用于热光伏应用的基于的选择性发射器

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 纳米技术 纳米技术
• 固态物理 固态物理

背景情况:

• 基于耐火金属的元材料对热光伏至关重要,但容易发生氧化失败.
• 通常使用的耐火金属 (W), (Mo), (Ta), (Nb) 和 (Re) 通过氧化降解.
• 黄金 (Au) 具有合适的光学性能,但在高温应用中缺乏热稳定性.

研究的目的:

• 研究 (Ir) 的耐热性和抗氧化性,作为金属材料中耐火金属的潜在替代品.
• 为了评估HfO2/Ir/HfO2多层系统的稳定性,用于高温应用.
• 在回火条件下比较Ir/HfO2和W/HfO2元材料的长期稳定性.

主要方法:

• 在真空和惰性大气中,HfO2/Ir/HfO2系统在高达1240°C的温度下进行火实验.
• 在现场进行Ir/HfO2和W/HfO2多层选择性发射器的X射线衍射 (XRD) 分析.
• 长期回火试验 (100小时) 在真空下 (1000°C) (2 × 10^-6 mbar).

主要成果:

• 在HfO2/Ir/HfO2系统中的Ir层在真空和惰性气体大气中没有氧化,温度高达1240°C.
• 由于HfO2层的降解,在1100°C以上观察到IR层的聚合.
• 在现场XRD证实了Ir/HfO2多层的氧化稳定性,而W/HfO2多层在1000°C下在100小时内显著降解.
• 基于W的超材料表现出很差的长期稳定性,即使在1000°C.

结论:

• (Ir) 具有出色的氧化抵抗性,使其成为耐火等离子体元材料的有希望的材料.
• HfO2/Ir/HfO2系统显示出用于高温应用的潜力,尽管HfO2稳定性需要进一步优化.
• 基于Ir的元材料适用于热光伏系统的选择性发射器,提供强大的长波长辐射抑制.