一种具有 TiO2 和 Al2O3 双陶瓷结构高温太阳能选择性吸收 涂层及其制备方法 【技术领域】
本发明属于太阳能利用技术领域， 具体涉及一种具有 TiO2 和 Al2O3 双陶瓷结构高 温太阳能选择性吸收涂层及其制备方法。背景技术
太阳光谱选择性吸收涂层在可见 - 近红外波段具有高吸收率， 在红外波段具有 低发射率的功能薄膜， 是用于太阳能集热器， 提高光热转换效率的关键。随着太阳能热利 用需求和技术的不断发展， 太阳能集热管的应用范围从低温应用 ( ≤ 100℃ ) 向中温应用 (100℃ -350℃ ) 和高温应用 (350℃ -500℃ ) 发展， 以不断满足海水淡化、 太阳能发电等中 高温应用领域的使用要求。对于集热管使用的选择性吸收涂层也要具备高温热稳定性， 适 应中高温环境的服役条件。
对 于 太 阳 能 选 择 性 吸 收 涂 层 目 前 已 研 究 和 广 泛 使 用 了 黑 铬、 阳极氧化着色 Ni-Al2O3 以及具有成分渐变特征的 SS-C/SS( 不锈钢 ) 和 Al-N/Al 等膜系， 应用于温度在 200℃以内的平板型集热装置的集热管表面。 但在中高温条件下， 由于其红外发射率随温度 上升明显升高， 导致集热器热损失明显上升， 热效率显著下降。
为 了 提 高 中 高 温 服 役 条 件 下 选 择 性 吸 收 涂 层 的 热 稳 定 性， Mo-Al2O3/Cu、 SS-AlN/SS 等材料体系得到了研究和发展， 采用了双靶或多靶金属陶瓷共溅射技术， 其中 Mo-Al2O3/Cu 体系的特点是 Mo-Al2O3 吸收层具有成分渐变的多亚层结构， Al2O3 层采用射 频溅射方法， SS-AlN/SS 体系的特点是吸收层采用了干涉膜结构， 使热稳定性提高。上述涂 层在使用温度 350℃ -500℃范围内的聚焦型中高温集热管表面获得了应用。但是双靶或多 靶共溅射、 射频溅射等工艺沉积速率低， 生产周期长， 工艺复杂， 成本高。
对于太阳能的中高温利用， 需要一种吸收率高、 发射率低、 热稳定性好， 而且工艺 简便的选择性吸收涂层及制备技术。 发明内容
针对现有技术中存在的问题， 本发明于提供一种具有 TiO2 和 Al2O3 双陶瓷结构高 温太阳能选择性吸收涂层及其制备方法， 适用于高温 (300℃ -500℃ ) 工作温度集热管， 涂 层吸收率高、 发射率低、 热稳定性好， 制备工艺简便， 操作方便， 生产周期短， 溅射工况稳定。
本发明提供一种具有 TiO2 和 Al2O3 双陶瓷结构高温太阳能选择性吸收涂层， 包括 三层膜， 从底层到表面依次为红外反射层、 吸收层和减反射层 ；
第一层红外反射层由 Cu 膜或者 Ag 膜组成， 位于基体表面， 厚度在 50 ～ 250nm ； 第 二层吸收层包括两个亚层结构， 两个亚层均为 TiO2+Al2O3 膜， 第一亚层和第二亚层的厚度 均为 50 ～ 100nm， 第一亚层和第二亚层的厚度可以相等也可以不相等 ； 第一亚层中 TiO2 的 体积百分比为 20 ～ 40％， 其余为 Al2O3 ； 第二亚层 TiO2 的体积百分比为 10 ～ 30％其余为 Al2O3 ； 第三层减反射层由 Al2O3 膜， 厚度为 20 ～ 60nm。本发明提供一种具有 TiO2 和 Al2O3 双陶瓷结构高温太阳能选择性吸收涂层的制备 方法， 包括以下几个步骤 ：
步骤一 ： 在基体上制备第一层红外发射层 ；
