白铜热氧化过程中光谱发射率特性研究

摘要

随着科技的发展,工业领域对白铜产品质量的要求日益提升;利用辐射测温技术对白铜在冶炼和加工时的温度进行精确测量,是决定产品质量的重要手段,因此研究白铜的光谱发射率特性就显得尤为重要.基于傅里叶红外光谱仪搭建的光谱发射率测量装置,测量了白铜在四个温度点(673,773,873和973 K),波长范围2～22μm内的光谱发射率,分别研究了波长、温度、加热时间和氧化对白铜光谱发射率的影响.研究发现,在氮气环境下白铜的光谱发射率随温度的升高而增加,随波长的增加而减少.当白铜暴露在空气环境中,随着温度的升高,其光谱发射率迅速增加.673 K时,白铜表面生成一层细微的氧化物颗粒,阻止白铜进一步氧化,这些氧化物颗粒的光谱发射率大于白铜基底,所以此温度下短波处的光谱发射率略微增加.773 K时,白铜表面氧化物的主要成分是Cu2 O,在实验过程中也观察到白铜表面逐渐变红的现象,这也是白铜在773 K温度下其光谱发射率迅速增加的原因.873 K时,白铜表面氧化物的种类和含量明显增多,氧化膜的厚度满足干涉效应条件,在白铜的光谱发射率曲线中可以明显地观察到干涉极值的演变,随着加热时间的增加,干涉极值逐渐向长波移动.随着温度的升高,白铜的抗氧化能力下降.973 K时,白铜表面的氧化程度最深,在X RD图中氧化物的峰值也最大,因此氧化1 h后由于干涉效应产生的干涉极值数最多.综上所述,波长、温度和氧化对白铜的光谱发射率有重要的影响,在运用辐射测温技术测量白铜温度时应充分考虑上述因素的影响.该研究丰富了白铜的光谱发射率数据,为辐射测温提供了真实可靠的数据支撑.