對影響材料發(fā)射率的因素和發(fā)射率模型的探究.pdf

1、發(fā)射率是物體的熱物性參數(shù)之一，是描述物體的熱輻射特性的重要參數(shù)，在航空、航天、科學研究，國防和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域中具有重要的應(yīng)用價值和研究意義，其測量精度水平、大小控制、變化特征控制是測量各種相關(guān)產(chǎn)品質(zhì)量的重要技術(shù)指標，發(fā)射率的測量在紅外測量技術(shù)中占據(jù)著重要地位。
　　發(fā)射率的測量受波長、溫度、發(fā)射角、表面粗糙程度、表面氧化程度、是否有污染物以及樣品成分的影響，發(fā)射率很難精確測量。在表面狀態(tài)不同時，測量發(fā)射率隨波長和溫度的變化就更難

2、了。尤其是樣品表面長時間被空氣氧化，測量發(fā)射率隨波長和溫度的變化可能就變得更加復(fù)雜。在本文中我們詳細探究了在波長為1.5μm時，鈦和鈦合金在800-1100K的溫度范圍內(nèi)發(fā)射率隨著溫度和加熱時間的變化，討論了樣品表面氧化和氮化對發(fā)射率的影響，在1.4-2.1μm的波長范圍和800-1100K的溫度范圍內(nèi)，為了精確預(yù)測不銹鋼304的溫度，測試了九種發(fā)射率模型。
　　鈦TA2和鈦合金Ti-6Al-4V由于高拉伸強度和高強度重量比，耐熱

3、，耐腐蝕性能和低密度的優(yōu)勢，廣泛應(yīng)用在航空航天、汽車、國防、醫(yī)療和化工行業(yè)等各個領(lǐng)域。在所有的應(yīng)用中，鈦TA2和鈦合金Ti-6Al-4V的發(fā)射率都是一個關(guān)鍵參數(shù)。毫不夸張地說，鈦TA2和鈦合金Ti-6Al-4V的發(fā)射率的測量和估值已經(jīng)成為一些應(yīng)用中的重要挑戰(zhàn)。例如，在航空和飛機構(gòu)件，發(fā)射率的值必須是在傳熱時進行計算。用鈦合金Ti-6Al-4V制作航空和飛機的部件時，經(jīng)常涉及高溫過程，甚至是在融化狀態(tài)。此時，在無觸頭溫度測量的過程中發(fā)射率

4、是正確測量溫度的一個基本參數(shù);在校準檢驗激光金屬沉積過程模型中，光譜發(fā)射率也是必要的。然而，鈦TA2和鈦合金Ti-6Al-4V的發(fā)射率值相當缺乏，只存在于少數(shù)文獻報告中。在文章的前一部分，我們主要補充了鈦TA2及鈦合金Ti-6Al-4V的發(fā)射率數(shù)值。
　　輻射測溫可以分為單波長測溫法和多譜線輻射測溫法。利用單波長測溫法時，為了能精確的測量溫度，我們必須知道樣品準確的光譜發(fā)射率。利用多譜線輻射測溫法時，我們對光譜發(fā)射率、波長、溫度都

5、必須有充足的知識儲備。我們已經(jīng)分析過許多實驗來研究不銹鋼鋼表面氧化層增長所引起的光譜發(fā)射率的變化。我們早期的論文指出，不銹鋼表面氧化能很大程度上影響光譜發(fā)射率并帶來明顯的溫度測量誤差。溫度測量的精確度很大程度上依賴于多譜線輻射測溫法所確定的發(fā)射率模型。表面氧化是否影響光譜發(fā)射率模型？在本文中我們將回答這個問題。
　　最后，通過對實驗所得數(shù)據(jù)的對比分析，我們對鈦TA2、鈦合金Ti-6Al-4V及不銹鋼304的發(fā)射率值進行了補充，得出