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Ni-Cr系光谱选择性吸收薄膜制备与表征，硕士学位论文，正文共62页，35949字。
摘要
太阳能选择性吸收薄膜是中高温太阳能集热器的最关键部分，目前世界很多国家都在积极研究工艺简单、成本低廉、性能优良稳定的中高温光谱选择性吸收薄膜。本论文根据金属陶瓷型太阳能光谱选择性吸收表面和磁控溅射技术的原理，在国内外研究发展的基础上，针对目前国内平板型太阳能集热器的现有状况，结合太阳能热水器建筑一体化的发展趋势，开展了磁控溅射制备光谱选择性吸收薄膜的研究。
本工作以直流反应磁控溅射方法作为制备手段，选择Ni-Cr合金作为靶材，以N2, O2两种气体为反应气体，反应溅射制备折射率变化的NiCr—NiCrOxNy多层金属陶瓷薄膜，使之具有较好的光谱选择性吸收特性和装饰效果,可应用于平板型太阳能集热器的吸热表面并直接作为光热转换建筑材料。通过N2的加入和流量的控制，使反应溅射的迟滞回线平缓，获得较宽的O2流量调节范围，可制备不同金属含量的化合物。通过大量的实验和分析，对影响工艺和薄膜质量的因素进行了归纳，获得了比较稳定的溅射条件和操作工艺，工艺重复性很好。通过透射电子显微镜（TEM），扫描电子显微镜（SEM），X射线衍射（XRD）分析薄膜的微观结构，并对太阳辐射吸收率和80℃时薄膜表面发射率以及薄膜的光学常数等性能进行了测试。实验初步优化的结果为吸收率 ，发射率 ，样品表面颜色均匀，为具有装饰效果的蓝色薄膜。这对于平板型集热器和制造具有光热转换功能的新型建筑材料——太阳能建筑材料都具有积极的意义。
关键词：选择性吸收薄膜，磁控溅射，吸收率，发射率

目录
摘要 Ⅰ
Abstract Ⅱ
引言 1
第一章 太阳能光谱选择性吸收表面的研究与发展 3
1.1光谱选择性吸收表面 3
1. 2光谱选择性吸收涂层基本原理 4
1.3选择性吸收表面的研究进展 7
1.3.1金属陶瓷结构光谱选择性吸收涂层的膜系设计 7
1.3.2选择性吸收涂层材料的选择及制备 11
第二章 磁控溅射镀膜技术 13
2.1溅射现象 13
2.2溅射物理基础——等离子体与辉光放电 13
2.3磁控溅射的基本工作原理 15
2.4反应磁控溅射及常见问题 16
2.4.1反应磁控溅射 16
2.4.2靶中毒问题 16
2.4.3弧光放电问题 17
2.4.4阳极消失问题 17
2.5磁控溅射技术特点与应用 17
2.6反应溅射理论模型 20
第三章 实验过程 24
3.1实验设备介绍 24
3.2真空物理基础与设备操作维护 25
3.2.1真空物理基础 25
3.2.2设备操作与维护 28
3.3实验方案 30
3.3.1膜系选择与工艺路线 30
3.3.2溅射影响因素与工艺调节参数选定 32
3.3.3基片表面处理 33
3.4薄膜结构表征与性能测试方法 34
第四章 实验结果与讨论 36
4.1实验现象分析 36
4.1.1辉光放电观察 36
4.1.2 Ar /N2及纯N2气氛中的反应溅射 37
4.1.3 Ar/O2气氛中的反应溅射 37
4.1.4溅射模式的转变和靶电压变化 37
4.1.5镀膜过程观察 38
4.1.6镀膜均匀性、重复性、污染问题 39
4.2溅射条件和工艺实验 40
4.3实验样品外观与附着力 42
4.4 实验样品性能测试分析 43
4.5实验样品光学常数测量 49
4.6实验样品结构形貌分析 51
4.6.1透射电子显微镜(TEM)观察 51
4.6.2 X射线衍射分析（XRD） 53
4.6.3 扫描电子显微镜（SEM）观察 55
4.7 实验思考 57
第五章 主要结论和展望 60
5.1 主要结论 60
5.2 展望 61
参考文献 62
攻读学位期间发表的论文 68
致谢 69
附录1 70
附录2 71
附录3 72