Co_3O_4-CoAl_2O_4薄膜的热处理温度对Co-WC选择性涂层吸收性能的影响规律研究

目的提高Co-WC太阳能选择性吸收涂层的吸收性能。方法采用溶胶-凝胶法在超音速火焰喷涂(HVOF)制备的Co-WC涂层上涂覆Co_3O_4-CoAl_2O_4薄膜。在大气环境下,对样品进行梯度温度热处理,通过XRD表征在不同热处理温度下涂层的组成成分;利用FE-SEM和表面粗糙度仪观察涂层表面微观结构和测量涂层表面粗糙度;通过天平称量涂层质量变化来评价Co_3O_4-CoAl_2O_4涂层在不同温度下的服役性能;借助EDS分析Co_3O_4-CoAl_2O_4涂层的元素分布情况;使用UV-Vis-NIR分光光度计测试涂层的吸收性能。结果经过Co_3O_4-CoAl_2O_4薄膜改善后,Co-WC涂层的吸收性能提高。其中在650℃热处理温度下,Co_3O_4-CoAl_2O_4涂层的吸收率最佳,α=0.901,表面为典型的尖晶石结构,晶粒尺寸细小,表面粗糙度为3.519μm。650℃热处理温度下,Co_3O_4-CoAl_2O_4涂层在40 h抗超声震荡实验和20次抗热震实验中,相比其他热处理温度下的样品,质量变化最小,分别为14.9 mg和0.5 mg,且涂层的吸收率维持在0.89左右。结论Co_3O_4-CoAl_2O_4薄膜通过选取合适的热处理温度,可以在改善Co-WC涂层表面状态的同时,一定程度上提高吸收性能。

等离子喷涂Al_2O_3/TiO_2复合粉末的Sol-Gel法制备

传统热喷涂粉末由小颗粒粉体混合团聚制得,流动性差、致密度低,制得的涂层均匀性差、性能不稳定。以有机金属盐为原料,采用溶胶-凝胶法及喷雾干燥法制备出氧化钛质量分数为13%的氧化铝-氧化钛(AT-13)复合前驱体粉末。采用TG-DSC、XRD、FESEM、霍尔流量计研究了粉体反应机理、物相组成、微观结构及流动性能,同时利用维氏硬度计、FESEM-EDS对制得的涂层性能进行了分析比较。结果表明,凝胶经喷雾干燥工艺后可获得球形Ti(OH)4/Al OOH复合粉体,直径约为40μm;与传统团聚粉体相比,前驱体粉末流动性更为优异,为43 s/50 g;由该粉末制得的涂层表面光滑、元素分布均匀、力学性能稳定、耐磨损性能优良,平均显微硬度达873.8 HV0.3,磨损量较团聚粉末涂层减少三分之一。