材料微结构对红外发射率的影响
决定红外光谱普带频率和谱带强度的相关因素
二．决定红外光谱谱带强度的相关因素
1.谱带的强度主要由两个因素决定。
一是振动中偶极矩变化的程度。瞬间偶极矩变化越大, 谱带强度越大, 而偶极矩变化和分子(或基团) 本身的偶极矩有关, 极性较强的基团, 振动中偶极矩变化较大, 对应的吸收谱带较强。
个键的振动通过公共原子使另一个键的长度发生改变，产生一个“微扰”，从而形成了强烈的振动! 相互作用。其结果是使振动频率发生感变化，一个向高频移动，另一个向低频移动，谱带分裂。振动耦合常出现在一些二羰基化合物中，如，羧酸酐。
4.Fermi共振 当一振动的倍频与另一振动的基频接近时，由于发生相互作用而产
内部结构和外部环境的改变对它都有影响，因而同样的基团在不同的分子和不同
的外界环境中，基团频率可能会有一个较大的范围。因此了解影响基团频率的因
素，对解析红外光谱和推断分子%( 结构都十分有用。 影响基团频率位移的因
素大致可分为内部因素和外部因素。
内部因素：
1. 电子效应 包括诱导效应、共轭效应和中介效应，它们都是由于化学键的电子
以二氧化碳分子为例
偶极矩变化的大小与以下五个因素有关:
（1）原子的电负性
化学键两端的原子之间电负性差别越大, 其伸缩振动引起的红外吸收越强。
（2）振动方式
相同基团的各种振动, 由于振动方式不同, 分子的电荷分布也不同, 偶极矩变化也不同。通常, 反对称伸缩振动的吸收比对称伸缩振动的吸收强度大;伸缩振动的吸收强度比变形振动的吸收强度大。
③ 费米共振。倍频吸收峰一般是很弱的, 但是发生费米共振时, 基频和倍频的强度重新分配。
苯甲酰氯的红外光谱
苯甲酰氯C-Cl的伸缩振动在874cm-1，其倍频峰在1730cm-1左右，正好落在C=O的伸缩振动吸收峰位置附近，发生费米共振从而倍频峰吸收强度增加 。
材料的红外光学性能
折射率和色散是红外光学材料的另一重要特性。首先，折射率和反射率损失密切相关，折射率越大，反射损失也越高。其次，对于不同用途，对折射率有不同的要求。例如，对于制造窗口和整流罩的光学材料，为了减少反射损失，要求折射率低一些；而用于制造高放大率、宽视场角光学系统中的棱镜、透镜及其他光学部件的材料则要求折射率要高一些。例如，有时为了消色差或其他像差，不但需要使用不同折射率的材料作为复合透镜，而且对色散也有一定要求。作为分光光度计中色散元件的棱镜，它的性能直接与材料的折射率和色散有关。
对整流材料的要求是在探测器相应波段内，整流罩必须有很高的透过率，自辐射应很小，以免产生假信号。有些材料在室温有很高的透过率，但高温时，由于只有载流子吸收增加，透过特性显著恶化（例如锗），这种材料就不能作为整流罩。整流是安装在飞机、导弹、飞船等高速飞行体的光学系统的前部，由于空气动力加热，整流罩的温度是很高的，因此，要求整流罩的溶点、软化温度要高，并且材料的热稳定性要好，要能经受得住热冲击。整流罩得硬度要大，这样，一方面有利于加工、研磨和抛光，另一方面不至于被飞扬的尘土和沙石所擦伤。由于整流罩暴露在空气中，因此化学稳定性要好，要能防止大气中的盐溶液或腐蚀性气体的腐蚀，并且不怕潮解。应当特别指出的一点是：一般的窗口尺寸较小，而整流罩的尺寸往往较大（直径几十毫米到几百毫米），并且折射率要连续，以免发生散射。因此，常常要求整流罩用单晶或折射率在晶粒间界没有突变的均匀的多晶制成。整流罩的曲线率往往很大，因此要有足够的强度，以便于加工、装配，并且经受住震动和气浪。
