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高性能辐射制冷无机多层膜

433   编辑:中冶有色网   来源:北京航空航天大学  
2023-09-21 14:29:23
1.本发明涉及能源利用技术领域,具体涉及一种高性能辐射制冷无机多层膜。 背景技术: 2.随着制冷需求的快速增长,不需要外部能源投入的环境友好型被动辐射制冷被人们所熟知,辐射制冷作为一种非能耗的制冷方式,在建筑制冷以及电子器件降温等方面得到了广泛的应用。在大气层内日间辐射制冷的两个要素是大气窗口(8-13μm)内的高发射率和太阳光谱区域(0.3-2.5μm)的高反射率,有效利用这两个要素可以实现明显的降温。 3.目前已经广泛采用了高分子聚合物薄膜和表面微结构等,实现了在太阳光谱区域的高反射率和中红外区域(2.5-25μm)的高发射率,并且其制冷效率也有明显的提升,然而,在阳光照射下,由于光/热降解,聚合物的辐射性能会下降,还会存在脱皮等问题,导致其寿命受到限制,因此,无机材料的日间辐射制冷应运而生。 4.在迄今为止进行的无机材料辐射制冷研究中,1mm厚背面镀银的lif晶体,具有4.7%的低太阳吸收率和近乎理想的红外选择性,在大气窗口波段内发射率较高。一种由alon和sio2在al基板上形成的双层涂层组成的日间辐射制冷无机材料,优化后的结构在大气窗口波段达到了较高的平均半球发射率(约70%),实现了日间辐射制冷。上述涂层相对笨重,生产周期长,工艺成本高,且不适用于房屋以及元器件的辐射制冷。 5.因此,对于辐射制冷材料有必要探索一种在大气窗口具有高发射率,太阳光波段具有高反射率,净冷却功率高,性能稳定,并且结构轻巧,成本较低的无机材料膜系结构及制备技术。 技术实现要素: 6.本发明的目的在于提供一种高性能辐射制冷无机多层膜,该结构在大气窗口处发射率高、太阳光波段反射率高、材料的净冷却功率高,涂层轻巧,制备工艺简单,操作方便,生产周期短,溅射工况稳定。 7.为达到上述目的,本发明提供一种高性能的辐射制冷无机多层膜,该膜系在基材表面由底部到顶部形成四层膜结构,每层膜的功能、组成与制备方法如下: 8.第一层是金属反射层,由金属膜构成,如ag、al等,采用金属靶直流磁控溅射方法,以ar气作为溅射气体制备,该层对太阳光波段光谱具有高反射特性,吸收率低。 9.第二层是金属保护层,成分上由氮化物构成,例如sin x ,aln,tin等。保护层采用纯靶直流反应磁控溅射技术制备,溅射气体为ar气,反应气体为n2。本层主要作用为保护金属层不被氧化。 10.第三层是人
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