采 用 纯 金 属 靶 直 流 或 中 频 磁 控 溅 射 方 法， 纯 金 属 靶 为 Cu 靶 或 Ag 靶 ( 纯 度 99.99％ )， 以 Ar 气作为溅射气体制备， 基体采用高速钢。溅射前将真空室预抽本底真空至 -3 -3 4×10 ～ 5×10 Pa， 通入惰性气体 Ar 作为溅射气氛， Ar 气流量为 100 ～ 140sccm， 调整溅 -1 -1 射距离为 130 ～ 150mm， 调节溅射气压为 3×10 ～ 4×10 Pa。开启纯金属靶的溅射靶电 源， 调整溅射电压为 380 ～ 450V， 溅射电流为 8 ～ 10A， 利用直流溅射方式制备， 涂层厚度在 50 ～ 250nm， 得到第一层红外发射层， 该层对红外波段光谱具有高反射特性， 发射率低 ；
步骤二 ： 在第一层红外发射层上制备第二层吸收层 ；
采用金属 Ti 靶 ( 纯度 99.99％ ) 和 Al 靶 ( 纯度 99.99％ ) 中频磁控溅射方法， 反 -3 -3 应气体为 O2， 首先， 将真空室预抽本底真空至 4×10 ～ 5×10 Pa， 同时然后通入 Ar、 和 O2 的 混合气， Ar 的流量为 100 ～ 140sccm， O2 的流量为 20 ～ 50sccm， 调节溅射气压为 3×10-1 ～ 4×10-1Pa， 分别开启 Ti 和 Al 靶电源， 溅射时， 调整 Ti 靶溅射电压为 450 ～ 530V， 溅射电流 为 6 ～ 8A， Al 靶溅射电压为 540 ～ 600V， 溅射电流为 4 ～ 6A， 制备厚度为 50 ～ 100nm 第一 亚层 TiO2+Al2O3 膜 ； 增加 Al 靶溅射电流为 6 ～ 8A， 减少 Ti 靶溅射电流为 4 ～ 6A， 其他各个参数不变， 继续制备第二亚层 TiO2+Al2O3 膜， 厚度为 50 ～ 100nm ； 第一亚层和第二亚层除自身对太阳光 谱具备固有吸收特性外， 还形成干涉吸收效应， 加强了涂层的光吸收作用 ；
步骤三 ： 在第二层吸收层上制备第三层减反射层 ；
第三层减反射层由 Al2O3 膜构成 ； 采用 Al 靶 ( 纯度 99.99％ )， 溅射前将真空室预 -3 -3 抽本底真空至 4×10 ～ 5×10 Pa， 通入惰性气体 Ar 作为溅射气体， 通入 O2 作为反应气体 制备， O2 的流量为 20 ～ 40sccm， 调节 Ar 与 O2 流量比为 1.5 ∶ 1 ～ 3 ∶ 1， 调整溅射距离为 -1 -1 130 ～ 150mm， 调节溅射气压为 3×10 ～ 4×10 Pa。溅射时， 调整溅射电压为 540 ～ 600V， 溅射电流为 8 ～ 10A， 利用中频磁控溅射方式制备厚度为 20 ～ 60nm 的 Al2O3 膜即为第三层 减反射层。减反射层具有增透、 耐磨、 抗氧化的作用。
本发明的优点在于 ：
本发明所提供的一种具有 TiO2 和 Al2O3 双陶瓷结构高温太阳能选择性吸收涂层由 红外反射层、 TiO2+Al2O3 膜组成的双陶瓷干涉吸收层和陶瓷减反射层组成， 具有可见 - 红外 光谱高吸收率， 红外光谱低发射率的特点， 并且由于采用双陶瓷结构的干涉吸收层， 具有良 好的中高温热稳定性。 该涂层制备工艺简便、 操作方便、 易于控制、 缩短生产周期， 与选择性 吸收涂层由 Nb 红外反射层、 Nb 与 Al2O3 的混合物组成的双干涉吸收层和 Al2O3 减反射层相 比较， 本涂层选择的原材料 Ti\Al 是常规材料， 应用范围比较广， 成型性能好， 可以加工成 柱状靶材， 显著提高靶材利用率， 同时价格也比较低廉， 可以进一步降低工作成本。适用于 中高温工作温度的太阳能集热管。