材料的红外光学性能
有机玻璃红外发射率
有机玻璃红外发射率有机玻璃（也称为有机玻璃板或有机玻璃板材）是一种广泛应用于建筑、家具、装饰和其他领域的透明材料。
它具有良好的透明性、耐候性和机械强度，因此被广泛应用。
除了这些特性之外，有机玻璃还具有一项非常重要的性质——红外发射率。
红外发射率是指材料对红外辐射的反射和透射能力。
在大气层中，红外辐射占据了较大比例，因此红外发射率的高低对于材料的应用十分重要。
对于有机玻璃而言，其红外发射率相对较高，这是由于其分子结构所决定的。
有机玻璃的分子结构是由碳、氢和氧等元素组成的聚合物。
这种聚合物结构使得有机玻璃具有较高的红外透射能力。
当红外辐射照射到有机玻璃表面时，一部分红外辐射会被材料表面反射，而另一部分则会穿过材料透射出去。
有机玻璃的红外透射能力主要取决于其分子结构中的碳-碳键和碳-氧键。
这些键的振动频率与红外辐射的频率相近，因此有机玻璃能够较好地吸收和透射红外辐射。
与之相比，金属材料通常具有较低的红外透射能力，因为金属中的自由电子对红外辐射具有较强的吸收能力。
值得注意的是，有机玻璃的红外发射率并不是固定不变的，它受到许多因素的影响。
首先，有机玻璃的厚度会影响其红外发射率。
通常情况下，较薄的有机玻璃板材具有较高的红外透射能力，而较厚的有机玻璃板材则会有所降低。
其次，有机玻璃的表面状况也会对红外发射率产生影响。
光滑的表面能够减少反射，提高红外透射能力。
有机玻璃板材的添加剂也会对其红外发射率产生影响。
例如，在一些应用中，为了降低有机玻璃的红外透射能力，可以添加一些红外吸收剂，使得有机玻璃能够更好地吸收红外辐射而不发射出去。
总结起来，有机玻璃具有较高的红外发射率，这使得它在一些特定应用中具有独特的优势。
然而，需要根据具体需求来选择有机玻璃的厚度、表面状况和添加剂，以达到所需的红外发射率。
这样才能更好地满足不同领域的需求，实现有机玻璃的更广泛应用。
微纳米结构调控对材料性能的影响研究
微纳米结构调控对材料性能的影响研究近年来，随着科学技术的快速发展，微纳米结构调控材料已经成为研究领域的热点之一。
微纳米结构调控是指通过精确控制制备过程，使材料在微观和纳米尺度上形成特定的结构和性能。
研究表明，微纳米结构调控对材料性能具有显著的影响，本文将深入探讨该领域的相关问题。
首先，微纳米结构调控可以显著改变材料的力学性能。
传统材料中，尺寸越大的材料强度越高，而微纳米结构材料在纳米尺度下表现出截然不同的力学行为。
例如，针对金属材料的微纳米结构调控可以有效提高其强度、韧性和塑性。
通过控制晶粒尺寸和形状，调节晶界和位错的密度，以及改变合金元素的分布等方法，可以使材料具备优异的力学性能。
同时，微纳米结构调控还可以对材料的疲劳寿命和耐腐蚀性能进行调整，使材料能够满足特定工程应用的需求。
其次，微纳米结构调控对材料的热学性能和电学性能也有重要的影响。
对于热学性能而言，微纳米结构调控可以使材料的热导率和热膨胀系数发生变化。
通过控制纳米晶粒的尺寸、晶界的分布以及材料的形态结构等手段，可以有效调节材料的热导率，从而满足不同的热管理需求。
