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編者按：由于基材與涂層材料有各自的特性，復(fù)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(yīng)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(chǎn)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(yīng)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(lǐng)域，通過不斷的吸收消化，應(yīng)有更大的發(fā)展前景。

目前，平板集熱器中吸熱板主要應(yīng)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(yīng)從材料自有的本質(zhì)性能，結(jié)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(yīng)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(fù)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(chǎn)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(jù)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(fù)合涂層(M-AlN)

⑤光學陷阱涂層。

2.統(tǒng)一考慮涂層與基材復(fù)合后的性能

由于基材與涂層材料有各自的特性，復(fù)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(yīng)統(tǒng)一考慮它就是一種有特殊性能的新材料，根據(jù)該類新材料的使用需求，應(yīng)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(jié)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)材料的表面現(xiàn)應(yīng)使得它具有高穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)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(chǎn)，便于生產(chǎn)過程控制;涂層與基材的以化學鍵的方式結(jié)合，結(jié)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(yīng)黑鉻涂層材料近八年，從國內(nèi)外的客戶反饋信息看，目前尚無一例因涂層產(chǎn)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(chǎn)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(zhì)、生產(chǎn)管控以及客戶服務(wù)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(fù)雜的設(shè)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(shù)門檻;

②由于膜層非常薄，且與基材的韌性及熱膨脹系數(shù)相差較大，在相對惡劣的環(huán)境下，涂層表面易產(chǎn)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(shè)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(shù)門檻較低，所以生產(chǎn)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(fù)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(fù)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(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，在一定條件一定時間后，會分解成分子結(jié)構(gòu)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(jié)

1.不同的應(yīng)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(chǎn)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(yīng)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(lǐng)域，通過不斷的吸收消化，應(yīng)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(yīng)用分析