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[color=#990000]摘要:本文介绍了近场热辐射基本概念,并针对两平板之间的近场热辐射测试,介绍了经典导热系数保护热板测试方法在近场热辐射表征中的应用。[/color][size=18px][color=#990000]一、近场热辐射现象[/color][/size]如果两个相邻物体的温度不同,则它们之间则存在热辐射传递,可以用众所周知的普朗克黑体辐射理论来准确估计此辐射热流,条件是两物体之间的距离要远大于辐射的平均波长。目前已经确定的是,当物体间距小于辐射波长时,普朗克理论会失效,而这种距离则称之为近场,近场热辐射是指与物体间距小于特征波长区域的辐射, 热辐射强度随着与辐射体间距的减小而呈指数规律快速增大,如图1所示。[align=center][img=近场辐射测量,600,496]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/12/202112311018508887_5199_3384_3.jpg!w690x571.jpg[/img][/align][align=center][color=#990000]图1 辐射热流密度随距离的变化[/color][/align][size=18px][color=#990000]二、近场辐射热流测量[/color][/size]为了对近场热辐射进行表征,一般是在真空中测试两个微小间距的平行板。随着平板间距减小,辐射热流逐渐受到干涉波和消散波的影响,辐射热流会随之增强。近场辐射热流密度测量装置是基于保护热板法(GHP),该方法通常用于测量隔热材料的导热系数,如图2所示,图中的样品1在近场辐射测量中则是真空间距。[align=center][color=#990000][img=近场辐射测量,690,296]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/12/202112311019195377_8070_3384_3.jpg!w690x296.jpg[/img][/color][/align][align=center][color=#990000]图2 经典防护热板法测量原理[/color][/align]选择保护热板法的依据是这种方法是一种绝对测量方法,可以精确控制热损失,这对热辐射测量至关重要。辐射热流测量装置中,图2所示的辅助绝热板将由一个热电堆温差传感器代替,由此可以更精确地控制热损失。两板之间的平行度和距离控制是测量装置的关键条件,我们采用三个独立控制的压电致动器以纳米量级来变化板之间距离,并用电容传感器监测两板之间三个位置点的绝对间隙值。该装置的研制将能够精确测量近场热辐射的热流密度。[align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align]
在任何温度下,物体都能不断地向周围空间发射各种波长的电磁波,其原因是分子包含带电粒子的热运动会产生电磁辐射。研究发现,这种辐射具有连续的频谱,波长分布及辐射功率均随温度变化。这种与温度有关的电磁辐射就称为热辐射,也叫温度辐射。“冷”的物体也有热辐射,但强度低,且辐射波段主要在红外区。
[color=#990000]摘要:热量是一种过程量,是热能传递的度量,量热技术就是研究热测量方法的一门技术科学。由于量热技术可以对物质吸收和放出热量进行精确定量测量,这使得量热技术在材料热物理性能测试中应用十分广泛,也是材料热辐射性能测试中的一种常用方法。半球向全发射率作为一种热交换分析计算和材料热辐射性能评价中最常用的性能参数,是材料热辐射性能中的必测参数。在真空条件下采用量热法测试半球向全发射率,由于其测试直接和简单,因此量热法作为一种绝对测量方法而被认为具有最高的测量精度。本文详细介绍了量热法半球向全发射率测试技术的两类主流方法:稳态法和瞬态法,介绍了国内外在这两类方法中比较有代表性的研究工作,最后总结了这两类方法它们各自的特点及适用范围,为建立相应测试设备和研究测试方法提供参考。[/color][color=#990000][/color][align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align] [align=center][img=量热法半球向全发射率测试技术,690,436]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/09/202109141051379730_9244_3384_3.png!w690x436.jpg[/img][/align][color=#ff0000]由于本文内容包含大量数学公式,不便在网页中进行编辑和显示,特在此近刊登文章目录,详细内容请阅读附件原文。[/color][color=#ff0000][/color][size=24px][color=#990000] 目录[/color][/size][size=24px][color=#990000][/color][/size][color=#990000][b]1. 热辐射性质的内容及其定义[/b][/color][color=#990000] 1.1. 发射率.[/color] 1.1.1. 光谱定向发射率 1.1.2. 光谱法向发射率 1.1.3. 全波长法向发射 1.1.4. 全波长半球向发射率 [color=#990000] 1.2. 吸收率 [/color] 1.2.1. 光谱定向吸收率 1.2.2. 全波长定向吸收率 1.2.3. 光谱半球向吸收率 1.2.4. 全波长半球向吸收率 [color=#990000] 1.3. 反射率 [/color] 1.3.1. 光谱定向—半球向反射率 1.3.2. 全波长定向—半球向反射率 1.3.3. 光谱半球向—定向反射率 1.3.4. 全波长半球向—定向反射率[color=#990000] 1.4. 透过率 [/color] 1.4.1. 光谱定向透过率 1.4.2. 全波长定向透过率[color=#990000][b]2. 发射率测量方法概述 3. 稳态量热法半球向全发射率的测量[/b][/color][color=#990000] 3.1. 保护电热法 3.2. 间接电热法 3.3. 直接通电加热法 3.4. 辐射加热法 3.5. 薄膜热流计法[/color][color=#990000][b]4. 瞬态量热法半球向发射率的测量[/b][/color][color=#990000] 4.1. 辐射加热法 4.2. 直接通电热脉冲法[/color][color=#990000][b]5. 总结 [/b][/color][color=#990000][b]6. 参考文献 .......................................................... 34[/b][/color][color=#990000][/color][color=#990000][/color][color=#990000][/color]