对于电学性能而言，微纳米结构调控可以改变材料的电导率、磁导率和介电性能等特性。
通过调控材料中的载流子浓度、空穴和电子的迁移率以及晶体结构的对称性等因素，可以使材料具备优异的导电性、磁性和电介质性能，为电子器件的制备和应用提供重要的基础。
此外，微纳米结构调控还可以对材料的光学性能进行调整。
光学性能是指材料对光的吸收、反射和透射等性质。
通过调控材料的微纳米结构，可以控制材料的吸收光谱、发光性质和折射率等特性。
这种调控不仅可以应用于传统的光学材料设计，如光学镜片、光纤等，还可以用于新兴的光电子学和光子学领域。
例如，通过调控纳米颗粒的形状和尺寸，可以制备出具有特定发光波长和强度的荧光材料，为生物荧光成像、LED照明等领域提供了重要的技术支持。
最后，微纳米结构调控还可以对材料的化学性能产生影响。
微结构调控对Dy 3+掺杂GeSe2-Ga2Se3-CsI玻璃红外发光性能的影响
稳定性 、 透过 光谱 和红外发 射光谱 ， 用拉 曼光谱表 征 了玻璃 结构 。 结果 表 明： ８ ８ｎ 在 ０ Ｉ ｎ激发 下 ， 玻璃 近
红 外 发 射 荧 光 中 心 位 于 １３ ｍ ， 荧 光 半 峰 宽 约 ９ ｍ； ｙ １ ｍ 发 光 性 能 （ ｌ － ９ ６ｌ 跃 ． ０ｎ Ｄ 。的 ． ３ ６ ｌ ６ ， Ｈ５ Ｆ『 Ｈ ２ ２ ， ２
文献 标识码 ： Ａ
文 章 编 号 ：１０ — ２ ６２ １ ）１ ０２ — ５ ０ ７ ２ ７ （０ ００ — ０ ６ ０
Ｉ ｆｕ ｎ ｅ ｏ ｔ ｕ ｔ ｒ ｌｍ ｏ ｉ ｃ ｔｏ ｎ ｐ ｏ ｅ ｔｅ ｆ Ｄｙ ｄ ｐ ｄ ｎ ｅ ｃ ｆ ｓ ｒ ｃ ｕ ａ ｄ ｆ ａ ｉ ｎ ｏ ｒ ｐ ｒ ｉ ｓ ｏ ３－ ｏ ｅ ｌ ｉ
ｅ ｃｔ ｔ ｎ ａ ０ ｍ ｉ ｄ ａ ｅ ，１． ｍ ｅ —ｎ ｒ ｅ ｕ ｒ ｓ ｅ ｅ ｈ ｄ ｂ ｅ ｂ ｅｖ ｄ ｗｉ ｒ ａ ｕ ｌ ｘ ｉ ｉ ｔ８ ８ ｎ ｄ ｏ ｅ ｌｓ ｒ ａｏ ３ ｎ ａ ｉ ｆａ ｄ ｆ ｏ ｅ ｃ ｎｃ ａ ｅ ｎ ｏ ｓ ｒ ｅ ｔ ａ ｂ ｏ ｄ ｆ ｌ ｒ ｒ ｌ ｈ
唐 高 ， 玮 ， 澜 陈 罗 （ 国科 学院 上海硅 酸盐研 究所 ， 海 ２０５ ） 中 上 ０ ０ ０ 摘 要 ：采 用传 统 熔 融 一 冷 法 制 备 了掺 杂 ０１ｍｏ％ Ｄ 。 Ｇ Ｓ ２ ａ ｅ－ ｓ 玻 璃 ， 究 了其 热 淬 ． １ ｙ 的 ｅｅ一 ２ ３ Ｉ Ｇ Ｓ Ｃ 研
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｓ ｒ ｃ ：Ｔｈ Ｓ ２ＧａＳ ３Ｃｓ ｈ ｌ ｏ ａｉ ｅ ｇ ａ ｓ ｓ ｄ ｐ ｄ ｗｉｈ ０． ｏ ％ Ｄｙ ｗｅ ｅ ｐ ｅ ａｅ ｓｎ ｅ Ｇｅ ｅ 一 ２ ｅ － Ｉ ｃ ａｃ ｈ ｌｄ ｌｓ ｅ ｏ ｅ ｔ １ ｍ １ 。 ｒ ｒｐ ｒｄ ｕｉｇ
新型功能材料论文
新型功能材料——红外材料的性能及应用前景作者：摘要：红外辐射位于电磁波谱的中央，其波长覆盖四个数量级。
在整个电磁波谱中，不管是哪一个波段，其传播速度都是光速c，波长为λ(厘米)，每秒振动数称为频率ν(秒-1)。
1. 红外辐射材料理论上，在0K以上时，任何物体均可辐射红外线，故红外线是一种热辐射，有时也叫热红外。