附图说明
图1 ： 本发明提出的一种具有 TiO2 和 Al2O3 双陶瓷结构高温太阳能选择性吸收涂层 剖面示意图 ；图2 ： 本发明提出的一种具有 TiO2 和 Al2O3 双陶瓷结构高温太阳能选择性吸收涂层 的制备方法的流程示意图。具体实施方式
下面将结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。
本发明是一种具有 TiO2 和 Al2O3 双陶瓷结构高温太阳能选择性吸收涂层， 结合剖 面如图 1 所示， 涂层包括三层膜， 从底层到表面依次为红外反射层、 吸收层和减反射层 ；
第一层红外反射层由 Cu 膜或者 Ag 膜组成， 位于基体表面， 厚度在 50 ～ 250nm ； 第 二层吸收层包括两个亚层结构， 两个亚层均为 TiO2+Al2O3 膜， 第一亚层和第二亚层的厚度 均为 50 ～ 100nm， 第一亚层和第二亚层的厚度可以相等也可以不相等 ； 第一亚层中 TiO2 的 体积百分比为 20 ～ 40％， 其余为 Al2O3 ； 第二亚层 TiO2 的体积百分比为 10 ～ 30％其余为 Al2O3 ； 第三层减反射层由 Al2O3 膜， 厚度为 20 ～ 60nm。
本发明提出的一种具有 TiO2 和 Al2O3 双陶瓷结构高温太阳能选择性吸收涂层的制 备方法， 如图 2 所示， 包括以下几个步骤 ：
步骤一 ： 在基体上制备第一层红外发射层 ；
采 用 纯 金 属 靶 直 流 或 中 频 磁 控 溅 射 方 法， 纯 金 属 靶 为 Cu 靶 或 Ag 靶 ( 纯 度 99.99％ )， 以 Ar 气作为溅射气体制备， 基体采用高速钢。溅射前将真空室预抽本底真空至 -3 -3 4×10 ～ 5×10 Pa， 通入惰性气体 Ar 作为溅射气氛， Ar 气流量为 100 ～ 140sccm， 调整溅 -1 -1 射距离为 130 ～ 150mm， 调节溅射气压为 3×10 ～ 4×10 Pa。开启纯金属靶的溅射靶电 源， 调整溅射电压为 380 ～ 450V， 溅射电流为 8 ～ 10A， 利用直流溅射方式制备， 涂层厚度在 50 ～ 250nm， 得到第一层红外发射层， 该层对红外波段光谱具有高反射特性， 发射率低 ；
步骤二 ： 在第一层红外发射层上制备第二层吸收层 ；
采用金属 Ti 靶 ( 纯度 99.99％ ) 和 Al 靶 ( 纯度 99.99％ ) 中频磁控溅射方法， 反 -3 -3 应气体为 O2， 首先， 将真空室预抽本底真空至 4×10 ～ 5×10 Pa， 同时然后通入 Ar、 和 O2 的 混合气， Ar 的流量为 100 ～ 140sccm， O2 的流量为 20 ～ 50sccm， 调节溅射气压为 3×10-1 ～ 4×10-1Pa， 分别开启 Ti 和 Al 靶电源， 溅射时， 调整 Ti 靶溅射电压为 450 ～ 530V， 溅射电流 为 6 ～ 8A， Al 靶溅射电压为 540 ～ 600V， 溅射电流为 4 ～ 6A， 制备厚度为 50 ～ 100nm 第一 亚层 TiO2+Al2O3 膜 ；
增加 Al 靶溅射电流为 6 ～ 8A， 减少 Ti 靶溅射电流为 4 ～ 6A， 其他各个参数不变， 继续制备第二亚层 TiO2+Al2O3 膜， 厚度为 50 ～ 100nm ； 第一亚层和第二亚层除自身对太阳光 谱具备固有吸收特性外， 还形成干涉吸收效应， 加强了涂层的光吸收作用 ；
