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編者按：由于基材與涂層材料有各自的特性，復合在一起就會造成相互影響，從而影響新材料的性能和使用壽命。不同的應用需求選擇不同的涂層材料，在比較和競爭中共同發(fā)展，這是行業(yè)發(fā)展的原動力。黑鉻涂層產品在該類材料的特性中有無可比擬的性價比優(yōu)勢，特別在與建筑一體化應用中的安全性。該類別的新材料從制備到功能滿足，涉及了多學科、多領域，通過不斷的吸收消化，應有更大的發(fā)展前景。

目前，平板集熱器中吸熱板主要應用材料有：陽極氧化、黑鉻和“藍膜”三大類，而且在市場還形成了一個高、中、低檔之分，實際上這只能是從表面現(xiàn)象的一個主觀判斷，客觀上我們應從材料自有的本質性能，結合實際的使用狀況，來理性分析與選擇。在這里，我想從材料及應用的角度，闡述一下對它們的理解。

一、吸收材料是由基材和涂層材料復合后形成的有特殊功能的一種新材料。

基材通常我們可選擇是熱傳導性能較好，便于規(guī)模生產和加工的金屬材料，主要是銅、鋁、鋼材等，比較而言，銅基材最為理想，但價格偏高;鋁、鋼基材使用性能稍差一些，但價格相對較低，成為了首選。

1.涂層材料5大類

涂層材料：主要解決太陽光譜的選擇性吸收功能，根據其吸收原理可分五大類：①本征吸收涂層(半導體和過渡金屬)

②光干涉型涂層(TiOxNy)

③多層漸變膜型涂層(漸變Al-N/Al)

④金屬陶瓷復合涂層(M-AlN)

⑤光學陷阱涂層。

2.統(tǒng)一考慮涂層與基材復合后的性能

由于基材與涂層材料有各自的特性，復合在一起就會造成相互影響，從而影響新材料的性能和使用壽命。例如一般涂層的耐蝕性都較好，而基材的耐蝕性較差;基材的物理性能較好，而涂層材料的物理性能相對較差。因此我們不能孤立分析涂層或金屬基材，而是應統(tǒng)一考慮它就是一種有特殊性能的新材料，根據該類新材料的使用需求，應有如下性能要求：

①光熱性能：吸收率α發(fā)射率ε衰減率x

②結合力性能

③耐蝕性、耐濕熱疲勞性

④韌性和熱膨脹性

⑤焊接性能

⑥分子結構的穩(wěn)定性能。

二、電鍍黑鉻涂層材料分析

1.黑鉻涂層不但具有優(yōu)良的光學性能，而且具有非常優(yōu)異的耐蝕和耐濕熱疲勞性能，特殊結構材料的表面現(xiàn)應使得它具有高穩(wěn)定的結構狀態(tài);

2.黑鉻涂層主要通過電鍍方法制備，優(yōu)點：適合連續(xù)規(guī)模生產，便于生產過程控制;涂層與基材的以化學鍵的方式結合，結合力最佳;通過優(yōu)化工藝，選擇功能性的中間鍍層，提高新材料整體綜合性能水平;投資較小。

3.海達克公司的各類黑鉻涂層材料工廠標準如下：

4.海達克公司自2006年開始批量供應黑鉻涂層材料近八年，從國內外的客戶反饋信息看，目前尚無一例因涂層產品功能和物理化學破壞造成損失，也佐證了這種涂層材料的穩(wěn)定性。

5.海達克公司的黑鉻涂層產品已具規(guī)模，特別是整板鋁帶線通過1年多的持續(xù)改進，品質、生產管控以及客戶服務均逐漸成熟。

三、“藍膜”涂層材料分析

1.“藍膜”涂層材料具有極好的光學性能，同時具有非常優(yōu)良的高溫性能，膜層自身的耐蝕性能也非常好;

2.“藍膜”主要通過物理氣相沉積和磁控濺射實現(xiàn)，加工制備過程可實現(xiàn)全自動控制;

3.“藍膜”涂層材料的缺陷如下：

①非常大的投入，復雜的設備系統(tǒng)和工藝控制系統(tǒng)很難降低成本，有非常明顯的技術門檻;

②由于膜層非常薄，且與基材的韌性及熱膨脹系數相差較大，在相對惡劣的環(huán)境下，涂層表面易產生微裂紋，從而腐蝕基材并造成固氮功能減退變色;

③由此設制了使用條件：在真空或還原保護氣氛下非常合適，或者密封非常好，或者在高寒地區(qū)或干燥地區(qū)使用較好，這樣可以延長使用壽命。

四、陽極氧化著色涂層材料分析

1.陽極氧化著色涂層材料也具有較好的光學性能，同時其高溫穩(wěn)定性和耐蝕性也較好;

2.制備裝備和工藝均較簡單，技術門檻較低，所以生產成本低;

3.陽極氧化著色涂層材料的致命缺陷，主要是壽命較短，這是由它的特性決定的。鋁材通過反復在酸液中電解氧化形成多孔的氧化鋁膜后，再在Ni、Sn電解液中交流電解，形成錫鎳合金與多孔的氧化鋁膜組合成藍黑色的復合涂層，具有光譜選擇性吸收動能，而錫鎳合金此時是以金屬間化合物存在在涂層中的，金屬間化合物主要是分子結構不穩(wěn)定，在一定條件一定時間后，會分解成分子結構更穩(wěn)定的氧化物，此時選擇性功能性就會大幅下降。

五、總結

1.不同的應用需求選擇不同的涂層材料，在比較和競爭中共同發(fā)展，這是行業(yè)發(fā)展的原動力。

2.黑鉻涂層產品在該類材料的特性中有無可比擬的性價比優(yōu)勢，特別在與建筑一體化應用中的安全性。

3.該類別的新材料從制備到功能滿足，涉及了多學科、多領域，通過不斷的吸收消化，應有更大的發(fā)展前景。

原標題：太陽能光譜選擇性吸收材料應用分析