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金纳米层涂层对纯铝表面连续波激光烧蚀的影响:结构与光学特性的评估

DOI:10.1016/j.tsf.2019.01.021 期刊:Thin Solid Films 出版年份:2019 更新时间:2025-09-23 15:22:29
摘要: 本文介绍了利用连续波激光辐照在纯铝表面制备均匀大面积微/纳结构的方法。研究采用金纳米涂层作为约束层以控制熔融区域可能产生的流体动力学现象,并探究了激光诱导形貌与金涂层厚度的关联性。通过扫描电子显微镜、能谱分析、X射线衍射掠入射测试以及紫外/可见/红外波段的光学吸收/反射光谱对样品进行表征。结果表明:使用输出功率130W的连续波CO?激光辐照后,可在铝表面形成平均尺寸50纳米至5微米的均匀结构。表面形貌的改变使紫外区特征吸收峰增强并在可见光区出现新吸收峰。此外,这些结构化表面在不同光谱区域展现出独特的反射特性,清晰显示出其作为选择性太阳能吸收剂的巨大潜力。研究数据显示该工艺制备的样品具有0.98的吸收系数、0.13的发射系数及7.53的ξ因子,证实该方法可作为制备选择性太阳能吸收剂的高效快速技术。
作者: Mohammad Jafari Eskandari,Ali Shafyei,Sepehr Razi,Reza Shoja Razavi
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研究概述 实验方案 设备清单

研究金纳米层涂层对纯铝表面连续波激光烧蚀的影响,重点关注均匀微/纳结构的形成及其结构与光学特性,潜在应用于选择性太阳能吸收器。

研究表明,金纳米层涂层能有效控制热分布,并使低功率连续波CO?激光照射在铝表面形成均匀的微/纳结构。采用40纳米金涂层时效果最佳,可获得高吸收率(0.98)、低发射率(0.13)及高ξ因子(7.53),适用于选择性太阳能吸收器。该方法具有创新性、快速、环保且成本效益高的特点,适用于表面改性。

该研究在实验室环境中进行,与受控环境相比可能影响结果。使用特定激光功率和波长限制了普适性。金涂层厚度仅限于15、30和40纳米,且该方法可能不适用于大面积扩展。潜在优化方向包括探索其他涂层材料或激光参数。

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