步骤三 ： 在第二层吸收层上制备第三层减反射层 ；
第三层减反射层由 Al2O3 膜构成 ； 采用 Al 靶 ( 纯度 99.99％ )， 溅射前将真空室预 -3 -3 抽本底真空至 4×10 ～ 5×10 Pa， 通入惰性气体 Ar 作为溅射气体， 通入 O2 作为反应气体 制备， O2 的流量为 20 ～ 40sccm， 调节 Ar 与 O2 流量比为 1.5 ∶ 1 ～ 3 ∶ 1， 调整溅射距离为 -1 -1 130 ～ 150mm， 调节溅射气压为 3×10 ～ 4×10 Pa。溅射时， 调整溅射电压为 540 ～ 600V， 溅射电流为 8 ～ 10A， 利用中频磁控溅射方式制备厚度为 20 ～ 60nm 的 Al2O3 膜即为第三层 减反射层。减反射层具有增透、 耐磨、 抗氧化的作用。
本发明提供的太阳能选择性吸收涂层的性能为 ： 在大气质量因子 AM 1.5 条件下，涂层吸收率为 96.2％， 法向发射率为 0.07。进行真空退火处理， 在 2×10-2Pa 真空度下， 经 -2 350℃真空退火 1 小时后， 涂层吸收率为 96.2％， 法向发射率为 0.07， 在 2×10 Pa 真空度 下， 经 500℃真空退火 1 小时后， 涂层吸收率为 96.0％， 法向发射率为 0.07。
实施例 1 ：
本实施例提供一种具有 TiO2 和 Al2O3 双陶瓷结构高温太阳能选择性吸收涂层， 包 括三个涂层即第一层红外反射层、 第二层吸收层、 第三层减反射层， 第一层为 Cu 膜， 厚度为 180nm， 第二层总厚度为 160nm， 其中第一亚层厚度为 100nm， 第二亚层厚度为 60nm， 第一亚 层中 TiO2 的体积百分比为 25％， 其余为 Al2O3 ； 第二亚层 TiO2 的体积百分比为 15％其余为 Al2O3 ； 第三层为 Al2O3 膜， 厚度为 50nm。制备步骤如下 ：
步骤一 ： 在基体上制备第一层红外发射层 ；
选用纯度和纯度为 99.99％的 Cu 靶， 基材使用高速钢。溅射前将真空室预抽本底 -3 真空至 4.5×10 Pa， 通入惰性气体 Ar 作为溅射气氛， Ar 气流量为 120sccm， 调整溅射距离 -1 为 140mm， 调节溅射气压为 4×10 Pa。开启 Cu 靶， 调整溅射电压为 400V， 溅射电流为 8A， 利 用直流磁控溅射方式制备 180nm 厚的 Cu 膜 ；
步骤二 ： 在第一层涂层上制备第二层吸收层 ； 采用金属 Ti 靶和 Al 靶中频磁控溅射方法， 将真空室预抽本底真空至 4×10-3Pa， 同时通入 Ar 和 O2 的混合气， Ar 的流量为 120sccm， O2 的流量为 20sccm， 调节溅射气压为 -1 3.5×10 Pa， 分别开启 Ti 和 Al 靶电源， 调整 Ti 靶溅射电压为 490V， 溅射电流为 6.5A， Al 靶溅射电压为 540V， 溅射电流为 6A， 在 Cu 膜上制备 100nm 厚的第一亚层 TiO2+Al2O3 膜 ；
调节调整 Ti 靶溅射溅射电流为 4.5A， Al 靶溅射溅射电流为 8A， ， 继续制备厚度为 60nm 的第二亚层 TiO2+Al2O3 薄膜 ；
步骤三 ： 在第二层上制备第三层减反射层 ；
