探究钢和黄铜表面氧化膜对发射率的影响

发布时间：2017-07-07 00:21

  本文关键词：探究钢和黄铜表面氧化膜对发射率的影响

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【摘要】：发射率是衡量物体表面热物性的重要参数,它在许多领域是权衡各种相关产品质量的一个重要的技术指标。如在红外测量技术领域它就拥有着突出的地位。而在测量发射率的过程当中,多种影响因素制约着测量结果,使得发射率的精确测量成为一个难题。如今学者们提出了测量样品材料发射率的多种方法和多样的仪器,可是并没有哪一种方法和仪器起到主导的地位,这也是由于在不同的实验和工业上的要求不同的缘故。所以更加专业的了解材料的发射率的特性及给予更加牢靠的实验数据是非常有必要的。在本文中我们探究了样品材料的发射率的重要地位,并且对发射率的测量的方法做一些介绍。还对发射率有关的辐射的定律做了简单的介绍,并且阐明密闭空腔小孔的辐射便是黑体辐射这一原理。金属氧化膜对发射率的影响,从实验的角度进行了详细阐述,这也正是我研究生期间的主要工作。现在越来越多种类的金属材料应用于工业生产与生活中,对于这些材料的质量也越来越关注。温度的调控与测量在金属产品的生产过程有着重要地位,有必要提高测量发射率的精度。材料样品发射率的影响因素相当多,包括样品表面的条件状况、测量的背景环境的情况、以及仪器设备的优劣状况等。其次还简单介绍了一下建立在能量法和基尔霍夫定律理论基础上测量发射率的光学实验仪器,以及它的组成、基本原理和优点。在文章的前部分,就其基本原理做了一些简单介绍,如红外辐射理论、红外辐射的应用及红外技术等基础理论知识。另外,还简单的介绍了几种常用的发射率的测量方法。在本文中,还会阐述一台实验装置(精密人工智能温度控制器)其设备的构造和设备的制作原理以及测量的基本原理和方法。主要用实验研究了黄铜、钢DC01和钢316L光谱发射率与其在氧化环境中温度的关系。在实验中,由红外探测器来测量表面温度,由光电二极管检测器接收来自材料样品表面的辐射能。在氧化环境下,发现在一定温度条件下,光谱发射率随加热时间的改变而改变。且在一定加热时间下,光谱发射率随温度改变而改变。在实验的过程中材料样品形成一层氧化膜,特别是在加热早期,对此时的光谱发射行为进行了讨论。拟合实验结果得到光谱发射率和温度关系的数函数表达式,在不同加热时间解析表达式的系数不同。在加热期间观察到了光谱发射率的共振峰。通过本文中的实验研究与结果分析,我们总结出金属材料的发射率与多种影响因素的关系,并得出了许多重要结论,其研究结果可为工业生产中对材料的检测与控制提供可靠的参考。
【关键词】：发射率 金属氧化膜 黑体辐射理论 红外辐射理论
【学位授予单位】：河南师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG142;TG146.11
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-12
• 1.1 材料发射率的意义与现状10-11
• 1.2 本文的研究方法和内容11-12
• 第二章 红外辐射基本理论及应用12-19
• 2.1 经典辐射定律12-16
• 2.1.1 热辐射12-14
• 2.1.2 黑体辐射的经典定律14-16
• 2.2 红外辐射的应用16-19
• 2.2.1 光的基本知识16-17
• 2.2.2 红外辐射基本应用17-19
• 第三章 测量材料发射率的实验装置及影响因素19-29
• 3.1 测量发射率的实验装置19-22
• 3.1.1 加热系统19-20
• 3.1.2 信号检测及处理系统20-21
• 3.1.3 控制与显示系统21
• 3.1.4 实验操作21-22
• 3.2 发射率的影响因素22-29
• 3.2.1 样品本身对发射率的影响22-23
• 3.2.2 温度对发射率的影响23-24
• 3.2.3 表面条件对发射率的影响24-25
• 3.2.4 测量环境的影响因素25-26
• 3.2.5 金属材料表面的氧化反应对材料发射率的影响26-29
• 第四章 对氧化环境中DC01钢铁光谱发射率与温度的关系研究29-37
• 4.1 引言29-30
• 4.2 测量原理和实验装置30-32
• 4.2.1 测量原理30-32
• 4.2.2 实验装置32
• 4.3 结果和讨论32-35
• 4.3.1 加热时间对光谱发射率的影响33-34
• 4.3.2 温度对光谱发射率的影响34-35
• 4.4 本章小结35-37
• 第五章 对氧化环境中黄铜光谱发射率与温度的关系研究37-43
• 5.1 引言37-38
• 5.2 结果与讨论38-42
• 5.2.1 加热时间对光谱发射率的影响39-40
• 5.2.2 温度对光谱发射率的影响40-42
• 5.3 本章小结42-43
• 第六章 对氧化环境中 316L钢光谱发射率与温度的关系研究43-52
• 6.1 引言43
• 6.2 结果和讨论43-49
• 6.2.1 加热时间对光谱发射率的影响44-47
• 6.2.2 温度对谱发射率的影响47-49
• 6.3 本章小结49-52
• 第七章 结论与展望52-54
• 7.1 结论52
• 7.2 展望52-54
• 参考文献54-59
• 致谢59-60
• 攻读学位期间发表的学术论文目录60-61

【共引文献】

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本文编号：528285