纯钨红外光谱发射率特性研究

• 作者: 于坤 刘玉芳 张会燕 王文宝 石瑞涛
• 来源期刊: 光谱学与光谱分析
• 学科: 物理学
• 关键词: 纯钨 光谱发射率 氧化 温度 波长 加热时间
• 年，卷（期）: 2020,（1）
• 页码范围: 107-112
• 页数: 6页
• 分类号: O432.1
• 字数: 3560字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3964／j.issn.1000‐0593(2020)01‐0107‐06

摘要

光谱发射率是一个重要的热物性参数,在辐射测温、热传输计算等领域有着广泛的应用.钨作为一种重要的金属,关于其光谱发射率的研究报道较少.利用黑体炉、傅里叶红外光谱仪、加热装置和光学系统搭建了一套能量对比法光谱发射率测量装置,该装置能够测量3～20 μm的光谱发射率,测量装置的整体不确定度优于5%.利用该装置测量了纯钨在4个温度点(573 ,673 ,773和873 K )的法向光谱发射率,重点探讨了氧化、温度、波长和加热时间对纯钨光谱发射率的影响.研究结果表明:纯钨在表面未氧化的情况下,光谱发射率在几个温度点的变化规律基本一致,且数值相差较小,而当其表面发生氧化后光谱发射率迅速增加,在某些波长处出现了强烈的振荡.表面未氧化时纯钨的光谱发射率受温度的影响较小,随着温度的增加仅出现微小的增加,但是当表面发生氧化后,随温度的升高而迅速增大.纯钨的光谱发射率整体上随着波长的增加而减小,但是当表面发生氧化后,由于表面氧化膜与钨金属基底发生干涉效应,在4 ,9 ,12.5和16.5 μm处均出现了峰值.在573和673 K ,纯钨的光谱发射率随着加热时间的增加无明显变化.然而,随着温度的升高,在773和873 K时,光谱发射率随着加热时间增加而增大,在773 K时光谱发射率随加热时间的增加增幅较大,因为在该温度点,纯钨表面刚开始发生氧化,氧化速率较大,在873 K时光谱发射率随加热时间的增加增幅较为平缓,并且随着加热时间的增长呈现稳定的趋势.综上,纯钨的光谱发射率在温度较低和表面未氧化时较为稳定.随着温度的升高,当表面发生氧化后,光谱发射率迅速增大,并且在多个波长位置出现了强烈的振荡.由此可见,纯钨光谱发射率受温度、波长、加热时间的影响较大,在实际应用过程中,特别是在辐射测温过程中,如果把纯钨的光谱发射率看做常数将会带来较大的测量误差.该研究将进一步丰富钨的光谱发射率数据,并为其在科学研究和应用中提供数据支持.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	刘玉芳	河南师范大学物理与材料科学学院	156	576	11.0	17.0
2	于坤	河南师范大学物理与材料科学学院	15	25	3.0	4.0
3	石瑞涛	河南师范大学物理与材料科学学院	1	0	0.0	0.0
4	张会燕	河南师范大学物理与材料科学学院	1	0	0.0	0.0