高熵合金基高溫太陽能光譜選擇性吸收涂層研究獲系列進展

高熵合金通常被定義為含有5個以上主元素的固溶體，且每個元素的摩爾比為5%～35%。作為合金材料界的新秀，它的問世打破了傳統合金設計理念。高熵合金具有優異的力學、耐高溫、耐磨、耐蝕、抗輻照等性能，在很多領域均展現出了巨大的發展潛力。

近期，中國科學院蘭州化學物理研究所環境材料與生態化學研究發展中心高祥虎副研究員、劉剛研究員帶領的科研團隊，通過組分調控、構型熵優化和結構設計，成功制備了系列高熵合金基高溫太陽能光譜選擇性吸收涂層。這種涂層由紅外反射層鋁、高熵合金氮化物、高熵合金氮氧化物和二氧化硅組成，其吸收率可達93.5%，發射率低于10%。

研究人員發現單層的高熵合金氮化物陶瓷也具有良好的本征吸收特性，因此，制備了一種結構簡單的涂層。他們以高熵合金氮化物作為吸收層，SiO2或Si3N4作為減反射層，得到的涂層吸收率可達92.8%，發射率低于7%，并可在650 ℃的真空條件下穩定300 h。

研究人員通過將吸收涂層沉積在不同基底材料上，制備的涂層依然保持優異的光學性能，并在鋁箔上實現了涂層的大規模制備。通過對不同入射角的吸收譜圖研究發現，吸收涂層在入射光角度為0～60°的范圍內都具有良好的吸收率。研究人員模擬太陽光對吸收器表面進行照射，在太陽光照射下，涂層表面的溫度超過100 ℃，表明該材料在界面水蒸發研究領域具有重要應用價值。

(來源：中國科學院蘭州化學物理研究所)