选用纯度 99.99％的 Al 靶， 溅射前将真空室预抽本底真空至 5×10-3Pa， 同时通入 Ar、 O2 混合气， 调节 Ar 与 O2 流量比为 3 ∶ 1， O2 的流量为 25sccm， 调整溅射距离为 145mm， -1 调节溅射气压为 4×10 Pa， 溅射时， 调整溅射电流为 8.3A， 溅射电压为 560V， 利用中频磁控 溅射方式制备 50nm 厚 Al2O3 膜。
本实施例制备的太阳能选择性吸收涂层的性能如下 ： 在大气质量因子 AM 1.5 条 件下， 涂层吸收率为 96.2％， 法向发射率为 0.07。进行真空退火处理， 在 2×10-2Pa 真空度 下， 经 350℃真空退火 1 小时后， 涂层吸收率为 96.2％， 法向发射率为 0.07， 在 2×10-2Pa 真 空度下， 经 500℃真空退火 1 小时后， 涂层吸收率为 96.0％， 法向发射率为 0.07。
实施例 2 ：
本实施例提供一种具有 TiO2 和 Al2O3 双陶瓷结构高温太阳能选择性吸收涂层， 涂 层包括三层膜， 从底层到表面依次为红外反射层、 吸收层和减反射层 ；
第一层红外反射层由 Cu 膜组成， 厚度在 50nm ； 第二层吸收层包括两个亚层结构， 两个亚层均为 TiO2+Al2O3 膜， 第一亚层和第二亚层的厚度均为 50nm， 第一亚层中 TiO2 的体 积百分比为 20％， 其余为 Al2O3 ； 第二亚层 TiO2 的体积百分比为 10％， 其余为 Al2O3 ； 第三层 减反射层由 Al2O3 膜， 厚度为 20nm。
本实施例提出的一种具有 TiO2 和 Al2O3 双陶瓷结构高温太阳能选择性吸收涂层的 制备方法， 包括以下几个步骤 ：
步骤一 ： 在基体上制备第一层红外发射层 ；
采用纯金属靶直流或中频磁控溅射方法， 纯金属靶为 Cu 靶 ( 纯度 99.99％ )， 以 Ar -3 气作为溅射气体制备， 基体采用高速钢。溅射前将真空室预抽本底真空至 4×10 Pa， 通入 惰性气体 Ar 作为溅射气氛， Ar 气流量为 100sccm， 调整溅射距离为 130mm， 调节溅射气压为 -1 3×10 Pa。 开启纯金属靶的溅射靶电源， 调整溅射电压为 380V， 溅射电流为 8A， 利用直流溅 射方式制备， 涂层厚度在 50nm， 得到第一层红外发射层， 该层对红外波段光谱具有高反射特 性， 发射率低 ；
步骤二 ： 在第一层红外发射层上制备第二层吸收层 ；
采用金属 Ti 靶 ( 纯度 99.99％ ) 和 Al 靶 ( 纯度 99.99％ ) 中频磁控溅射方法， 反 -3 应气体为 O2， 首先， 将真空室预抽本底真空至 4×10 Pa， 同时然后通入 Ar 和 O2 的混合气， Ar -1 的流量为 100sccm， O2 的流量为 20sccm， 调节溅射气压为 3×10 Pa， 分别开启 Ti 和 Al 靶电 源， 溅射时， 调整 Ti 靶溅射电压为 450V， 溅射电流为 6A， Al 靶溅射电压为 540V， 溅射电流为 4A， 制备厚度为 50nm 的第一亚层 TiO2+Al2O3 膜 ；
增加 Al 靶溅射电流为 6A， 减少 Ti 靶溅射电流为 4A， 其他各个参数不变， 继续制备 第二亚层 TiO2+Al2O3 膜， 厚度为 50nm ； 第一亚层和第二亚层除自身对太阳光谱具备固有吸 收特性外， 还形成干涉吸收效应， 加强了涂层的光吸收作用 ； 步骤三 ： 在第二层吸收层上制备第三层减反射层 ；
