通入纯度为99.999%的O2作为反应气体，流量逐渐增加，由O增加至30sccm。调节派射气压为4.5 X 10 1Pa0开启Mo革巴和Al革巴电源，Mo革巴功率为23KW，Al靶功率为15KW，通过阴极电压监控系统控制Al靶溅射电压为330-400V，利用中频-直流共溅射方式沉积15min，制备80nm的MoxAl1 ,OyN1 y膜。
[0035]步骤三:制备减反射层；选用纯度为99.99%的Al靶，通入纯度为99.999%的Ar作为溅射气体，流量为180sccm，通入纯度为99.999%的N2作为反应气体，流量为50sccm，通入纯度为99.999%的O2作为反应气体，流量为20sccm。调节溅射气压为5.0 X 10 'pao开启Al靶，功率为15KW，通过阴极电压监控系统控制溅射电压为330-400V，利用中频磁控派射沉积30min，制备60nm的AlON膜。
[0036]步骤四:制备保护层；选用纯度为99.99%的Si靶，通入纯度为99.999%的Ar作为溅射气体，流量为180sccm，通入纯度为99.999%的N2作为反应气体，流量为60sccm，通入纯度为99.999%的O2作为反应气体，流量为lOsccm。调节溅射气压为5.0 X 10 1Pa0开启Si靶，功率为10KW，利用中频磁控溅射沉积30min，制备30nm的S1N膜。
[0037]所制备的涂层吸收率为0.94，发射率为0.05 (82°C )，耐温温度达到300°C，按照国标GB/T 6424-1997进行盐雾试验，96h后涂层性能衰减为2 0Z0o
[0038]实施例2
[0039]以WZWxAl1 ,OyN1 y/AlN/Al203/Si0N光谱选择性吸收涂层为例，其制备步骤如下:
[0040]步骤一:制备金属红外高反射层；采用金属W靶(纯度为99.99% )直流磁控溅射方法，将真空室预抽真空至1.0X10 3pa,通入纯度为99.999 %的Ar作为溅射气体，流量为180sccm，调节溅射气压为4.5X10 W开启W靶，功率为20KW，溅射15min，制备150nm的
[0041]步骤二:制备吸收层；选用纯度为99.99%的W靶和纯度为99.99%的Al靶，通入纯度为99.999%的Ar作为溅射气体，固定Ar流量为180sccm，通入纯度为99.999%的N2作为反应气体，固定流量为120SCCm，通入纯度为99.999%的O2作为反应气体，流量逐渐增加，由O增加至40sccm。调节溅射气压为5.0X10 1Pa13开启W靶和Al靶电源，W靶功率为20KW，Al靶功率为12KW，通过阴极电压监控系统控制Al靶溅射电压为330-400V，利用中频-直流共溅射方式沉积20min，制备90nm的WxAl1 ,OyN1 y膜。
[0042]步骤三:制备减反射层；选用纯度为99.999%的Al靶，通入纯度为99.999%的Ar作为溅射气体，流量为180SCCm，通入纯度为99.999%的队作为反应气体。调节溅射气压为5.0 X 10 W开启Al靶，功率为15KW，利用中频磁控溅射沉积20min，制备40nm的AlN膜；之后关闭N2，通入纯度为99.999%的O2作为反应气体，流量为10sCCm，Al靶在15KW功率下派射15min，制备30nm的々1203膜。
[0043]步骤四:制备保护层；选用纯度为99.99%的Si靶，通入纯度为99.999%的Ar作为溅射气体，流量为180sccm，通入纯度为99.999%的N2作为反应气体，流量为60sccm，通入纯度为99.999%的O2作为反应气体，流量为lOsccm。调节溅射气压为5.0 X 10 1Pa0开启Si靶，功率为10KW，利用中频磁控溅射沉积30min，制备30nm的S1N膜。
[0044]所制备的涂层吸收率为0.95，发射率为0.05 (82°C )，耐温温度达到400°C，按照国标GB/T 6424-1997进行盐雾试验，96h后涂层性能衰减为2 0Z0o
[0045]实施例3
[0046]以M0ZMoxAl1 ,OyN1 y/Al203/Si3N4光谱选择性吸收涂层为例，其制备步骤如下:
[0047]步骤一:制备金属红外高反射层；采用金属Mo靶(纯度为99.99% )直流磁控溅射方法，将真空室预抽真空至1.0X 10 3pa，通入纯度为99.999%的Ar作为溅射气体，流量为180sccm，调节溅射气压为4.5 X 10 pa0开启Mo靶，功率为20KW，溅射20min，制备200nm的Mo膜。