但工程上，红外辐射材料只指能吸收热物体辐射而发射大量红外线的材料。
红外辐射材料可分为热型、“发光”型和热—“发光”混合型三类。
红外加热技术主要采用热型红外辐射材料。
（1）红外材料的特性红外辐射材料的辐射特性决定于材料的温度和发射率。
而发射率是红外辐射材料的重要特征值，它是相对于热平衡辐射体的概念。
热平衡辐射体是指当一个物体向周围发射辐射时，同时也吸收周围物体所发射的辐射能，当物体与外界进行能量交换慢到使物体在任何短时间内仍保持确定温度时，该过程可以看作是平衡的。
当红外辐射辐射到任何一种材料的表面上时，一部分能量被吸收，一部分能量被反射，还有一部分能量被透过。
由于能量守恒，吸收率、反射率、透过率之间有如下关系根据基尔霍夫定律，任何辐射体的辐射出射度和吸收率之比相同并恒等于同温度下黑体的辐射出射度，且只和温度有关，可得：式中为发射率，也叫比辐射率。
这说明影响材料反射、透射和辐射性能的有关因素必然会在其发射率的变化规律中反映出来。
材料发出辐射是因组成材料的原子、分子或离子体系在不同能量状态间跃迁产生的。
这种发出的辐射在短波段主要与其电子的跃迁有关，在长波段则与其晶格振动特性有关。
红外加热技术中的多数辐射材料，发出辐射的机制是由于分子转动或振动而伴随着电偶矩的变化而产生的辐射。
因此，组成材料的元素、化学键形式、晶体结构以及晶体中存在缺陷等因素都将对材料的发射率发生影响(a) 材料本身结构对其发射率的影响一般说金属导电体的值较小，电介质材料的值较高。
存在这种差异的原因与构成金属和电介质材料的带电粒子及其运动性直接有关。
影响红外测温的几个因素：材料辐射率、距离系数
影响红外测温的几个因素：材料辐射率、距离系数一、测温目标大小与测温距离的关系在不同距离处，可测的目标的有效直径是不同的，因而在测量小目标时要注意目标距离。
红外测温仪距离系数K的定义为：被测目标的距离L与被测目标的直径D之比，即K=L/D二、选择被测物质发射率红外测温仪一般都是按黑体(发射率ε=1.00)分度的，而实际上，物质的发射率都小于1.00。
因此，在需要测量目标的真实温度时，须设置发射率值。
物质发射率可从《辐射测温中有关物体发射率的数据》中查得。
三、强光背景里目标的测量若被测目标有较亮背景光(特别是受太阳光或强灯直射)，则测量的准确性将受到影响，因此可用物遮挡直射目标的强光以消除背景光干扰。
四、小目标的测量瞄准与调焦瞄准：目镜中的小黑圆点为测温点，用黑点对准被测目标调焦：物镜作前后移动，直至被测目标最清楚，若被测目标直径远大于小黑圆点，可以不作精确调焦。
调焦具体方法请看说明书测量较小目标时，为了测量的准确性⑴ 应将测温仪固定在三角架(可选附件)上⑵ 需要精确调焦，即：用目镜中小黑点对准目标(目标应充满小黑点)，将镜头前后调整，眼睛稍微晃动，如果被测小黑圆点之间没有相对运动，则调焦就已完成五、最大值、最小值、平均值、差值测量功能的使用⑴ 最大值功能-------对于运动目标(如钢板、钢丝生产)测量时，由于被测物表面条件不一样(如生产中的钢板、钢丝某些地方有铁硝、氧化表皮等)，用本功能获得更准确的测量⑵ 最小值功能-------特别适于测量火焰加热的目标这类生产工艺的场合⑶ 平均值功能-------特别适于测量溶化沸腾的金属液体⑷ 差值功能 -------有时，可能很关心被测温度T在一个要求的温度Tc(比较温度)附近有多大波动，则此功能就非常方便，这时仪器显示该差值：“T--Tc”·最大值、最小值、平均值、差值功能的含义[1]、瞬时值：被测目标的当前温度值，也称实时值[2]、最大值(MAX)：被测目标在时间间隔△t内的最高温度值(时间间隔△t可修改)[3]、最小值(MIN)：被测目标在时间间隔△t内的最低温度值(时间间隔△t可修改)[4]、平均值(AVG)：被测目标在时间间隔△t内的平均温度值(时间间隔△t可修改)当前显示的最大值、最小值、平均值是指在时间间隔△t内的最大值、最小值、平均值(如下图测温曲线的粗线所示)。
结构参数对伪装材料红外发射率的影响分析
第２ ５卷 第 ２ 期 ２０ ０ ６年 ４月
工 兵 装 备 研 究
Ｅｎｇ ｎｅ ｒＥｑｕ ｐ ｅ ｓ ａ ｃ ｉ ｅ ｉ ｍ ｎｔＲｅ ｅ ｒ ｈ
Ｖｏ ． ５ Ｎｏ ２ １２ ． Ａｐ ． ０ ６ ｒ２０
结构 参数对伪 装材 料红 外发 射率的影响分析
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｓ ｒ ｃ ：Ｔｏ ｄ ｖ ｌ ｐ ｎ Ｒ ｃ ｍｏ ｆａ ｅ ｍａ ｅ ｉｌ ｆｌ ｗ ｍｉ ｓｖ ｔ ａ ｅ ｎ ｂ ｃ ｃ ｔｅ ｉ ｇ ｅ ｆ ｃ ｓ ａ ｎ ｗ ｅ ｅ ｏ ｉ ｇ Ｉ ａ ｕ ｌｇ ｔ ｒ ｓ ｏ ｏ ｅ ｓ ｉ ｉ ｂ ｓ ｄ ｏ ａ ｋ ｓ ａ ｔ ｒｎ ｆｅ ｔｉ ｅ ａ ｙ
模型 ， 定量分析 了材 料 的物 性参 数和 结构 参数 对材 料表 面等 效发射 率 的 影响 。 并
关键 词 ：红 外伪 装 ； 发射 率材料 ； 向散 射 低 后 中图分 类号 ： ９ １ ４ Ｅ ５． 文献标 识 码 ： Ａ
Ａｎ ｙ ｉ ｏｕ ｎ ｌｅ ｃ ｆＳｔｕ ｔ ｒ ｒ ｍｅｔ ｓ ａｌ ｓ ｓ ａｂ ｔＩ ｆ ｎ ｅ ｏ ｒ ｃ ｕ ａｌＰａ ａ ｕ ｅｒ
ｔｒ ｎ ｔｕ ｔ ｒ ｌｐ ｒ ｍｅ ｅ ｓｏ ｈ ｑ ｉａｅ ｔ ｍ ｉｓｖｔ ｆｍ ａｅ ｉｌ ｕ ｆｃ ｒ ｕ ｎ ｉ ｔ ｅｙａ ａｙ ｅ ｅ ｓａ ｄ ｓ ｒ ｃ ｕ ａ ａ ａ ｔｒ ｎ ｔ ｅ ｅ ｕｖ ｌｎ ｅ ｓｉ ｉ ｏ ｔｒａ ｒａ ｅａ ｅｑ ａ ｔｔ ｉ ｌ ｎ ｌｚ ｄ ｙ ｓ ａ ｖ
透 明材料 发 泡 ， 在材 料 内部 形成微 气室 空腔 ， 入射 光 线在 材料 内部 的传 输 过 程 中发 生 多次反 射 ， 而提 高 使 从 材料 的 综合反射 效 果 。对微 泡结 构材 料 内部 的后 向散 射 效 应进 行 了深入 研 究 ， 立 了非 均 匀涂 层 光 线传输 建
材料红外光谱发射率特性研究
律
，
对 于 后 期建 立 材料 光谱 发射 率 数据 库 和 量传 标 准样 品 的选择提 供
关 键词
：
有效 的 数 据支 撑
。
发射率
：
；
碳化硅
；
高 温 合 金钢
文献标识 码
：
；
导 热硅 肢
Ａ
；
黑漆 文章 编号
：
中 图 分 类号
ＴＢ９
１
６ ７４
－
５ ７ ９ ５
（
２０ １
０ ３
〇
弓
Ｉ
言
，
Ａ
标准 黑 体 辐射
材料 发 射 率 是 表 征 材 料 表 面 辐 射 特 性 的 物 理 量 是重 要 的 热 物 性 参 数 之
一
ＵＵ
ｒ
