本文關(guān)鍵詞：紫銅和鋁表面氧化對發(fā)射率影響的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：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重要的基本特征,是表征著物體表面的一項重要的參數(shù),其在紅外測量技術(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,使其要測得準(zhǔn)確的發(fā)射率非常困難。近幾十年來隨著紅外測溫技術(shù)快速發(fā)展,對發(fā)射率的要求也越來越高,科學(xué)家們提出了很多測量方法和設(shè)計了很多測量儀器,但是到現(xiàn)在為止都還沒有哪一種實驗儀器能夠作為測量發(fā)射率的主要的儀器。也正因于此對發(fā)射率的全面了解尤為重要。本文利用專門的實驗儀器來測量一些常用金屬樣品的發(fā)射率,并通過實驗數(shù)據(jù)對發(fā)射率進行解釋和說明,著重介紹了物質(zhì)表面氧化對發(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)域都有著重要的運用,隨著技術(shù)的提高,對金屬材料的純度要求越來越受到廣泛的關(guān)注,這就有必要在金屬生產(chǎn)過程中提高對溫度的控制,因為大多數(shù)金屬在生產(chǎn)過程中都需要高溫,例如擠壓、熱軋和鍛造等。為了準(zhǔn)確的測得其溫度,就必須要提高發(fā)射率的準(zhǔn)確性,這就要求對發(fā)射率要有一個充分的了解。本文在第二章中首先介紹了紅外測溫法即非接觸式測溫法,了解紅外測溫相比于常規(guī)測溫對溫度的測量有哪些優(yōu)勢,之后又對與發(fā)射率有關(guān)的紅外輻射理論進行了詳細(xì)的闡述,并解釋了為什么開有一個小孔的密閉空腔的輻射既是黑體輻射,還對一些基本理論做了簡單的介紹。本文還對發(fā)射率的影響因數(shù)做了詳細(xì)的介紹,主要從材料本身、溫度、材料表面狀況、測量環(huán)境、表面氧化對發(fā)射率的影響;其次還對測量發(fā)射率的儀器做了詳細(xì)的介紹,這個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。且用該裝置測量了幾組常用金屬的發(fā)射率,并對數(shù)據(jù)進行了解釋,根據(jù)實驗數(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,通過擬合我們可以得到在給定的溫度下發(fā)射率與加熱時間的函數(shù)表達式,也可以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)之上的測量材料發(fā)射率的試驗裝置和通過這個裝置研究了鋁3A21、紫銅T2的發(fā)射率與材料表面氧化的關(guān)系。在實驗中,由紅外探測器來測量表面溫度,由光電二極管檢測器接收來自材料樣品表面和黑體腔的輻射,測量了鋁3A21溫度在800K-910K和紫銅T2溫度在800K-1100K的發(fā)射率。在試驗進行時,在空氣中對材料進行加熱,控制實驗的溫度,使其保持不變的情況下,觀察光譜發(fā)射率與加熱時間的關(guān)系曲線,通過對實驗數(shù)據(jù)的分析得出了表面氧化與發(fā)射率的關(guān)系,進而得到發(fā)射率與加熱時間的關(guān)系模型;從數(shù)據(jù)中還可以得出在加熱時間相同的情況下發(fā)射率與加熱溫度的關(guān)系。材料在空氣中進行加熱的過程中,表面逐漸形成一層氧化膜,使得發(fā)射率發(fā)生變化。由實驗結(jié)果可以看出,特別是在加熱初期,氧化最為迅速,對此時的實驗結(jié)果進行了討論與分析,通過對實驗結(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)系表達式,從實驗結(jié)果我們還可以清楚的觀察到出發(fā)射率的共振峰,這對工業(yè)生產(chǎn)提供了一定的幫助。
【關(guān)鍵詞】：發(fā)射率 紅外輻射 表面氧化 擬合
【學(xué)位授予單位】：河南師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG146;O434.3
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 緒論9-13
• 1.1 研究發(fā)射率的意義9-10
• 1.2 紅外輻射的一些基本方法10-11
• 1.3 本文研究的主要內(nèi)容11-13
• 第二章 紅外輻射的基本理論及實踐應(yīng)用13-21
• 2.1 紅外輻射的基本規(guī)律13-17
• 2.1.1 紅外輻射的產(chǎn)生13-14
• 2.1.2 基爾霍夫定律14-15
• 2.1.3 黑體輻射15-17
• 2.2 紅外輻射17-18
• 2.2.1 紅外輻射的應(yīng)用17-18
• 2.2.2 紅外測溫技術(shù)18
• 2.3 光的基本特性18-21
• 2.3.1 光的本質(zhì)18-19
• 2.3.2 光的分類19-21
• 第三章 測量材料發(fā)射率的實驗裝置和影響發(fā)射率的因素21-31
• 3.1 測量發(fā)射率的實驗裝置21-25
• 3.1.1 加熱系統(tǒng)22
• 3.1.2 探測系統(tǒng)22-23
• 3.1.3 控制與顯示系統(tǒng)23
• 3.1.4 實驗操作23-24
• 3.1.5 試驗裝置的優(yōu)缺點24-25
• 3.2 影響發(fā)射率的因素25-31
• 3.2.1 材料對發(fā)射率的影響26
• 3.2.2 溫度對材料發(fā)射率的影響26-27
• 3.2.3 材料表面對發(fā)射率的影響27-28
• 3.2.4 測量環(huán)境的影響28-29
• 3.2.5 表面氧化對發(fā)射率的影29-31
• 第四章 紫銅T2的表面氧化對發(fā)射率的影響31-45
• 4.1 引言31-32
• 4.2 測量原理和試驗裝置的工作原理32-36
• 4.2.1 實驗原理32-34
• 4.2.2 實驗裝置的工作原理34-36
• 4.3 結(jié)果與討論36-43
• 4.3.1 實驗過程36-37
• 4.3.2 光譜發(fā)射率的強烈振動37-39
• 4.3.3 表面氧化導(dǎo)致光譜發(fā)射率的不確定39-41
• 4.3.4 光譜發(fā)射率與加熱時間的模型41-43
• 4.4 本章小結(jié)43-45
• 第五章 表面氧化對鋁 3A21的發(fā)射率的影響45-53
• 5.1 引言45-46
• 5.2 結(jié)果與討論46-51
• 5.2.1 加熱時間對光譜發(fā)射率的影響47-50
• 5.2.2 溫度對光譜發(fā)射率的影響50-51
• 5.3 本章小結(jié)51-53
• 第六章 結(jié)論與展望53-55
• 參考文獻55-63
• 致謝63-64
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄64-66

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本文編號：287988