红外材料光谱发射率与半球发射率测量方法研究

针对红外材料表面发射率准确测量的迫切需求,在实验室常温环境下,分别利用搭载积分球附件的光谱测量设备与便携式发射率测量仪,对样品材料表面的定向光谱发射率和半球全发射率进行了测量,并对结果进行转化。通过两种测量方法的对比研究,表明红外材料的光谱发射率与半球发射率测量结果具有一致性,验证了所述测量方法的有效性,为红外材料表面发射率参数的测量提供了参考。

用稳态卡计法对热控材料半球发射率的测试研究

利用稳态卡计法设计了一种测试材料半球发射率的试验装置,并对其进行了不确定度分析。使用该装置对二次表面镜(OSR)的室温半球发射率进行了测试,测试结果不确定度小于2.00%。同时,使用该装置测试了OSR与一种新型相变材料在190～350 K间的半球发射率。

涂层半球发射率影响因素的研究

为研究涂层半球发射率在厚度、表面形貌、温度三方面影响下的变化规律,利用自主研发的稳态量热计法半球发射率测试仪,结合表面轮廓仪、热重和傅里叶变换红外光谱表征手段对涂层的表面形貌、热稳定性和结构成分进行分析。结果表明,涂层厚度在0.100毫米(mm)左右时,表面形貌均匀平整,半球发射率值测试结果优于其它厚度。涂层越厚,表面易形成凹坑、凸起等缺陷,影响半球发射率测量的平行性。在测试温度范围内,涂层的热稳定性和结构成分无变化,半球发射率值呈下降趋势。

反射隔热涂层半球发射率的影响因素

半球发射率是反射隔热涂料的重要技术指标之一。其检测方法依据不同的测量原理分为量热法、反射率法、能量法和多波长测量法等。采用便携式辐射率仪(AE1/RD1)通过量热法对涂层进行半球发射率测试,探讨影响涂层半球发射率的因素。

反射隔热涂料半球发射率的检测方法及设备介绍

根据反射隔热涂料半球发射率检测的三种常见方法,总结反射隔热涂料标准中的技术指标。介绍测试半球发射率的便携式辐射率仪法的设备原理及组成。比对稳态量热计法和便携式辐射率仪法测得的反射隔热涂料的半球发射率的结果。

便携式半球发射率测试仪设计

通过合理设计,设计研究了一种便携式半球发射率测试仪。该文着重叙述了测试仪的测试原理、结构组成、测试过程及测量精度分析等。此设计研究对材料半球发射率的测试及新材料的研究有着十分重要的意义。

半球向全发射率测量实验教学系统设计与开发

针对传统半球向全发射率测量教学实验装置测试精度不高、温度量程低的问题,该文基于稳态量热方法设计了高温半球向全发射率测量实验教学系统,进行了样品测试区域热量损失的校准,该系统具有方法原理简单、测试精度高等特点。通过测量获得不同温度下的材料半球向全发射率,便于同学们理解半球向全发射率与材料热辐射能力的相关性、光谱发射率与不同温度下的半球向全发射率的关联关系,实验测试结果可靠,满足热工系列课程研究型实验教学的需求。

基于稳态卡计法的半球向全发射率测量技术综述

综述了半球向全发射率测量技术研究现状,介绍了基于稳态卡计法的半球向全发射率测量原理,根据对试样加热方式的不同对测量装置进行了分类,并从技术层面剖析了各类测量装置的特点及存在的问题,讨论了基于稳态卡计法半球向全发射率测量技术存在的不足和未来的发展方向。

一种新的测量半球全波发射率的动态技术

本章介绍了一种用于半球全波发射率测量的动态技术 .它需要已知热容量和热传导率的准确的资料 .对在自然冷却过程中所测量的样品的温度分布的分析表明 ,高温度梯度区域 (样品的两端部分 )是测量热传导率的最好区域 ,而低温度梯度区域 (样品的中间部分 )是测量半球全波发射率的最佳范围 .讨论了这种新的测量方法及一些初步的实验结果 .

