钴和镍光谱发射率特性研究

摘要

光谱发射率是一项重要的热物理参数，在诸多领域中发挥着越来越重要的作用。随着科学技术的快速发展，对材料发射率的精确测量提出了更高的要求，因此，研究材料的光谱发射率对推动多个行业的发展具有重要的实用价值和科研意义。
　　文章第一章介绍了光谱发射率的分类及其基本测量方法，对金属光谱发射率的研究意义及现状进行了简要总结。并对现阶段发射率测量技术存在的问题进行了概述。
　　文章第二章分析了温度、波长、表面条件以及测量环境等因素对金属光谱发射率测量的影响，并简要介绍了红外辐射相关基本理论。
　　文章第三章介绍了基于傅里叶变换红外光谱仪的发射率测量装置，并对装置的加热系统、黑体炉、傅里叶变换红外光谱仪、光学系统四个部分进行了描述。该套装置的测量温度范围为300-1273K，波长范围为8-15μm，并可以通过更换相关的设备仪器进行拓展。
　　文章第四章利用实验室发射率测量装置探究金属镍的光谱发射率特性。得出以下结论:在氩气保护下，金属镍的光谱发射率在8-10μm范围内随着波长的增大而增大，在10-15μm范围内随着波长的增大而减小;在500-680K温度范围内，镍的光谱发射率随温度变化速率较大，从680K开始，镍的光谱发射率随温度变化速率降低，发射率随温度缓慢增大，当温度高于973K时，发射率随温度变化速率趋近为零;金属镍的光谱发射率随粗糙度的增大而增大，不过粗糙度对于金属镍的光谱发射率的影响较为复杂，并非线性关系。镍的表面形成氧化膜后，其光谱发射率数值明显增加，可见镍的氧化物的发射率数值要远远高于纯镍，除此之外，辐射能量在氧化膜表面发生的干涉效应也会对发射率数值产生影响。
　　文章第五章系统性研究了钴的发射率特性。金属钴和镍同属一族，性质相近，都具有铁磁性。实验结果表明:金属钴的光谱发射率在8-10μm范围内出现波峰波谷，在10-15μm范围内随着波长的增大而减小;钴的光谱发射率对于温度的变化响应灵敏，在其他条件相同的情况下，发射率和温度呈正比关系;金属钴表面粗糙程度越大，其光谱发射率数值也越大;在金属钴表面发生氧化的过程中，其光谱发射率变化较为复杂:当氧化时间低于90分钟时，发射率曲线震荡明显;当氧化时间超过90分钟后，光谱发射率曲线趋于稳定。这种现象与钴的氧化物种类有关。

目录

摘要

第一章 绪论

1．1 材料光谱发射率的研究价值及应用现状

1．2 发射率的分类

1．3 发射率测量技术研究现状

1．3．1 反射法

1．3．2 量热法

1．3．3 多波长法

1．3．4 能量对比法

1．4 发射率测量技术存在问题

1．5 研究内容

第二章 发射率的影响因素及红外辐射基础理论

2．1 材料发射率的影响因素

2．1．1 材料特性对发射率的影响

2．1．2 温度、波长对材料发射率的影响

2．1．3 表面条件对发射率的影响

2．1．4 测量环境的影响因素

2．1．5 测量仪器对发射率的影响

2．2 红外辐射基本理论

2．2．1 基尔霍夫定律

2．2．2 普朗克辐射定律

2．2．3 维恩位移定律

2．2．4 斯忒藩-玻尔兹曼定律

第三章 光谱发射率测量装置

3．1 测量装置基本原理

3．2 测量装置介绍

3．2．1 样品加热及控温系统

3．2．2 黑体加热装置

3．2．3 傅里叶变换红外光谱仪

3．2．4 光学系统

第四章 金属镍的光谱发射率特性研究

4．1 引言

4．2 金属镍光谱发射率特性研究

4．2．1 样品制备

4．2．2 氩气保护下纯镍的光谱发射率

4．2．3 粗糙度影响纯镍光谱发射率的研究

4．2．4 纯镍在不同温度下氧化8h后的光谱发射率

4．3 本章小结

第五章 金属钴的光谱发射率特性研究

5．1 引言

5．2 金属钴光谱发射率特性研究

5．2．1 样品制备

5．2．2 氩气保护下金属钴的光谱发射率

5．2．3 氧化作用对于金属钴发射率的影响

5．3 本章小结

第六章 总结及展望

6．1 总结

6．2 展望

参考文献

致谢

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