红外辐射材料整理.ppt

1、是指与红外线的放射、吸收、透射、检测等相关的一些材料的红外线材料。 主要介绍红外辐射材料，主要内容是，1.1红外线的基本法则1.2红外线辐射材料，1.1红外线的基本法则，1 .普朗克法则和维也纳法则2 .斯蒂芬波尔兹曼法则3 .基尔霍夫法则4 .兰伯特法则，红外线、红外线是英国的赫歇尔在1800年发现的。 实质上与可见光相同的电磁波，波长在0.761000um之间。 红外线的放射从分子的振动和旋转开始，分子的振动和旋转从温度开始。 因此，在0K以上的温度下，所有物体都能放射红外线，所以红外线就是热辐射，有时也称为热红外线。 在红外线分类、红外线技术中，由于地球上的大气对红外线放射传输的影响，分

2、为4个光谱区域： 0763um，作为近红外线的36um为中红外区域，615um为远红外区域，151000um为极远红外区域。 不同学科的划分方法不同。 普朗克定律和维也纳定律在0 K时m倾向于变为零。 在一定的绝对温度范围内，m随着波长的增加而上升，达到最大值后，m随着波长的增加而下降。 m被称为黑体辐射的能量密度c 133603.1710-6 c 233601.4410-2 t :绝对温度、2 .斯蒂芬一波尔兹曼定律、黑体辐射常数或斯蒂芬一波尔兹曼常数，等于5.6710-8w/m2k4m的辐射辐射度该法则可适用于任意热辐射体、辐射率、3 .基尔霍夫法则，决定物体的出射度m和吸收率的关系。 即

3、，m1/1=m2/2=m3/3=mm/=表示如果物体对某波长的辐射具有强的吸收能力，则对该辐射的辐射能力也强。 4 .朗伯定律。 确定黑体的个别方向的辐射变化，一定方向的每单位面积的立体角内的辐射能量通量可以表现为与该方向和表面法线方向所成的角度的拟弦成比例。 1.2红外辐射材料，工程上的红外辐射材料是指能够吸收热辐射放射出大量红外线的材料。 红外线放射材料可分为热型、“发光”型、热“发光”混合型3种。 红外加热技术主要采用热型红外辐射材料。 有关红外辐射材料的概念，一、辐射率二、影响材料辐射率的因素三、红外辐射材料的种类四、红外辐射材料的应用、一、辐射率、红外辐射材料的辐射特性取决于材料的温

4、度和辐射率。 发射率是红外辐射材料的重要特征值，是对热平衡辐射体的概念。 热平衡辐射体在某物体向周围辐射的同时，也吸收从周围物体辐射的辐射能量，当物体与外界的能量交换较慢，物体在任何短时间内保持确定的温度时，该过程可视为平衡。 放射率()和分光放射率()将黑体在与实际物体放射的放射出射度相同的温度下放射的放射出射度之比定义为放射率，也称为全放射率。 各波长的放射出射度和同温度、同波长下的黑体的放射出射度之比定义为分光放射率()，也称为单色放射率。 发射率与波长无关的物体称为灰体，发射率随波长变化而变化的物体称为选择性发射体。 法线辐射率n、垂直于辐射表面的辐射率被称为法线辐射率n、二、影响材料

5、辐射率的因素，影响材料反射、透射和放射性的相关因素必然反映在其辐射率的变化规律中。 来自材料的辐射是通过其构成原子、分子或离子系在不同的能量状态间迁移而产生的。 通常，该辐射在短波段中主要与电子的迁移相关，在长波段中与光栅振动特性相关。 因此，构成材料的元素、化学键形式、晶体结构及缺陷的存在等因素会影响材料的放射率。影响发射率的因素，1材料自身的结构2发射波长3材料预处理工序4温度5 .表面状态6材料的本体要素7工作时间，1材料自身的结构，一般金属导电体的值小，电介质材料的值高。 存在这种差异的原因，与构成金属或电介质材料的带电粒子及其运动特性直接相关。 根据带电粒子的特性，材料的电性质和放射

6、红外线的性能不同，这多关系到材料的晶体结构。 氧化铝、氧化硅等电介质材料是离子型结晶碳化硅、硼化锆、氮化锆等材料是共价键结晶的铝等金属结晶的结构是正离子晶格通过自由电子约束它们。 2放射波长、许多红外线放射材料、放射红外线的性能在短波中主要与从价电子带向传导带的电子迁移有关(绝缘体9eV、半导体1-3eV )在长波段中主要与晶格振动有关。 晶格振动的频率取决于晶体结构、构成晶体的元素的原子量以及化学耦合特性。 纯SiC的单色发射率与波长的关系、3材料预处理工艺、同一材料的发射率值因预处理工艺条件而异。 700空气处理和1400气体处理的氧化钛的常温放射率分别为081和086。 4温度，电介质材

7、料的放射率远大于金属，有的随着温度的上升而降低，有的随着温度的上升而复杂变化。 5 .表面状态，一般来说，材料表面越粗，放射率值越大(暖气片表面越不光滑)的红外线在金属表面的反射性能，与红外线波长相对于表面凹凸的相对大小有关，与金属表面的化学特征(油脂污垢、带有金属氧化膜等)和物理特征(气体吸附、晶格缺陷等)有关对于某些材料(如红外透明材料和半透明材料)，发射率值也与其主体因素有关。 是由于红外线能量传播过程中材料的吸收。 随着玻璃厚度的增加，发射率增大。 7工作时间，在工作条件下，由于与环境介质的相互作用和其他的物理化学变化，引起成分和构造的变化，使材料的放射率变化。 高温搪瓷的辐射率，常用

8、的高辐射率红外辐射材料有碳、石墨、氧化物、碳化物、氮化物及硅化物等。 红外线放射搪瓷、红外线放射陶瓷以及红外线放射涂料等是一般的红外线放射材料的一般使用形态。 红外线放射涂料通常构成涂布在热物体表面的红外线放射体。 红外线放射涂料通常在工作温度范围内选择放射率高的材料。 红外线放射涂料是将放射材料的粉末和粘合剂(无机)等以适当的比例混合调制而成的。 用于部分红外辐射涂料的性能和规格、四、红外辐射材料的应用、1热能利用面(1)红外加热。 (2)作为耐火材料。 2宇宙领域用3军事目的用(1)红外伪装防止涂层用(2)红外诱饵用。 红外线伪装防止涂层，红外线伪装最基本的原理是减少目标和背景的放射差，消除，减少发现和识别目标的可能性。 近红外伪装涂层要求目标和背景的光谱反射率尽可能接近的中远红外伪装涂层为了补偿两者的温差而采用低放射率涂层材料。 红外线诱饵器、红外线诱饵器作