半球全发射率测量系统的研制

论述用辐射热平衡法 (热丝法 )测量材料半球全发射率的原理 ;据此设计半球全发射率测量系统 ;讨论设计中考虑到的问题 ;利用此系统在 30 0 - 10 0 0°C范围内测试了电阻带 (Cr2 5Al5)的半球全发射率 ;最后计算出测量误差不大于 2 %。

《使用便携式辐射率仪测定接近室温的材料的发射率的标准试验方法》的介绍

介绍一种利用便携式辐射率仪测定反射隔热涂料的半球发射率的测试方法。该方法能够检测接近室温的、不透明的、高导热材料的总半球发射率;并给出《使用便携式辐射率仪测定接近室温的材料的发射率的标准试验方法》(ASTM C 1371-04)的译文。

KS-B高吸收高发射率无机热控涂层低轨环境效应

目的研究低轨环境对KS-B高吸收高发射无机热控涂层(简称KS-B涂层)性能的影响。方法对KS-B涂层分别进行总剂量为3.9×1022 atoms/cm2的原子氧辐照、剂量为5000 ESH的真空-紫外辐照、总注量为9.30×1011p/cm2的真空-质子及总注量为1.108×1014e/cm2的真空-电子综合辐照试验,分析空间模拟辐照环境中KS-B涂层太阳吸收比(αS)、半球发射率(εH)、表面形貌、表面组分含量、质量损失率等性能的变化规律,研究KS-B涂层的耐空间环境稳定性。结果原子氧暴露后,KS-B涂层太阳吸收比增加0.003,半球发射率增加0.004;原子氧辐照后,KS-B涂层表面形貌出现了一定程度的糙化,表面Si、O元素含量下降。初始暴露时,KS-B涂层质量损失率逐渐提高,最终质量损失率为0.96%。真空-紫外辐照后,KS-B涂层太阳吸收比增加0.003,半球发射率无变化。真空-质子及真空-电子辐照前后,KS-B涂层太阳吸收比增加0.001,半球发射率无变化。结论经历原子氧、真空-紫外、真空-质子及真空-电子模拟辐照后,KS-B涂层的太阳吸收比及半球发射率变化较小,具有较好的耐空间辐照性能,可以满足空间站等低轨航天器的长寿命服役需求。

表面涂层半球全发射率的非接触测量探索

涂层表面发射率是飞行器表面涂层性能的关键指标之一。本文针对现有测量方法的局限性,建立了非接触测量半球全发射率的数学模型,应用红外相机作为探测器,开发了涂层发射率的非接触测量装置,该装置可实现原位、实时的测量;通过实验分析了影响测量结果的多个因素,利用搭建的非接触测量装置对多种涂层试样进行了标定和检测,并将测试结果与某型辐射率仪的测量结果进行比较,半球全发射率最大相对误差百分数小于4.1%,验证了该测量方法的有效性。

BaSO_(4)/ZrO_(2)隔热涂层的制备及性能

[目的]BaSO_(4)不仅成本低,来源丰富,而且具有较高的太阳光反射比和半球发射率,但作为隔热填料应用于涂料中时,隔热性能不如金红石型TiO_(2)和SiO_(2),因此需要对BaSO_(4)进行改性以提升其隔热性能。[方法]以BaSO_(4)及ZrO_(2)粉体为原料,通过煅烧法获得BaSO_(4)/ZrO_(2)粉体,并以BaSO_(4)/ZrO_(2)粉体为隔热填料,纯丙乳液为成膜物质,制备BaSO_(4)/ZrO_(2)隔热涂层。利用X射线衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)对粉体的化学结构及形貌进行表征,并探讨ZrO_(2)添加量对涂层性能的影响。[结果]随着ZrO_(2)添加量的增加,涂层的太阳光反射比、近红外反射比和半球发射率均先升高后降低,隔热温差先增大后减小。当ZrO_(2)添加量为5%(质量分数)时,涂层的太阳光反射比为0.809,近红外反射比为0.785,半球发射率为0.92。此时,BaSO_(4)/ZrO_(2)涂层的隔热温差达到11.29℃,与BaSO_(4)涂层相比高3.12℃,与以未煅烧BaSO_(4)/ZrO_(2)制备的涂层相比高4.52℃。[结论]本研究结果可为基于改性BaSO_(4)的隔热涂料技术和产品的开发提供参考。

TEOS对有机硅基耐高温热控涂层的性能影响

目的研究不同组分有机硅基耐高温热控涂层的微观结构及光谱吸收/发射性能的演变规律,揭示涂层成分对涂层性能的影响机制。方法以正硅酸四乙酯、甲基三乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、3-(异丁烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷为基料原料,以TiO_(2)、云母为功能颜料,采用溶胶-凝胶法通过有机、无机杂化得到一种耐高温热控涂层,并对涂层的物相、表面微观结构、光学性能和热稳定性进行了测试表征。结果所制得的热控涂层均具有较低的太阳吸收比以及较高的半球发射率,当TEOS物质的量比为8时,涂层具有最低的太阳吸收比和最高的半球发射率,其值分别为0.209和0.901。涂层在600℃高温下,Si—O—Si转变为SiO_(2),部分涂层表面出现微裂纹,但未与基体脱落。TEOS物质的量比为8的涂层经高温处理后的太阳吸收比最小,半球发射率最大,其值分别为0.169和0.894。结论室温固化后涂层的太阳吸收比和半球发射率与TEOS的含量有关,太阳吸收比随着TEOS含量的增多而减少,半球发射率随着TEOS含量增多而增大。并且涂层的热稳定性随着TEOS含量的增多而增大。

