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高性能輻射制冷無(wú)機(jī)多層膜

481   編輯:中冶有色網(wǎng)   來(lái)源:北京航空航天大學(xué)  
2023-09-21 14:29:23
1.本發(fā)明涉及能源利用技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種高性能輻射制冷無(wú)機(jī)多層膜。 背景技術(shù): 2.隨著制冷需求的快速增長(zhǎng),不需要外部能源投入的環(huán)境友好型被動(dòng)輻射制冷被人們所熟知,輻射制冷作為一種非能耗的制冷方式,在建筑制冷以及電子器件降溫等方面得到了廣泛的應(yīng)用。在大氣層內(nèi)日間輻射制冷的兩個(gè)要素是大氣窗口(8-13μm)內(nèi)的高發(fā)射率和太陽(yáng)光譜區(qū)域(0.3-2.5μm)的高反射率,有效利用這兩個(gè)要素可以實(shí)現(xiàn)明顯的降溫。 3.目前已經(jīng)廣泛采用了高分子聚合物薄膜和表面微結(jié)構(gòu)等,實(shí)現(xiàn)了在太陽(yáng)光譜區(qū)域的高反射率和中紅外區(qū)域(2.5-25μm)的高發(fā)射率,并且其制冷效率也有明顯的提升,然而,在陽(yáng)光照射下,由于光/熱降解,聚合物的輻射性能會(huì)下降,還會(huì)存在脫皮等問(wèn)題,導(dǎo)致其壽命受到限制,因此,無(wú)機(jī)材料的日間輻射制冷應(yīng)運(yùn)而生。 4.在迄今為止進(jìn)行的無(wú)機(jī)材料輻射制冷研究中,1mm厚背面鍍銀的lif晶體,具有4.7%的低太陽(yáng)吸收率和近乎理想的紅外選擇性,在大氣窗口波段內(nèi)發(fā)射率較高。一種由alon和sio2在al基板上形成的雙層涂層組成的日間輻射制冷無(wú)機(jī)材料,優(yōu)化后的結(jié)構(gòu)在大氣窗口波段達(dá)到了較高的平均半球發(fā)射率(約70%),實(shí)現(xiàn)了日間輻射制冷。上述涂層相對(duì)笨重,生產(chǎn)周期長(zhǎng),工藝成本高,且不適用于房屋以及元器件的輻射制冷。 5.因此,對(duì)于輻射制冷材料有必要探索一種在大氣窗口具有高發(fā)射率,太陽(yáng)光波段具有高反射率,凈冷卻功率高,性能穩(wěn)定,并且結(jié)構(gòu)輕巧,成本較低的無(wú)機(jī)材料膜系結(jié)構(gòu)及制備技術(shù)。 技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素: 6.本發(fā)明的目的在于提供一種高性能輻射制冷無(wú)機(jī)多層膜,該結(jié)構(gòu)在大氣窗口處發(fā)射率高、太陽(yáng)光波段反射率高、材料的凈冷卻功率高,涂層輕巧,制備工藝簡(jiǎn)單,操作方便,生產(chǎn)周期短,濺射工況穩(wěn)定。 7.為達(dá)到上述目的,本發(fā)明提供一種高性能的輻射制冷無(wú)機(jī)多層膜,該膜系在基材表面由底部到頂部形成四層膜結(jié)構(gòu),每層膜的功能、組成與制備方法如下: 8.第一層是金屬反射層,由金屬膜構(gòu)成,如ag、al等,采用金屬靶直流磁控濺射方法,以ar氣作為濺射氣體制備,該層對(duì)太陽(yáng)光波段光譜具有高反射特性,吸收率低。 9.第二層是金屬保護(hù)層,成分上由氮化物構(gòu)成,例如sin x ,aln,tin等。保護(hù)層采用純靶直流反應(yīng)磁控濺射技術(shù)制備,濺射氣體為ar氣,反應(yīng)氣體為n2。本層主要作用為保護(hù)金屬層不被氧化。 10.第三層是人
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