[0048]步骤二:制备吸收层；选用纯度为99.99%的Mo靶和纯度为99.99%的Al靶，通入纯度为99.999%的Ar作为溅射气体，固定Ar流量为180sccm，通入纯度为99.999%的N2作为反应气体，固定流量为120SCCm，通入纯度为99.999%的O2作为反应气体，流量逐渐增加，由O增加至40sccm。调节溅射气压为5.0X10 1Pa0开启Mo靶和Al靶电源，Mo革巴功率为20KW，Al靶功率为12KW，通过阴极电压监控系统控制Al靶溅射电压为330-400V，利用中频-直流共溅射方式沉积20min，制备90nm的MoxAl1 ,OyN1 y膜。
[0049]步骤三:制备减反射层；选用纯度为99.999%的Al靶，通入纯度为99.999%的Ar作为溅射气体，流量为180SCCm，通入纯度为99.999%的O2作为反应气体，流量为30sCCm。调节溅射气压为5.0X 10 1Pao开启Al靶，功率为15KW，利用中频磁控溅射沉积35min，制备 70nm 的 Al2O3膜。
[0050]步骤四:制备保护层；选用纯度为99.99%的Si靶，通入纯度为99.999%的Ar作为溅射气体，流量为180sccm，通入纯度为99.999%的队作为反应气体，流量为60sccm。调节溅射气压为5.0X 10 1Pao开启Si靶，功率为10KW，利用中频磁控溅射沉积30min，制备30nm 的 Si3N4膜。
[0051]所制备的涂层吸收率为0.95，发射率为0.05 (82°C )，耐温温度达到400°C，按照国标GB/T 6424-1997进行盐雾试验，96h后涂层性能衰减为2 0Z0o
【主权项】
1.一种太阳光谱选择性吸收涂层，其特征在于:从基底向外，依次为金属红外高反射层、吸收层、减反射层和保护层，其中吸收层由过渡金属氮氧化物MoxAl1 ,OyN1 ,或WxAl1 ,OyN1 y构成，其中，x = 0.1-0.9，y = 0.1-0.9。2.根据权利要求1所述的太阳光谱选择性吸收涂层，其特征在于:所述基底的材质为不锈钢、Cu或Al。3.根据权利要求1或2所述的太阳光谱选择性吸收涂层，其特征在于:所述金属红外高反射层为纯金属W、Mo、Al、Cu、Au、Ag、Pt、N1、Cr中的任意一种，厚度为30_500nm。4.根据权利要求1所述的太阳光谱选择性吸收涂层，其特征在于:所述吸收层为成分渐变的多亚层结构，厚度为30-300nm。5.根据权利要求1所述的太阳光谱选择性吸收涂层，其特征在于:所述减反射层为Al的氮化物、氧化物和氮氧化物中的一种或几种薄膜的组合，厚度为10-300nm。6.根据权利要求1所述的太阳光谱选择性吸收涂层，其特征在于:所述保护层为Si的氮化物、氧化物和氮氧化物中的一种或几种薄膜的组合，厚度为10-300nm。7.—种权利要求1所述的太阳光谱选择性吸收涂层的制备方法，其特征在于:包括以下步骤: (1)采用直流磁控溅射法在基底表面制备金属红外高反射层； (2)采用Mo或W和Al纯金属靶，或者采用固定成分的MoAl或WAl靶，氩气、氮气和氧气气氛下共溅射形成吸收层； (3)选择Al靶，采用直流或中频磁控溅射法制备减反射层； (4)选择Si靶，采用直流或中频磁控溅射法制备保护层。
【专利摘要】本发明公开了一种太阳光谱选择性吸收涂层及其制备方法。该吸收涂层从基底向外，依次为金属红外高反射层、吸收层、减反射层和保护层，其中吸收层由过渡金属氮氧化物MoxAl1-xOyN1-y或WxAl1-xOyN1-y构成，其中，x＝0.1-0.9，y＝0.1-0.9。其制备方法，包括以下步骤：(1)采用直流磁控溅射法在基底表面制备金属红外高反射层；(2)采用Mo或W和Al纯金属靶，或者采用固定成分的MoAl或WAl靶，氩气、氮气和氧气气氛下共溅射形成吸收层；(3)选择Al靶，采用直流或中频磁控溅射法制备减反射层；(4)选择Si靶，采用直流或中频磁控溅射法制备保护层。本发明的吸收涂层具有光学性能优良、耐高温能力强、耐候性良好等特点，在制备工艺方面易于实现且调控简单，适用于平板集热器在我国的应用现状。
【IPC分类】B32B9/04, B32B33/00, C23C14/35, B32B15/04, C23C14/06, F24J2/48
【公开号】CN105605814
【申请号】CN201410686903
【发明人】杜淼, 郝雷, 杨海龄, 张子楠, 余航, 王笑静, 于庆河, 刘晓鹏, 蒋利军
【申请人】北京有色金属研究总院
【公开日】2016年5月25日
【申请日】2014年11月25日