反射隔热型丙烯酸聚氨酯涂料的制备及性能研究

以羟基丙烯酸树脂为原料,通过添加助剂、钛白粉、空心玻璃微珠和纳米氧化锑锡(ATO),制备了反射隔热型丙烯酸聚氨酯涂层,研究了空心玻璃微珠、钛白粉、纳米ATO对涂层近红外反射比、太阳光反射比和半球发射率的影响。结果表明:当空心玻璃微珠添加量达到涂料质量的10%时,涂层的近红外反射比最佳,与普通白色颜料相比,使用大粒径棒状钛白粉制备的涂层具有更好的折光率和近红外发射系数;添加质量分数7%的纳米ATO浆料能够提高涂层半球发射率。制备的涂层反射隔热效果好,远超标准要求的优等品水平,可在石油石化储罐、管道、运输车辆外表面涂装,提供极佳的反射隔热效果。

中明度建筑节能涂层的制备及性能

以铁锌铬棕与二氧化钛混合物作为颜料,以硅溶胶-苯丙复合乳液为基料,制备了建筑节能涂层,并探究了2种颜料的质量比(分别为5:1、4:1、3:1、2:1、1:1、1:2、1:3、1:4和1:5)对涂层性能的影响。采用X射线衍射仪、扫描电镜、紫外/可见光/近红外分光光度计、红外辐射率测量仪及精密色差仪表征了颜料和涂层的晶体结构、截面形貌、反射比、半球发射率和Lab色空间值,采用红外灯模拟太阳热源测试了涂层的隔热性能。结果表明,制备的9种涂层均属于中明度涂层(40<L*<80)。铁锌铬棕含量减少使涂层的近红外反射比和明度增加,但对半球发射率的影响不大。当铁锌铬棕与二氧化钛的质量比为1:5时,所制涂层的近红外反射比最大,为0.660 1。涂覆该涂层的石棉水泥板的平衡温度比空白板低9.4°C,隔热效果明显,且各项性能符合JG/T 235–2014《建筑反射隔热涂料》的要求。

复合外墙隔热涂料的制备和隔热性能研究

制备了2类复合外墙隔热涂料，一类是将反射型、辐射型、阻隔型3种功能填料按一定比例复合配制外墙隔热涂料；另一类是分别制备反射、辐射、阻隔涂层，并将这3种涂层按2种方式叠加复合，构成外墙隔热涂层。3种功能填料复合涂层在红外灯照射下的绝对温升为27．4℃，在波长为250～2500nm范围内的太阳反射比为87％，半球发射率为89％；在太阳光照射下，功能填料复合涂层的热箱内最高温度分别比未涂覆的空石棉板、空白样、叠加复合涂层、单涂反射涂层、单涂辐射涂层和单涂阻隔涂层低11．0℃、5．5℃、0．9℃、2．1℃、3．8℃和1．2℃。研究结果表明：将3种功能填料以一定比例复合配制的涂层隔热效果优于3种隔热机理涂层叠加而得的复合涂层，更优于单一隔热机理涂层。

反射隔热涂料热工计算方法研究

反射隔热涂料在夏热冬冷和夏热冬暖地区已有很多应用。试验证明,在屋面和外墙表面使用隔热涂料可以在夏季有效降低内表面温度,提高室内舒适度,降低空调耗电量。将有效传热系数法应用于反射隔热涂料的热工计算,该方法不仅考虑了太阳辐射吸收系数、半球发射率等重要参数,还充分考虑了当地气候状况的影响。针对武汉地区某实际项目,采用有效传热系数法对反射隔热涂料的传热性能进行了计算分析,结果表明该方法可以体现反射隔热涂料对墙体传热性能的影响,是较为科学合理的隔热涂料热工计算解决方案。

影响铝合金阳极氧化热控膜热物理性能的因素

通过硫酸阳极氧化在3A21铝合金表面制备了阳极氧化膜。考察了溶液温度、电流密度、氧化膜厚度、真空钎焊、化学抛光对氧化铝涂层的半球发射率ε_H和太阳吸收比α_s的影响,并测试了氧化铝涂层的稳定性和抗原子氧能力。采用合适的工艺方法可获得具有特定热物理性能的氧化铝涂层,满足卫星有效载荷热控涂层的要求。