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AMA光热薄膜是一种在真空环境下光热转换性能较为理想,同时结构简单且热稳定性能较好的太阳光谱选择性吸收薄膜,但其直接用于中高温(T≥500℃)大气环境工况下光热发电集热器选择吸收涂层材料时,存在整体厚度偏薄、热氧化抗力不足且光热吸收性能下降等问题,而开发具有中间半透(M)层成分梯度变化、介质层尺度从红外反射基层向上逐渐增加的多级干涉堆叠渐变结构的AMA光热薄膜则有望解决这些问题。为此,本课题提出AMAMA...多层堆叠的思路,分别以等离子辐射相对强度(PEM)和Ar/O2流量比两种反应溅射程度控制技术,展开对MoNx或MoOx两种薄膜材料作为多级干涉堆叠渐变AMA薄膜中间半透层的实验研究及工艺设计,随后以AMA光热薄膜传统二级干涉三明治式结构为基础,在优化了两级干涉薄膜介质层尺度参数的条件下,设计并制备了三级、四级干涉堆叠AMA光热薄膜,对比研究了不同中间半透层成分搭配对AMA多层薄膜光热吸收性能的作用及影响规律,最后分别在500℃、550℃、600℃温度下对制备的三级、四级干涉AMA光热薄膜进行保温8h的热氧化处理,并对薄膜热氧化处理前后的光学性能、截面形貌、物相成分以及膜基结合性能等进行检测分析,评定了多级干涉堆叠渐变结构AMA光热薄膜在中高温大气环境下的服役可靠性改善程度。研究结果表明:采用不完全反应溅射技术制备技术能够实现消光系数可变、成分可调的中间半透层薄膜材料制备;采用Ar/O2流量比不完全反应溅射程度控制技术制备的MoOx薄膜更符合多级干涉堆叠结构AMA光热薄膜中M层的设计要求,在溅射功率100W、气压1Pa的条件下,可以精准控制在20纳米级别的薄膜尺度,理论设计与实际薄膜厚度误差小于5%。两级干涉AMA光热薄膜的各功能层IR/FD/FST/AR的最佳尺度搭配为80/32/20/64nm,其中FST为纯Mo层,吸收率达到94.21%;三级干涉AMA薄膜各功能层IR/FD/FST/SD/SST/AR的最佳尺度搭配为80/32/20/64/10/64nm时,可确定为沉积态选择性吸收性能最佳构型,吸收率平均达到了 94.43%,其中SST层采用Ar/O2流量比为44/1的MoOx薄膜吸收率最高,达到了 94.71%;四级干涉AMA薄膜各功能层IR/FD/FST/SD/SST/TD/FST/AR 的最佳尺度搭配为 80/32/20/64/10/64/10/64nm,其中 FST、SST、FST层采用纯Mo成分时选择性吸收性能最佳,吸收率达到了 93.27%。三级干涉AMA光热薄膜在500℃、550℃热氧化处理8h后仍可保持良好的结构完整,成分无明显变化,500℃热氧化处理8h后吸收率维持在90%以上,膜基结合级别略有退化到HF4级,可以在500-550℃工况下稳定使用;四级干涉AMA薄膜的整体厚度相对二级干涉薄膜提高了 148nm,600℃热氧化处理之后,仍保持86.8%的吸收率,但膜基结合级别退化到HF5级,显示其在大气环境下服役温度可提高到600℃,但薄膜脆性化倾向较为显著,且光学性能有较为明显的退化。以上结果证实,基于本文提出的多级干涉堆叠光学结构设计,以及所建立的可变成分Mo金属陶瓷半透中间层的不完全反应溅射调控技术,可在实现AMA薄膜干涉级数多级化、结构成分渐变化基础上,显著提高其整体厚度及中高温热氧化稳定性,可作为一种实用技术方案用于解决AMA薄膜用于中高温大气环境光热发电利用时面临的抗氧化性能不足的技术瓶颈。