[01132635]具有光热转换功能的铬铁复合氧化材料制备与研究

该技术属于新能源材料领域,应用于太阳能热利用领域。 太阳能热利用作为一次能源利用,转换效率高（系统效率一般在70%以上）的能源利用方式,是理想的常规能源替代方案,在“十四五”能源转型重大战略中,具有比低温市场规模大3-5倍的太阳能工业热利用市场将会是“碳中和”的关键领域之一。目前欧洲无论从技术研究还是市场推广面积都已处于绝对垄断地位,作为核心技术的中高温光热涂层,需要同时具有热稳定性和耐蚀性的技术特点,受技术、贸易壁垒限制,于2018年被列入我国战略新兴产业“卡脖子”技术。 针对上述问题,本成果采用产、学、研结合的方式,创新了适用于光热涂层的“一步法”不锈钢化学着色新工艺,得到的中高温光热涂层热稳定和耐蚀兼容性差的问题,性能达到国际同类产品水平,打破我国战略新兴产业“卡脖子”技术限制,取得以下创新成果： 1.新工艺。通过不锈钢化学着色电位差-颜色-时间-光学性能之间的对应关系,建立电位差-时间控制方式,创新了适用于光热涂层的“一步法”不锈钢化学着色新工艺,简化传统化学着色方法着色、坚膜、封闭三道工序为着色一道工序,为大面积制备光热涂层提供新的思路。 2.新结构。得到的铬铁混合氧化物涂层是金属—电介质混合体构造吸收涂层,具有尖晶石结构,开发光上转换材料,将红外光谱向可见光光谱转换,实现涂层对太阳的全光谱吸收,提高光学性能,解决了涂层在中温段发射率偏高的问题。 新涂层。通过不锈钢基材与着色液反应直接得到光热涂层,改变传统工艺涂层通过物理机制附着在基材表面的制备模式,表现了优异的涂层附着力和高耐候性,涂层在500 ℃高温老化测试600 h（模拟25年寿命周期）,光学性能衰减系数（PC）为0.0268＜ 0.05,中性盐雾实验时间240 h,PC为0.0477（NB/T34062-2018规定测试时间为24 h,PC≤0.05）,解决了涂层高温耐久和耐腐蚀兼顾性差的问题。