第三层减反射层由 Al2O3 膜构成 ； 采用 Al 靶 ( 纯度 99.99％ )， 溅射前将真空室预 -3 抽本底真空至 4×10 Pa， 通入惰性气体 Ar 作为溅射气体， 通入 O2 作为反应气体制备， O2 的 流量为 20sccm， 调节 Ar 与 O2 流量比为 1.5 ∶ 1， 调整溅射距离为 130mm， 调节溅射气压为 -1 3×10 Pa。 溅射时， 调整溅射电压为 540V， 溅射电流为 8A， 利用中频磁控溅射方式制备厚度 为 20nm 的 Al2O3 膜即为第三层减反射层。减反射层具有增透、 耐磨、 抗氧化的作用。
实施例 3 ：
本实施例提出一种具有 TiO2 和 Al2O3 双陶瓷结构高温太阳能选择性吸收涂层， 涂 层包括三层膜， 从底层到表面依次为红外反射层、 吸收层和减反射层 ；
第一层红外反射层由 Cu 膜组成， 厚度在 250nm ； 第二层吸收层包括两个亚层结构， 两个亚层均为 TiO2+Al2O3 膜， 第一亚层和第二亚层的厚度均为 100nm， 第一亚层中 TiO2 的体 积百分比为 40％， 其余为 Al2O3 ； 第二亚层 TiO2 的体积百分比为 30％， 其余为 Al2O3 ； 第三层 减反射层由 Al2O3 膜， 厚度为 60nm。
本实施例提出的一种具有 TiO2 和 Al2O3 双陶瓷结构高温太阳能选择性吸收涂层的 制备方法， 包括以下几个步骤 ：
步骤一 ： 在基体上制备第一层红外发射层 ；
采用纯金属靶直流或中频磁控溅射方法， 纯金属靶为 Cu 靶 ( 纯度 99.99％ )， 以 Ar -3 气作为溅射气体制备， 基体采用高速钢。溅射前将真空室预抽本底真空至 5×10 Pa， 通入 惰性气体 Ar 作为溅射气氛， Ar 气流量为 140sccm， 调整溅射距离为 150mm， 调节溅射气压为 -1 4×10 Pa。开启纯金属靶的溅射靶电源， 调整溅射电压为 450V， 溅射电流为 10A， 利用直流 溅射方式制备， 涂层厚度在 250nm， 得到第一层红外发射层， 该层对红外波段光谱具有高反 射特性， 发射率低 ；
步骤二 ： 在第一层红外发射层上制备第二层吸收层 ；
采用金属 Ti 靶 ( 纯度 99.99％ ) 和 Al 靶 ( 纯度 99.99％ ) 中频磁控溅射方法， 反 -3 应气体为 O2， 首先， 将真空室预抽本底真空至 5×10 Pa， 同时然后通入 Ar、 和 O2 的混合气， -1 Ar 的流量为 140sccm， O2 的流量为 50sccm， 调节溅射气压为 4×10 Pa， 分别开启 Ti 和 Al 靶 电源， 溅射时， 调整 Ti 靶溅射电压为 530V， 溅射电流为 8A， Al 靶溅射电压为 600V， 溅射电流 为 6A， 制备厚度为 100nm 的第一亚层 TiO2+Al2O3 膜 ；
增加 Al 靶溅射电流为 8A， 减少 Ti 靶溅射电流为 6A， 其他各个参数不变， 继续制备 第二亚层 TiO2+Al2O3 膜， 厚度为 100nm ； 第一亚层和第二亚层除自身对太阳光谱具备固有吸 收特性外， 还形成干涉吸收效应， 加强了涂层的光吸收作用 ；
步骤三 ： 在第二层吸收层上制备第三层减反射层 ；
第三层减反射层由 Al2O3 膜构成 ； 采用 Al 靶 ( 纯度 99.99％ )， 溅射前将真空室预 -3 抽本底真空至 5×10 Pa， 通入惰性气体 Ar 作为溅射气体， 通入 O2 作为反应气体制备， O2 的 流量为 30sccm， 调节 Ar 与 O2 流量比为 2.5 ∶ 1， 调整溅射距离为 150mm， 调节溅射气压为 -1 4×10 Pa。溅射时， 调整溅射电压为 600V， 溅射电流为 10A， 利用中频磁控溅射方式制备厚 度为 60nm 的 Al2O3 膜即为第三层减反射层。减反射层具有增透、 耐磨、 抗氧化的作用。
