本文研究了不同材料以及不同半徑組合的核殼結(jié)構(gòu)納米流體的光熱轉(zhuǎn)換效果。同時考慮材料實際的色散特征,基于遺傳算法,在所研究的十種材料中,優(yōu)化選擇得到了最佳的核殼材料以及半徑的組合參數(shù),在全光譜（0.2～2.5μm）范圍內(nèi)實現(xiàn)了近完美的光熱轉(zhuǎn)換效果。計算結(jié)果表明,將常見的SiO₂材料作為核,金屬Ni或者TiN作為殼,合理地選擇核殼的半徑參數(shù),均能實現(xiàn)99%以上的光熱轉(zhuǎn)換效果。特別地,在相同的幾何參數(shù)下,對于SiO₂@Ni以及SiO₂@TiN納米流體,因其能在寬光譜范圍內(nèi)有效地激發(fā)等離子體共振,其光熱轉(zhuǎn)換效率（99.83%）是傳統(tǒng)的由純Ag、Au納米流體的約2倍,是SiO₂@Ag或SiO₂@Au納米流體的1.2倍左右。本文的研究方法不僅對于設(shè)計性能更加優(yōu)秀的納米流體組合材料具有指導(dǎo)意義,在實際應(yīng)用中,可對納米粒子的幾何尺寸進(jìn)行優(yōu)化,進(jìn)一步降低生成成本的同時實現(xiàn)全光譜高效的光熱轉(zhuǎn)換. 

【文章來源】：工程熱物理學(xué)報. 2020,41(09)北大核心

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

圖３優(yōu)選的（ａ）核殼組合（ｂ）核殼材料的概率統(tǒng)計結(jié)果以及??相應(yīng)的平均光熱轉(zhuǎn)換效率??Ｆｉｇ．?３?Ｔｈｅ?ｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌ?ｒｅｓｕｌｔｓ?ｏｆ?ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ?（ａ）?ｃｏｒｅ＠ｓｈｅｌｌ??ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ?ａｎｄ?（ｂ）?ｍａｔｅｒｉａｌｓ?ｆｏｒ?ｃｏｒｅ?ａｎｄ?ｓｈｅｌｌ，?ａｌｏｎｇ?ｗｉｔｈ??ｔｈｅ?ｐｈｏｔｏｔｈｅｒｍａｌ?ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ?ｅｆｆ?

劉夢琦等：實現(xiàn)納米流體全光譜近完美光熱轉(zhuǎn)換??２２７７??０．５??１．０??０．５??２．０??２．５??ｉ／ｊｉｍ??圖５?（ａ）?Ｓｉ０２＠Ｎｉ納米粒子的半徑組合統(tǒng)計分布??（ｒｃ?＞?２０?ｎｍ）．實線連接一組圓形的數(shù)據(jù)點，其中下方的數(shù)據(jù)點??表示核的半徑，上方的數(shù)據(jù)點表示殼的半徑，黑色的方形數(shù)據(jù)??點表示相應(yīng)的光熱轉(zhuǎn)換效率；（ｂ）核半徑為２３?ｎｍ、殼半徑為２５??ｎｍ不同材料組合的納米流體的太陽吸收光譜；（ｃ）核半徑為２３??ｎｍ、殼半徑為２５?ｎｍ不同材料組合的納米粒子的吸收系數(shù)??Ｆｉｇ．?５?（ａ）?Ｔｈｅ?ｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌ?ｒｅｓｕｌｔｓ?ｏｆ?ｒａｄｉｉ?ｏｆ?ｃｏｒｅ?ａｎｄ?ｓｈｅｌｌ?ｆｏｒ??Ｓｉ〇２＠Ｎｉ?ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ?（ｒｃ?＞?２０?ｎｍ）．?Ｔｈｅ?ｆｕｌｌ?ｃｉｒｃｌｅｓ??ｒｅｐｒｅｓｅｎｔ?ｔｈｅ?ｖａｌｕｅｓ?ｏｆ?ｒａｄｉｉ?（ｔｈｅ?ｂｏｔｔｏｍ?ｉｓ?ｆｏｒ?ｃｏｒｅ?ａｎｄ?ｔｈｅ??ｕｐｐｅｒ?ｉｓ?ｆｏｒ?ｓｈｅｌｌ，?ｔｈｅｙ?ａｒｅ?ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ?ｂｙ?ｔｈｅ?ｂｌａｃｋ?ｌｉｎｅｓ），?ａｌｏｎｇ??ｗｉｔｈ?ｔｈｅ?ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ?ｐｈｏｔｏｔｈｅｒｍａｌ?ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ?ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ??ｍａｒｋｅｄ?ｗｉｔｈ?ｔｈｅ?ｂｌａｃｋ?ｓｑｕａｒｅｓ，?（ｂ）?Ｔｈｅ?ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ?ｓｏｌａｒ??ｓｐｅｃｔｒａ?ｏｆ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ?ｗｉｔｈ?ｏｕｔｅｒ?ｒａｄｉｕｓ?２５?ｎｍ．?Ａｓ??ｆｏｒ?ｃｏｒｅ＠ｓｈｅｌｌ?ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ，?ｔｈｅ?ｃｏｒｅ’ｓ?ｒ


本文編號：2989386