[发明专利]一种高选择性的中高温太阳能选择性吸收涂层Ni‑Mo复合粉末及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于热喷涂制备功能性涂层领域，具体涉及一种高选择性的中高温太阳能选择性吸收涂层Ni-Mo复合粉末及其制备方法。

背景技术

太阳能是一种取之不尽的清洁能源，而利用太阳光能量的方式有光热转化，光电转化与光化学转化三种。太阳能发电是通过光热转化来利用太阳能资源的一种非常重要的方式，其中高选择性的太阳能选择性吸收涂层是太阳能发电系统中非常关键的元件。

目前国内外制备太阳能选择性吸收涂层的方法主要有磁控溅射、多弧离子镀、溶胶凝胶法、涂料涂覆，热喷涂等。磁控溅射法制备涂层具有很好的表面结构，其膜层致密，选择吸收性能也十分优异。随着太阳能热利用的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向中温以及高温领域发展，但磁控溅射涂层与基体件结合强度低，抗热冲击性能差，限制了它在高温领域的应用。类似的溶胶凝胶法、涂料涂覆等方法同样其膜层与基体材料之间的结合较弱，而热喷涂技术制备的涂层与基体间结合较好，涂层具有很好的耐高温以及抗热冲击性能，是制备中高温领域使用环境下的涂层较为理想的方式。但是超音速火焰喷涂Ni-Mo复合金属粉末制备太阳能选择性吸收涂层时，由于Ni-Mo粉末在热喷涂过程中发生氧化生成NiO、Mo₂O₃，NiO等氧化物自身对太阳光具有一定吸收性。同时，由于氧化物的存在使得涂层的发射率也增大。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，目的在于提供一种高选择性的中高温太阳能选择性吸收涂层Ni-Mo复合粉末及其制备方法。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

一种高选择性的中高温太阳能选择性吸收涂层Ni-Mo复合粉末，由Ni粉和Ni-Mo壳核复合粉末复合而成；所述Ni-Mo壳核复合粉末是由Ni粉和Mo粉复合而成，其中Mo粉被Ni粉局部包覆形成壳核结构。

上述方案中，所述Ni-Mo复合粉末中，Ni元素和Mo元素的质量比为7:3～8:2。

上述方案中，所述Ni-Mo壳核复合粉末中，Ni元素和Mo元素的质量比为1:4～1:1。

上述方案中，所述Mo粉、Ni粉的粒度各为200目左右。

上述高选择性的中高温太阳能选择性吸收涂层Ni-Mo复合粉末的制备方法，包括如下步骤：(1)Mo粉表面预处理：将Mo粉先后置于HCl溶液、SnCl₂+HCl的混合溶液、PdCl₂+HCl的混合溶液中进行表面预处理，随后将Mo粉干燥，备用；

(2)化学镀制备Ni-Mo壳核复合粉末：将Ni(CH₃OO)₂、柠檬酸钠溶解于水中制备得到主盐溶液，向主盐溶液中缓慢加入冰乙酸，调节溶液的pH值；然后在搅拌条件下向主盐溶液中加入葡萄糖酸钠、硫酸铜和硫脲，将混合溶液恒温水浴加热到反应温度，加入联氨，水浴加热并不断搅拌，最后加入步骤(1)所得Mo粉，使钼粉悬浮在溶液中，直至上层混浊液澄清后停止搅拌，静置，过滤，清洗，干燥得到Ni-Mo壳核复合粉末；

(3)取步骤(2)所得Ni-Mo壳核复合粉末、Ni粉，采用喷雾造粒法制备得到复合粉末，将复合粉末置于气氛保护旋转炉内进行团聚型粉末焙烧，焙烧结束后，即得到Ni-Mo复合粉末。

上述方案中，步骤(2)所述pH值为4.5～5.5。

上述方案中，步骤(2)所述反应温度为70℃～90℃。

上述方案中，步骤(3)所述焙烧的温度为1000～1100℃。

上述方案中，步骤(1)所述HCl溶液的浓度为30ml/L，所述SnCl₂的浓度为30g/L，所述PdCl₂的浓度为0.5g/L。

上述方案中，步骤(2)所述混合溶液中，冰乙酸的浓度为5～10g/L，柠檬酸钠的浓度为50～60g/L，葡萄酸钠的浓度为10g/L，硫酸铜的浓度为20mg/L，硫脲的浓度为0.5mg/L，联氨的浓度为20～40ml/L，Ni(CH₃OO)₂的浓度为20～30g/L。