实施例 4 ： 本实施例提供一种具有 TiO2 和 Al2O3 双陶瓷结构高温太阳能选择性吸收涂层， 涂 层包括三层膜， 从底层到表面依次为红外反射层、 吸收层和减反射层 ；
第一层红外反射层由 Ag 膜组成， 厚度在 150nm ； 第二层吸收层包括两个亚层结构， 两个亚层均为 TiO2+Al2O3 膜， 第一亚层和第二亚层的厚度均为 75nm， 第一亚层中 TiO2 的体 积百分比为 30％， 其余为 Al2O3 ； 第二亚层 TiO2 的体积百分比为 20％， 其余为 Al2O3 ； 第三层 减反射层由 Al2O3 膜， 厚度为 40nm。
本实施例提出的一种具有 TiO2 和 Al2O3 双陶瓷结构高温太阳能选择性吸收涂层的 制备方法， 包括以下几个步骤 ：
步骤一 ： 在基体上制备第一层红外发射层 ；
采用纯金属靶直流或中频磁控溅射方法， 纯金属靶为 Ag 靶 ( 纯度 99.99％ )， 以 Ar -3 气作为溅射气体制备， 基体采用高速钢。 溅射前将真空室预抽本底真空至 4.5×10 Pa， 通入 惰性气体 Ar 作为溅射气氛， Ar 气流量为 120sccm， 调整溅射距离为 140mm， 调节溅射气压为 -1 3.5×10 Pa。 开启纯金属靶的溅射靶电源， 调整溅射电压为 420V， 溅射电流为 9A， 利用直流 溅射方式制备， 涂层厚度在 150nm， 得到第一层红外发射层， 该层对红外波段光谱具有高反 射特性， 发射率低 ；
步骤二 ： 在第一层红外发射层上制备第二层吸收层 ；
采用金属 Ti 靶 ( 纯度 99.99 ％ ) 和 Al 靶 ( 纯度 99.99 ％ ) 中频磁控溅射方法， 反应气体为 O2， 首先， 将真空室预抽本底真空至 4.5×10-3Pa， 同时然后通入 Ar、 和 O2 的混合 -1 气， Ar 的流量为 120sccm， O2 的流量为 35sccm， 调节溅射气压为 3.5×10 Pa， 分别开启 Ti 和 Al 靶电源， 溅射时， 调整 Ti 靶溅射电压为 480V， 溅射电流为 7A， Al 靶溅射电压为 570V， 溅射电流为 5A， 制备厚度为 75nm 的第一亚层 TiO2+Al2O3 膜 ；
增加 Al 靶溅射电流为 7A， 减少 Ti 靶溅射电流为 5A， 其他各个参数不变， 继续制备 第二亚层 TiO2+Al2O3 膜， 厚度为 75nm ； 第一亚层和第二亚层除自身对太阳光谱具备固有吸 收特性外， 还形成干涉吸收效应， 加强了涂层的光吸收作用 ；
步骤三 ： 在第二层吸收层上制备第三层减反射层 ；
第三层减反射层由 Al2O3 膜构成 ； 采用 Al 靶 ( 纯度 99.99％ )， 溅射前将真空室预 -3 抽本底真空至 4.5×10 Pa， 通入惰性气体 Ar 作为溅射气体， 通入 O2 作为反应气体制备， O2 的流量为 40sccm， 调节 Ar 与 O2 流量比为 2 ∶ 1， 调整溅射距离为 140mm， 调节溅射气压为 -1 3.5×10 Pa。 溅射时， 调整溅射电压为 570V， 溅射电流为 9A， 利用中频磁控溅射方式制备厚 度为 40nm 的 Al2O3 膜即为第三层减反射层。减反射层具有增透、 耐磨、 抗氧化的作用。