太阳能吸收膜盐雾腐蚀机理及性能评价方法研究

来源 :北京有色金属研究总院 | 被引量 : 2次 | 上传用户:cxsxj
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平板太阳能集热器因其拥有高吸收比、低发射比、结构简单、运行安全可靠、易维护及建筑一体化等优势在太阳能热利用领域取得了快速发展,尤其是蓝膜平板集热器已成为市场上的主流产品。但因我国气候条件较复杂,南方沿海地区空气湿度和盐分含量较高,北方多盐碱地和雾霾,因此,吸收膜在长期使用过程中表面会失去光泽,出现斑点、起泡、脱落等现象。而目前国内外专门针对太阳能吸收膜盐雾腐蚀性能评价方法的研究尚不完善。因此,开展太阳能吸收膜盐雾腐蚀性能评价方法的研究,有利于太阳能吸收膜的应用及推广。本文通过人工模拟中性盐雾加速腐蚀环境,研究了 NaCl盐雾浓度、腐蚀时间、腐蚀温度对吸收膜的影响,深入分析了吸收膜腐蚀机理和腐蚀规律,并对其在盐雾环境下的抗腐蚀性能提出了评价方法,相关结论如下:(1)随着腐蚀时间的增加,吸收膜表面逐渐出现孔洞、微裂纹;非晶结构逐渐消失;各个亚层间的界面变宽变模糊;薄膜中的元素发生了明显的扩散,尤其是增透层表面及A1基表面的O元素含量明显增高.,薄膜腐蚀态中出现大量的Cr203、A1203以及少量的AlCr2、AlCr3、A1N和Cr3Si等腐蚀产物。(2)吸收膜盐雾腐蚀机理为:NaCl盐雾在薄膜表明沉积形成一层电解液薄层,Cl-从晶界或者晶粒缺陷处渗透到吸收层和Al基底发生电化学腐蚀,特别是强腐蚀性的Cl-与Cr、A1单质及CrOx、CrNy、CrNxOy、A1203等化合物发生电化学反应,将其转换成相应的氯化物和氢氧化物,经干燥后最终形成Cr203和A1203等新相。(3)得到吸收膜吸收比(α随着腐蚀时间(t)的变化的经验关系:α = α0+A1t1+A2t2+A3t3;发射比(ε)随着腐蚀时间(t)的变化的经验关系:ε=ε0+B1t + B2t2 + B3t3。(4)Cr-O-N系列吸收膜经不同浓度和不同温度的NaCl盐雾腐蚀后其光学性能变化可采用以上的经验公式外推进行预测,可同时结合衰减率对吸收膜进行综合评价。
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