收涂层[16]是一类对太阳光能量辐射主要区域(紫外可见近红外区)高吸收、中远红外低发射性能中远红外低发射性能的涂层,其制备方法主要有磁控溅射法、涂料法、化学沉积法、真空蒸镀法等,然而这些制备方法均分别存在一些问题,如生产成本高、发射率高、污染大、制备工艺复杂等。

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2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

目前,每一种选择性涂层及其制备方法,各有其不足。阳极氧化法的技术投资大、成本高;电镀黑铬涂层的制备,投资大,且存在环境污染;黑钴涂层成本高,黑镍涂层耐蚀性差;涂料型黑漆存在热发射比高,热损失大,且难于清洗,寿命短的问题。

首先,用有限元方法建立了计算熔池温度场的三维数学模型,使用 SYSWELD软件对熔覆过程中的温度场进行分析; 然后,采用涂覆法和激光熔覆法相结合的方法制备选择性吸收涂层,即在涂覆法制备吸收涂层的基础上,利用激光熔覆法对它进行后处理; 最后,与模拟结果进行比较验证,分析比较熔覆前后涂层的相组成、表面形貌和光学性能。

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