銅、鋼和鐵的光譜發(fā)射率的研究.pdf

1、隨著生產(chǎn)自動化的發(fā)展和智能設(shè)備的興起，傳感器的需求也越來越大，溫度傳感器的精度和適用范圍的擴(kuò)大對生產(chǎn)和生活各個(gè)方面都起著非常重要的作用。紅外測溫具有適用范圍廣、使用方便的特點(diǎn)，在溫度傳感器領(lǐng)域的地位越來越重要，而溫度傳感器精度的提高，有賴于材料紅外發(fā)射率的準(zhǔn)確測量。
　　本文利用本實(shí)驗(yàn)室自行設(shè)計(jì)的能量法測量光譜發(fā)射率的設(shè)備，對幾種常見的金屬及其合金，如鐵、鋼、銅和黃銅的光譜發(fā)射率做了系統(tǒng)的研究。
　　文章介紹了材料表面發(fā)射率

2、研究的背景和意義;對材料光譜發(fā)射率的研究現(xiàn)狀做了說明，對光譜發(fā)射率的測量方法和測量儀器做了簡單的綜述和總結(jié);材料發(fā)射率相關(guān)的概念:黑體輻射、普朗克定律、維恩位移定律、輻射體的分類;基爾霍夫定律、斯特潘·玻爾茲曼定律以及與之密切相關(guān)的紅外測溫的三種技術(shù):利用輻射溫度測溫法、亮溫度測溫法和比色測溫法。對黑體腔的制造原理做了簡單的介紹;詳細(xì)介紹了發(fā)射率相關(guān)的形式和定義;對能量對比法測量材料光譜發(fā)射率的三種方法:單光路法、雙光路法和光纖光路法做

3、了比較細(xì)致的介紹，并對本次研究應(yīng)用的實(shí)驗(yàn)設(shè)備做了說明;對可能影響發(fā)射率測量的環(huán)境因素，如大氣中水蒸汽和二氧化碳對紅外波段光譜的吸收也做了討論。
　　主要結(jié)論如下:第一，銅鋅合金H62在實(shí)驗(yàn)條件下的氧化物主要是ZnO，這使得氧化后的銅鋅合金H62的光譜發(fā)射率比相同條件下的純銅合金光譜發(fā)射率低;經(jīng)過一小時(shí)氧化，銅鋅合金的氧化膜厚度大約為1.64μm;第二，氧化后的銅鋅合金H62的光譜發(fā)射率隨溫度升高而增加，隨波長增加而減小;最后，氧化

4、后的銅鋅合金H62和純銅的光譜發(fā)射率在波長為10μm處顯著增加，這是由于Christiansen效應(yīng)的影響。第四，201鋼、304鋼和A3鐵材料的光譜發(fā)射率基本都遵循隨溫度升高而增大的規(guī)律，鉻元素含量越高的材料其光譜發(fā)射率值越小，A3鐵在所有溫度點(diǎn)的光譜發(fā)射率均大于201鋼和304鋼的發(fā)射率。由X射線衍射分析的數(shù)據(jù)可以看出，201鋼和304鋼的表面氧化膜以穩(wěn)定的氧化鉻為主，光譜發(fā)射率相對于A3鐵較為穩(wěn)定，而A3鐵表面氧化膜為不穩(wěn)定的四氧