[发明专利]包埋镧铝合金纳米团蔟的金属陶瓷太阳能吸收涂层及方法

权利要求书

1.一种包埋镧铝合金纳米团蔟的金属陶瓷太阳能吸收涂层，该涂层为多层复合结构，自基底向上依次包括金属反射层薄膜、太阳能吸收层薄膜和减反射层薄膜，其特征在于，所述金属反射薄膜为镧铝合金LaAl反射层薄膜，所述太阳能吸收层薄膜为氮化镧铝LaAlN金属陶瓷内包埋镧铝合金LaAl纳米团簇LaAl-N-LaAl的太阳能吸收薄膜，所述减反射层薄膜为氮化镧铝LaAlN减反射层薄膜。

2.如权利要求1所述的金属陶瓷太阳能吸收涂层，其特征在于，所述的太阳能吸收涂层中镧、铝的原子比为3～4∶6～7。

3.如权利要求5所述的金属陶瓷太阳能吸收涂层，其特征在于，所述吸收层薄膜的厚度范围为150～200nm。

4.如权利要求1所述的金属陶瓷太阳能吸收涂层，其特征在于，金属反射层薄膜的厚度范围为100～180nm。

5.制备如权利要求1所述涂层的方法，其特征在于，采用单室单靶溅射设备，该方法包括以下步骤：

1)制备第一层：直接用镧铝合金靶、磁控溅射制备金属反射层薄膜，具体操作如下：

先将高真空溅射腔室的真空度抽至好于5×10^-4Pa，从氩气进气管通入工作气体氩气，气压控制在5Pa～5×10^-2Pa；

打开直流或脉冲直流溅射电源，电压控制在250～600V；溅射电流密度控制在5～250mA/cm²；溅射功率控制在2～150w/cm²；溅射速率控制在10-500nm/min；溅射时间为3～20min，获得镧铝合金LaAl反射层薄膜；

2)制备第二层：在第一步中氩气压相同的条件下，氩气压作为背景条件，从氮气进气管通入反应气体氮气，氮气分压控制在2Pa～5×10^-3Pa，打开直流或脉冲直流溅射电源，控制电压、电流、功率和溅射速率与第一步相同，溅射时间一般需要10～30min，获得氮化镧铝包埋镧铝合金纳米团簇(LaAl-N-LaAl)吸收层薄膜；

3)制备第三层：在第二步的背景氩气压不变的条件下，通入充足的反应气体氮气，氮气分压控制在5Pa～5×10^-2Pa，镧铝合金靶仍采用第一步的磁控直流反应溅射参数操作，溅射时间一般需要7～30min，生成氮化镧铝陶瓷LaAlN减反射层薄膜。

6.制备如权利要求1所述涂层的方法，其特征在于，采用多靶真空溅射设备，该方法包括以下步骤：

1)制备第一层：直接用多只镧铝合金靶同时进行磁控溅射制备金属反射层薄膜，具体操作如下：

将高真空溅射腔室的真空度抽至好于5×10^-4Pa，分别从氩气进气管通入工作气体氩气，气压控制在5Pa-5×10^-2Pa；打开三只镧铝合金靶的直流或脉冲直流溅射电源，每个靶电压分别控制在250-600V；溅射电流密度控制在5～250mA/cm²；各靶溅射速率控制在10-500nm/min；溅射时间为1～10min，获得稀土镧铝合金反射层薄膜；

2)制备第二层：在第一步中操作参数相同的条件下，氩气压作为背景条件，从氮气进气管通入反应气体氮气，将氮气分压控制在2Pa～5×10^-3Pa，同时打开三只镧铝合金靶的直流或脉冲直流溅射电源，控制电压、电流、功率和溅射速率与第一步相同，溅射时间为4～15min，获得氮化镧铝包埋稀土镧铝合金纳米团簇吸收层薄膜；

3)制备第三层：在第二步的操作参数及背景氩气压不变的条件下，通入充足的反应气体氮气，氮气分压控制在5Pa～5×10^-2Pa，溅射时间为3～15min；三只镧铝合金靶共同溅射生成氮化镧铝陶瓷薄膜减反射层薄膜。