高熵合金基高温太阳能光谱选择性吸收涂层研究获系列进展

高熵合金通常被定义为含有5个以上主元素的固溶体，且每个元素的摩尔比为5%～35%。作为合金材料界的新秀，它的问世打破了传统合金设计理念。高熵合金具有优异的力学、耐高温、耐磨、耐蚀、抗辐照等性能，在很多领域均展现出了巨大的发展潜力。

近期，中国科学院兰州化学物理研究所环境材料与生态化学研究发展中心高祥虎副研究员、刘刚研究员带领的科研团队，通过组分调控、构型熵优化和结构设计，成功制备了系列高熵合金基高温太阳能光谱选择性吸收涂层。这种涂层由红外反射层铝、高熵合金氮化物、高熵合金氮氧化物和二氧化硅组成，其吸收率可达93.5%，发射率低于10%。

研究人员发现单层的高熵合金氮化物陶瓷也具有良好的本征吸收特性，因此，制备了一种结构简单的涂层。他们以高熵合金氮化物作为吸收层，SiO2或Si3N4作为减反射层，得到的涂层吸收率可达92.8%，发射率低于7%，并可在650 ℃的真空条件下稳定300 h。

研究人员通过将吸收涂层沉积在不同基底材料上，制备的涂层依然保持优异的光学性能，并在铝箔上实现了涂层的大规模制备。通过对不同入射角的吸收谱图研究发现，吸收涂层在入射光角度为0～60°的范围内都具有良好的吸收率。研究人员模拟太阳光对吸收器表面进行照射，在太阳光照射下，涂层表面的温度超过100 ℃，表明该材料在界面水蒸发研究领域具有重要应用价值。

(来源：中国科学院兰州化学物理研究所)