源 ＃２
。
随 着 工业 的 发 展
温度 范围
，
，
对于光
＝
，
谱 发 射率 测 量 的 材 料 范 围
光谱 发 射 率 测 量 的 研 究
、
高温合金 钢
、
黑漆
图
１
样 品加
５ ０
￣
＾
等 的 红外 光谱发 射 率 进 行 了 测 量
，
并 对 材料 加 热 前 后
，
８ ０ ０
Ｔ 中 温 发 射 率 测 量 系 统示 意 图
：
的 材料 光 谱 发 射 率 辐 射 特 性 变 化 进 行 了 分 析
为 材料
１．
科 研提 供 必 要 的 支 撑
，
在对
目
标 温 度 和 辐 射特 性 测 量 时
热处理对氧化铈粉体3～5μm击波段红外发射率的影响
红 外 技 术
Ｉ ｆａ ｅ ｃ ｎ ｌ ｇ ｎ ｒ ｒ ｄＴｅ ｈ ｏ ｏ ｙ
Ｉ ｃ １
热处 理对氧化铈粉体 ３ ～５
蒋
波段 红外发射 率的影 响
锐
勇，徐 国跃 ，郭腾超 ，李泉灵 ，秦
ｐｏ ｅ ａ ｂ ｕｓ ｄ ｓ ｔ ｇ ｎ ｏ ｎｆａ ｅ ｔ ａｔ ｃ ｔｎ ｗｄ ｒ ｃ ｎ ｅ ｅ ａ ｈｅ ｐｉ ｍｅ ｔ ｆ ｉ ｒ ｒ ｄ ｓｅ ｌｈ ｏａｉ ｇ．Ｔｈ ｒ ａ ｏ ｏ ｈｅ ｃ ａ ｇ ｏ ｎ ｒｒ ｄ ｅ ｅ ｓ ｎ ｆ ｔ ｈ ｎ ｅ ｆ ｉ ｆａ ｅ ｅ ｓ ｉ ｉｙ ａ ｔ ｒｈ ａ ｒ ａ ｍｅ ｔｗａ ｎａｙ ｅ ｈａ ａ ｔ ｒｚ ｔｏ ｔ ｄ ｆＸＲＤ ， ＥＭ ｔａ ． ｍｉｓｖ ｔ ｆｅ ｅ ｔ ｅ ｔ ｎ ｓａ ｌ ｚ ｄｂｙ ｃ ｒ ｃｅ ｉ ａ ｉ ｎ ｍｅｈｏ ｓｏ ｔ Ｓ ｅ １
１ ０ ￣ ｔ ｈ ａｅｏ Ｃ／ ｎ ａ ｄ ｋ ｐ ｔ ｈｓｔｍｐ ｒｔｒ ｏ ｈ ｔｅｉｆａ ｅ ｍｉｓｖｔ ｆ ｅｉｍ ｘｄ ｔ ３ ０Ｃ ａ ｅｒ ｔ ｆ ｔ ４￣ ｍｉ ｎ ｅ ｔ ｉ ｅ ｅ ａｕ ｅｆｒ４ ，ｈ ｎ ｒｒｄ ｅ ｓｉｉ ｏ ｒｕ ｏ ｉｅａ ａｔ ｙ ｃ ｒ ｏ ｔｍｐ ｒｔｒ ａ ｅ ｃ ．７ Ｔｈ ｏｉｓ ｏ ｄｎ ｆａｅ ｍｉｓｖｔ ｔ ０ ￣ ｓ ｅ ｕ ｅ ．０ Ｔｈｓ ｏ ｍ ｅ ｅａｕ ｅｃ ｎｒ ａ ｈ０３ ． ｅｃ ｒｅｐ ｎ ｉｇｉ ｒｒｄｅ ｓｉｉ ａ ０Ｃ ｗａ ｄ ｃ ｄｔ ０３ ． ｉ ’ ｎ ｙ ６ ｒ ｏ
Ｋｅ ｒ ｓ ｃ ｒｕ ｘ ｄ ， ｈ ａ ｅ ｔ ｎ ， ｉ ｆａ ｅ ｍｉｓｖ ｔ ｏ ｈ ｇ ｎ ｌ ｘ ｅ ｉ ｎ ａ ｉ ｎ ｙ ｗｏ ｄ ： ｅ ｉ ｏ ｉ ｅ ｍ ｅ ｔ ｒ ａ ｍｅ ｔ ｎ ｒ ｒ ｄ ｅ ｓ ｉ ｉ ｔ ｙ， ｎ ｏ ｏ ａ ｐ ｒ ｅ ｍｅ ｔ ｔ ． ｏ
影响红外光谱的因素
1、外部因素：测定时的试样状态、溶剂效应等因素。
溶剂效应：溶剂种类不同对谱图也会有影响。
溶剂分子能引起溶剂溶质的缔合，改变吸收带的位置及强度。
通常，在极性溶剂中，溶质分子的极性基团的伸缩振动频率向低波数方向移动。
例如：气态时vC = O最高，非极性溶剂的稀溶液次之，而液态或固态的频率最低。
在红外光谱法中，应尽量选用非极性溶剂。
2、内部因素：（1）诱导效应（I效应）吸电子基团使电子云由氧原子转向双键，使按基双键性增强，从而使吸收峰向高波数方向移动。
（2）共觇效应（M效应）（3）偶极场效应（F效应）共辘效应和诱导效应是通过化学键起作用的。
