《表3 不同涂层的表面均方根粗糙度值》

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《Co-Cr_3C_2-WC/Al_2O_3太阳能选择性吸收涂层制备与性能研究》

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涂层的表面形貌主要由熔融、半熔融、未熔区域和孔隙组成，如图2所示。图2a为A1吸收层（80Co-20Cr3C2）的表面形貌，由于Cr3C2和Co的润湿性较差，未熔Cr3C2颗粒分散在金属相表面。随着WC含量增加，涂层表面弥散分布的未熔颗粒减少，而WC与Co的润湿性较好，在熔融区域边界形成这种连续性的半熔融区，如图2b、c所示。但是当WC含量继续增大时，如图2d所示，整个团聚粉末的熔融性能变差，涂层表面形成大范围的半熔融区，粗糙度变大，并且产生大量孔隙。喷涂过程中，熔融颗粒高速撞击基底后充分铺展开，形成光滑致密区域。而未熔或半熔颗粒没有完全软化，在基体上不能很好地铺展开。在喷涂中，金属Co由于熔点较低而易熔融，Cr3C2（熔点为1890℃）和WC（熔点为2870℃）熔点较高而较难熔融。因此，不同成分比例的粉末在喷涂中的熔融性能不一样，同时，熔融相和未熔相之间的润湿性也会影响其在涂层表面的沉积行为。Cr3C2和Co的润湿性较差，导致A1涂层中未熔的Cr3C2弥散地分布在涂层表面，造成较大的表面粗糙度。当A4涂层中熔点较高的WC含量过多时，形成的大范围未熔区域也会导致涂层粗糙度较大，致密度低。涂层的红外发射率与表面粗糙度有很大的联系，大的粗糙度会增强表面的漫反射，从而使发射率升高[19]。通过粗糙度仪对涂层的表面均方根粗糙度进行测量，结果如表3所示。Co含量为80%时，A3涂层的表面粗糙度最小，表明当Cr3C2∶WC为1∶1时，有利于形成粗糙度较小的表面，从而降低热喷涂吸收层的发射率。当Co含量增加到90%时，Cr3C2∶WC仍为1∶1，制备的A0涂层粗糙度进一步减小到1.712μm，从图2e可看出，A0吸收层表面的未熔和半熔区减少，颗粒在基底的铺展效果较好，表面比较平滑。