EFEITO DO FORMATO E DA QUANTIDADE DAS PARTÍCULAS DE CROMO NAS CARACTERÍSTICAS ÓPTICAS DE SUPERFÍCIES SELETIVAS DE Cr-SiO2

Resumo

A maneira mais simples de converter a energia proveniente do sol é por meio de sua conversão térmica. Para isso, utilizam-se trocadores de calor chamados de coletores solares. Comumente, os coletores solares apresentam revestimentos em sua superfície capazes de“selecionar”a radiação incidente, seja para absorver mais radiação ou reduzir perdas nesse processo. Esses revestimentos são comumente conhecidos como superfícies seletivas. Nesse contexto, este trabalho se propõe a investigar a influência da morfologia das superfícies seletivas sobre suas propriedades ópticas absorvedoras com o auxílio do modelo do meio efetivo de Polder e Van Santen, que possibilita o cálculo da permissividade relativa efetiva de um meio contendo partículas de diferentes formatos em seu interior (discoidais, esféricas e cilíndricas). Este modelo é aplicável à superfícies seletivas compostas de uma matriz cerâmica contendo partículas metálicas em seu interior, também conhecidas como CERMETs(CERâmica e METal). Com o auxílio do software MATLAB, e as equações ópticas da física do estado sólido, foi simulado em um algoritmo o comportamento óptico (reflectância) da superfície seletiva sobre um determinado substrato dentro de cinco condições de controle, onde foram variadas a espessura do revestimento e a fração volumétrica do metal contido. Ao final do trabalho concluiu-se, para superfícies seletivas que apresentam espessura de 0,05μm, a melhor opção é que ela apresente majoritariamente partículas esféricas. Para filmes mais finos (da ordem de 0,025μm) nenhuma das condições estudadas, no tocante à fração volumétrica das partículas, apresentou resultados suficientemente bons para serem recomendados na construção de revestimentos. No entanto, para superfícies seletivas com espessuras mais elevadas (da ordem de 0,1μm), as partículas discoidais apresentaram excelentes resultados para se trabalhar com a fração volumétrica de 0,4.