偶极场效应是邻近基团通过空间起作用的。
（4）氢键按基和疑基之间容易形成氢键，使按基的频率降低。
（5）振动的偶合。
二个频率相同或相近的基团联结在一起时，会发生相互作用而使谱峰分成二个。
如酸肝的二个拨基，振动偶合而裂分成二个谱峰。
二元酸的二个按基之间只有1〜2个碳原子时，会出现二个C=O基吸收峰，是相互偶合的结果。
费米共振:当倍频峰位于某强的基频峰附近时，弱的倍频峰常被大大强化。
基频峰常发生分裂。
这种泛频峰和基频峰之间的偶合，称为费米共振。
-CHO的C-H伸缩振动（2835-2965cm-l ）和C-H弯曲振动（1390cm-l）的倍频峰偶合，裂分成二个峰：2840cm3、2760 cm-1,是醛基的特征峰。
（6）空间效应，包括环状化合物的张力效应和位阻效应张力效应。
与环直接联结的双键的伸缩振动频率，环越小张力越大，其频率越高。
环内双键，张力越大，伸缩振动频率越低。
空间位阻效应：若分子结构中存在空间阻碍，使共辄受到限制，振动频率增高。
红外热像仪和材料发射率的关系
红外热像仪和材料发射率的关系红外热像仪是一种能够感知物体表面温度并以图像形式显示的仪器，它通过测量物体发射的红外辐射来确定物体的温度分布，是一种非常重要的热成像设备。
而在红外热像仪的测量中，材料的发射率是一个十分重要的参数，它直接影响到测量的准确度和可靠性。
本文将着重探讨红外热像仪和材料发射率的关系，以期为相关领域的研究和应用提供一定的参考和指导。
1.红外热像仪的测量原理红外热像仪利用红外辐射测量物体表面的温度分布。
物体在温度不为零时，其表面会发射红外辐射。
根据普朗克黑体辐射定律，一个黑体的辐射率与温度的四次方成正比。
而大多数物体不是理想的黑体，它们的辐射率通常介于0和1之间，称为发射率。
红外热像仪利用物体发射的红外辐射来获取物体表面的温度信息，进而以图像的形式显示出来。
2.材料发射率的概念材料的发射率是指物体表面辐射的红外辐射能量与黑体辐射的红外辐射能量之比。
通常用ε来表示，取值范围在0到1之间。
在红外热像仪的测量中，不同的材料其发射率有很大的差异，而这些差异将对测量结果产生影响。
3.红外热像仪测量中的发射率校正由于不同材料的发射率不同，因此在使用红外热像仪进行测量时，需要对测得的温度值进行发射率校正，以减小发射率带来的误差。
一般来说，红外热像仪都会提供对发射率进行设置的功能，用户可以根据实际情况对发射率进行调整，从而得到更加准确的测量结果。
4.材料发射率与温度的关系材料的发射率与温度之间存在一定的关系。
一般来说，随着温度的升高，材料的发射率也会有所增加。
这是由于温度升高会导致材料内部原子振动加剧，从而使得发射的红外辐射能量增加，进而提高发射率。
如果在测量过程中遇到温度较高的物体，需要根据温度与发射率的关系进行相应的校正，以确保测量结果的准确性。
5.不同材料的发射率不同材料的发射率存在较大的差异，一般来说，金属材料的发射率较低，而一些非金属材料的发射率则较高。
在实际应用中，需要根据被测物体的材料特性来选择合适的发射率进行校正，以提高测量的准确性。
远红外发射率的原理
远红外发射率的原理远红外发射率是指物体发射远红外辐射的能力与黑体辐射的能力之比。
在这里，我将通过阐述远红外辐射和黑体辐射的原理，来说明远红外发射率的概念。
首先，我们来了解一下辐射的概念。
