1. 研究目的与意义（文献综述）

在晴朗微风的晚上，空气本身向外散热使自身温度降低的过程，同时近地面空气的
晚间除受自身辐射冷却外，还受到地面的辐射冷却的双重影响，气温不断降低。同理，
采用具有强的选择性热辐射（大气辐射窗口波段）、太阳光波段吸收极低的材料，可以
实现材料降温至环境温度以下的目的。这类膜层的应用有助于减少有降温需求场合的耗
能，可以节省能源、减轻环境污染。
目前，建筑物及汽车的室内在天气炎热时，均需要使用制冷系统来降温，使 用制冷
系统会消耗大量化石能源。这样会加剧不可再生能源的消耗，同时对环境 也会造成一定
的破坏。因此，研究一种既能使待降温区温度维持在人类感到舒适 的温度，同时仅消耗
少部分能源甚至不消耗能源的降温方法，成为当下节能降温 的研究热点。根据热力学第
二定律，热源可不断的由高温物体向低温物体传递，根据经典电磁学理论，热辐射是由
物体不断吸收和发射电磁波。因此，采用具有强的选择性热辐射（大气辐射窗口波段）、
太阳光波段吸收极低的材料，可以实现材料降温至环境温度以下的目的。
几个世纪以来，人们只知道夜间降温效应。.最近，人们通过构建反映整个太阳光谱
的系统，同时产生波长范围为 813μm的强热辐射，在追求日间辐射冷却方面做出了巨
大的努力，Raman等人展示了一种由多层光子结构制成的光子辐射冷却材料，其平衡温
度比环境空气温度低 5° C，尽管有大约 900W/m2的阳光直接照射它。随后，在各种材
料系统和结构中考虑了日间辐射冷却，并推动了其他情景下辐射冷却的进一步研究。 在
高于热舒适的高温下，例如夏季的白天，辐射冷却技术可用于有效地散热建筑物，车辆
和人体的热量，因此显着降低能量消耗并改善热舒适性。冷却是全球能源消耗中最重要的
部门之一。传统的主动冷却方法，如空调冷却是全球能源消耗中最重要的部分之一。传
统的主动冷却方式，如空调，不仅消耗大量能源，而且还会加剧温室效应。因此，寻求“ 绿
色” 和有效的冷却策略具有重要意义。事实上，超低温 3K的巨大宇宙是一个完美的散热
散热器。地球大气层在整个 813μm窗口内表现出高透明度，与典型地温（300K）下黑
体热辐射的峰值波长完全一致。因此，具有 813μm的高发射率的光学装置可以被动地
将热量从其表面散发到外部空间并实现有效的冷却。近年来，辐射冷却已被广泛研究并
在不同方面发展。具有良好红外发射率的材料如 Ti O2白漆和 Si O膜最初应用于最简单的
被动辐射冷却降温材料。但这不是一个可行的解决方案，因为难以在整个 813μm窗口
内找到具有近似辐射率的单一天然材料。随着微纳米制造技术的发展，由于其独特且优
异的光学性质，各种纳米/ 微米结构超材料被用于实现被动冷却，例如 Hossai n等人，利
用由不对称形状的锥形超材料（CMM）柱阵列组成的微结构超材料，构建一个有效的辐
射冷却材料降温，在非辐射热交换的情况下可以达到 12. 2° C的稳定冷却温度； Sun等人
提出了一种基于超材料的太阳能反射器，以实现航天器中的有效辐射冷却。在他的设计
中，将 Al 掺杂的 ZnO（AZO）透明导电氧化物膜图案化成超曲面，以实现宽的等离子体
共振，同时增强电磁辐射的吸收，导致热红外区域的平均发射率为 0. 79。

此次毕业设计内容将以柔性无机厚膜的制备展开，采用不同尺寸的微纳米结构制备
无机厚膜，观察其表面微观结构，改善提高其热力学性能。

2. 研究的基本内容与方案

2. 1基本内容
1．文献调研，了解国内外相关研究概况和发展趋势，了解选题与社会、健康、安全、 成本以及环境等因素的关系；
2．采用不同尺寸的微纳米颗粒制备无机厚膜；
3．优化工艺参数，改善所制备厚膜的热力学性能；
4．测试所制备厚膜的附着力与光学性能；
5．分析总结数据，撰写毕业论文。

2. 2研究目标
1. 掌握 col dsi nt er i ng方法制备无机厚膜的工艺方法；
2. 掌握所制备膜层结构与性能的表征方法。

2. 3技术方案
运用 cold sintering方法制备无机厚膜
1. 选用不同尺寸大小的制备无机膜的微米级结构颗粒；
2. 将一定量的物料加入模腔中，并且预压成密实的制品形状并取出压件，然后送入烧结炉中在一定的温度下（包括升温 保温阶段）烧结一定时间；
3. 烧结熔融并冷却形成；
4. 采用扫描电子显微镜观察表面微观膜层结构；
5. 测试所制备膜的热力学及物理性能。

3. 研究计划与安排

第 1－3周：查阅相关文献资料，完成英文翻译。

明确研究内容，了解研究所需原料、 仪器和设备。

确定技术方案，并完成开题报告。

4. 参考文献（12篇以上）

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