紫銅和鋁表面氧化對(duì)發(fā)射率影響的研究.pdf

1、發(fā)射率是指物體的輻射能力與黑體的輻射能力在同一溫度下的比值，我們也可以稱之為輻射率。發(fā)射率代表的是物體的一項(xiàng)重要的基本特征，是表征著物體表面的一項(xiàng)重要的參數(shù)，其在紅外測(cè)量技術(shù)中起到了非常重要的作用。但是由于發(fā)射率與眾多因數(shù)有關(guān)，例如:測(cè)量溫度、材料組成成分、環(huán)境因素、金屬的表面氧化等，使其要測(cè)得準(zhǔn)確的發(fā)射率非常困難。近幾十年來(lái)隨著紅外測(cè)溫技術(shù)快速發(fā)展，對(duì)發(fā)射率的要求也越來(lái)越高，科學(xué)家們提出了很多測(cè)量方法和設(shè)計(jì)了很多測(cè)量?jī)x器，但是到現(xiàn)在為

2、止都還沒(méi)有哪一種實(shí)驗(yàn)儀器能夠作為測(cè)量發(fā)射率的主要的儀器。也正因于此對(duì)發(fā)射率的全面了解尤為重要。本文利用專門(mén)的實(shí)驗(yàn)儀器來(lái)測(cè)量一些常用金屬樣品的發(fā)射率，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)發(fā)射率進(jìn)行解釋和說(shuō)明，著重介紹了物質(zhì)表面氧化對(duì)發(fā)射率的影響。這也正是我在研究生期間的主要研究工作。這也給工業(yè)生產(chǎn)提供了一定的幫助。
　　金屬不管是在日常生活中還是在工業(yè)生產(chǎn)、軍事等領(lǐng)域都有著重要的運(yùn)用，隨著技術(shù)的提高，對(duì)金屬材料的純度要求越來(lái)越受到廣泛的關(guān)注，這就有必要

3、在金屬生產(chǎn)過(guò)程中提高對(duì)溫度的控制，因?yàn)榇蠖鄶?shù)金屬在生產(chǎn)過(guò)程中都需要高溫，例如擠壓、熱軋和鍛造等。為了準(zhǔn)確的測(cè)得其溫度，就必須要提高發(fā)射率的準(zhǔn)確性，這就要求對(duì)發(fā)射率要有一個(gè)充分的了解。本文在第二章中首先介紹了紅外測(cè)溫法即非接觸式測(cè)溫法，了解紅外測(cè)溫相比于常規(guī)測(cè)溫對(duì)溫度的測(cè)量有哪些優(yōu)勢(shì)，之后又對(duì)與發(fā)射率有關(guān)的紅外輻射理論進(jìn)行了詳細(xì)的闡述，并解釋了為什么開(kāi)有一個(gè)小孔的密閉空腔的輻射既是黑體輻射，還對(duì)一些基本理論做了簡(jiǎn)單的介紹。本文還對(duì)發(fā)射率的

4、影響因數(shù)做了詳細(xì)的介紹，主要從材料本身、溫度、材料表面狀況、測(cè)量環(huán)境、表面氧化對(duì)發(fā)射率的影響;其次還對(duì)測(cè)量發(fā)射率的儀器做了詳細(xì)的介紹，這個(gè)儀器是建立在能量法和基爾霍夫定律理論基礎(chǔ)之上的，主要介紹了這個(gè)儀器的組成部分和基本原理，還有相比于其他一些儀器的優(yōu)勢(shì)。且用該裝置測(cè)量了幾組常用金屬的發(fā)射率，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了解釋，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析了光譜發(fā)射率與溫度和材料表面氧化的關(guān)系，通過(guò)擬合我們可以得到在給定的溫度下發(fā)射率與加熱時(shí)間的函數(shù)表達(dá)式，也可以

5、清楚的看出兩者之間的關(guān)系。
　　在本文中主要介紹的是建立在能量法和基爾霍夫定律理論基礎(chǔ)之上的測(cè)量材料發(fā)射率的試驗(yàn)裝置和通過(guò)這個(gè)裝置研究了鋁3A21、紫銅T2的發(fā)射率與材料表面氧化的關(guān)系。在實(shí)驗(yàn)中，由紅外探測(cè)器來(lái)測(cè)量表面溫度，由光電二極管檢測(cè)器接收來(lái)自材料樣品表面和黑體腔的輻射，測(cè)量了鋁3A21溫度在800K-910K和紫銅T2溫度在800K-1100K的發(fā)射率。在試驗(yàn)進(jìn)行時(shí)，在空氣中對(duì)材料進(jìn)行加熱，控制實(shí)驗(yàn)的溫度，使其保持不變的情

6、況下，觀察光譜發(fā)射率與加熱時(shí)間的關(guān)系曲線，通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析得出了表面氧化與發(fā)射率的關(guān)系，進(jìn)而得到發(fā)射率與加熱時(shí)間的關(guān)系模型;從數(shù)據(jù)中還可以得出在加熱時(shí)間相同的情況下發(fā)射率與加熱溫度的關(guān)系。材料在空氣中進(jìn)行加熱的過(guò)程中，表面逐漸形成一層氧化膜，使得發(fā)射率發(fā)生變化。由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，特別是在加熱初期，氧化最為迅速，對(duì)此時(shí)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了討論與分析，通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的擬合處理跟分析再結(jié)合紅外輻射的基本理論得出了發(fā)射率與溫度的函數(shù)關(guān)系表達(dá)式