0L:10133745ssml001-0敛20000L0] 第22卷第1期 北京科技大学学报 VoL22 No.I 2000年2月 Journal of University of Science and Technology Beijing Feb.2000 干涉型A-NO选择性吸收表面的研究 谢光明” 李金许) 高汉三》 尹万里” )北京市太阳能研究所，北京1000832)北京科技大学材料科学与工程学院，北京100083 搞要利用ANO选择性吸收层之间产生的干涉效应，改善吸收表面的光学性能（吸收率 α和发射常).通过工艺实验确定了2种不同金属填充因子的双吸收层结构.与多层渐变吸收 表面相比双吸收层结构吸收表面具有膜系结构简单、高温下性能稳定、发射率较低等优点.吸 收表面的吸收率a为0.930.5，发射率353K)为0.040.06. 关健词有效介质理论：干沙：填充因子：磁控藏射 分类号TK512 多层渐变A-N-AI,A-NO复合材料选择 面上的反射，增加吸收效果，双吸收层结构如图 性吸收涂层的研制已有10多年的历史甲.前者 1所示. 已被广泛地应用于全玻璃真空管，而后者则主 要用于金属吸热体的热管式真空集热管，这类 涂层靠多层吸收膜来提高吸收能力，很容易引 起发射率的升高.主要原因是当多层吸收膜过 厚或金属填充因子过高时，会使吸收截止波长 向长波方向移动，当温度升高时，发射率的变化 图1双吸收膜层结构示童图 更加刷烈，因此，多层渐变涂层一般只能在较低 Fig.1 Schematic diagram of a selectire absorbing surface 温度下(~200℃)使用.由于热管式真空集热管 with two sablayers 排烤温度和工作温度都比较高，在实践中发现 1高红外反射率金属层：2AN0吸收层（高填充因 子)：3AN-0吸收层（低填充因子）：4A-N0介质减 有些集热管涂层发生变色以至性能退化等现 反射层。 象.为了克服上述现象，我们对膜层的结构进行 1.2膜层设计 了改进，利用膜层的干涉作用，通过研究实验， 在确定ANO干涉吸收膜层厚度和填充 采用了双吸收层结构，减少吸收层数并降低填 因子时关键要知道膜层的（折射率），（消光系 充因子，得到满意的选择性吸收效果。 数)值即复折射率N=+闲才能进行理论计算， A1-NO吸收膜为复合材料粒子薄膜（金属铝粒 1干涉作用与膜层设计 子夹杂在氨化铝及氧化铝组成的介质基体中)， 11干涉吸收膜层结构 至今尚未找到能够适用于任意粒子形状、直径 采用双吸收层结构既使膜层的层数和厚度 及粒子分布状况的粒子膜的计算通式，一般 都有所降低，也降低了涂层的发射率，但同时可 都采用有效介质理论四.该理论是将适用于一个 导致吸收率的下降.在膜层吸收系数比较低的 粒子的无粒子直径限制的理论用于上述粒子膜 情况下，为了保证涂层具有足够的吸收率，必须 的集合体上，其中包括Maxwell-Garnet(MG)理 尽量利用膜层之间的干涉作用，通过调整膜层 论和Bruggeman(Br)理论，分别表达如下： 的干涉厚度d和填充因子∫使干涉峰压低或转移 MG)(G-(+2)=G-)/(G+2)(1) 到太阳能量密度较低的长波区域内.同时，在表 (Br)fG-9/G+20+1-G-)(G+20=0(2) 层加减反射膜以降低可见光在吸收层与空气界 式中，，分别为金属介质复合材料、金属粒 子和介质基体的介电常数，与波长有关。 1999-10-24收稿 谢光明男，52岁，副研究员DOI ：10．13374／j ．issn1001－053x．2000．01．041