[发明专利]一种二硼化锆-氧化锆基高温太阳能吸收涂层及其制备方法

权利要求书

1.一种二硼化锆-氧化锆基高温太阳能吸收涂层，其特征在于：该涂层采用三层复合结构，自基底表面向上依次为红外反射层、吸收层和减反射层，所述红外反射层为金属钼Mo；所述吸收层为二硼化锆ZrB₂和氧化锆ZrO₂的复合陶瓷，所述复合陶瓷中二硼化锆ZrB₂和氧化锆ZrO₂均为非晶态，所述二硼化锆ZrB₂和氧化锆ZrO₂的复合陶瓷吸收层是由直流磁控溅射二硼化锆ZrB₂所得，氧化锆ZrO₂由二硼化锆ZrB₂部分氧化得到；所述减反射层为氧化铝Al₂O₃。

2.根据权利要求1所述的一种二硼化锆-氧化锆基高温太阳能吸收涂层，其特征在于：所述红外反射层是金属钼Mo薄膜，金属钼Mo薄膜厚度为300-600纳米。

3.根据权利要求1或2所述的一种二硼化锆-氧化锆基高温太阳能吸收涂层，其特征在于：所述吸收层厚度为50-120纳米。

4.根据权利要求3所述的一种二硼化锆-氧化锆基高温太阳能吸收涂层，其特征在于：所述减反射层厚度为50-120纳米，且氧化铝Al₂O₃为非晶态。

5.根据权利要求1或4所述的一种二硼化锆-氧化锆基高温太阳能吸收涂层，其特征在于：所述基底为不锈钢或镍基合金，且基底表面的粗糙度为3-8纳米。

6.上述任一权利要求所述的一种二硼化锆-氧化锆基高温太阳能吸收涂层的制备方法，其特征在于按照以下步骤进行：

（1）红外反射层的制备：采用纯度为99.99%的金属钼Mo作为靶材，采用直流磁控溅射，将真空室预抽本底真空至1.0×10^-6-7.0×10^-6 Torr；其中钼靶材的溅射功率密度为1-5W/cm²，溅射沉积时氩气的进气量为20-80 sccm，开始在吸热体的基底上沉积金属钼Mo薄膜，金属钼Mo薄膜厚度为300-600 nm；

（2）吸收层的制备：红外反射层制备完毕后，采用纯度99.99%的二硼化锆ZrB₂作为磁控溅射靶材, 其中二硼化锆ZrB₂采用直流磁控溅射，将真空室预抽本底真空至1.0×10^-6 -7.0×10^-6 Torr；开始在金属钼Mo薄膜吸热体基底上沉积二硼化锆，其厚度为50-120 nm；其中二硼化锆靶材的溅射功率密度为4-10 W/cm²，溅射沉积时氩气的进气量为20-80 sccm；

（3）减反射层的制备：吸收层制备完毕后，以纯度99.99%的Al₂O₃作为靶材，调节Al₂O₃靶材的溅射功率密度为4-8 W/cm²，溅射沉积时氩气的进气量为20-80 sccm，采用射频磁控溅射在吸收层上溅射制备减反射层，厚度为50-120 nm，最终得到二硼化锆-氧化锆基高温太阳能吸收涂层。

7.根据权利要求6所述的一种二硼化锆-氧化锆基高温太阳能吸收涂层的制备方法，其特征在于：红外反射层、吸收层、减反射层溅射时基底不锈钢或镍基合金的温度为100-250℃。