辐射是物体通过电磁波的形式传递能量的过程，其中包括热辐射和非热辐射。
热辐射是物体由于其温度而产生的辐射，可以被人眼感知的光线就属于热辐射的一种，而远红外辐射就属于热辐射的范畴。
相比之下，非热辐射是一种与物体温度无关的辐射，如可见光、紫外线等。
对于一个具有温度的物体来说，其会发射热辐射，即远红外辐射。
这是由于物体的温度使得其分子、原子等微观粒子具有热运动，从而产生了相应的辐射。
根据维恩位移定律，物体辐射的最大强度波长与物体的温度有关，温度越高，最大辐射强度的波长越小，即辐射的颜色偏向蓝色；当温度越低，最大辐射强度的波长越长，辐射的颜色偏向红色。
而黑体辐射是指完全吸收且完全辐射的物体，它可以被看作是理想的辐射体。
从理论上讲，黑体可以吸收任何入射的辐射，而且可以以任何波长发射辐射。
黑体辐射的特点是其辐射强度与波长的关系满足普朗克辐射定律和斯蒂芬-玻尔兹曼定律。
普朗克辐射定律描述了黑体辐射强度与波长以及温度的关系，而斯蒂芬-玻尔兹曼定律则提供了辐射功率与温度之间的关系。
远红外发射率是通过比较某一物体的远红外辐射和黑体辐射来定义的。
具体地说，远红外发射率等于物体发射的远红外辐射功率与相同温度的黑体发射的远红外辐射功率之比。
换句话说，远红外发射率可以理解为物体发射远红外辐射的相对能力。
远红外发射率的理论基础可以追溯到基尔霍夫定律，该定律指出物体的吸收和发射能力是相等的。
这意味着当一个物体对远红外辐射的吸收能力增强时，它也会有更大的远红外辐射发射能力。
远红外发射率的值范围从0到1，其中0代表物体完全吸收（不发射）远红外辐射，而1则代表物体完全发射（不吸收）远红外辐射。
不同的材料在远红外波段的发射能力各不相同，因此远红外发射率也会因材料的不同而有所差异。
薄膜红外发射率_概述说明以及解释
薄膜红外发射率概述说明以及解释1. 引言1.1 概述本文将详细介绍薄膜红外发射率的概念、影响因素、测量方法，以及在不同领域的重要性和应用。
同时，还将探讨薄膜技术在红外发射率调控中的应用，并对单层和多层薄膜设计原理、薄膜材料选择以及制备技术进行深入讨论。
1.2 文章结构本文共分为五个主要部分。
首先是引言部分，主要包括对文章内容的概述，文章结构以及研究目的的介绍。
其次是关于薄膜红外发射率的阐述，包括定义和基本概念、影响因素以及测量方法。
然后，我们将讨论红外发射率在不同领域中的重要性和应用，涉及工业应用中的红外发射率控制、医疗领域的红外发射率应用以及其他领域的相关研究进展。
接下来，我们将专注于薄膜技术在红外发射率调控中的应用，包括单层和多层薄膜设计原理、薄膜材料选择以及制备技术。
最后，我们将总结全文，并展望未来的研究方向。
1.3 目的本文旨在对薄膜红外发射率进行全面的概述和解释，深入探讨其在不同领域中的重要性和应用，并对薄膜技术在红外发射率调控中的应用进行详细阐述。
通过这些内容的介绍和分析，我们希望能够增进对红外发射率相关领域的了解，为相关研究和应用提供有益信息，并为今后的研究工作提供启示。
2. 薄膜红外发射率：2.1 定义和基本概念：薄膜红外发射率指的是物体表面在红外波段下向外辐射热能的能力。
在视觉上，物体的颜色大多数时候是由于其对可见光的不同吸收和反射程度而产生的。
类似地，在红外光谱范围内，物体也对红外辐射有不同程度的吸收和反射作用，这种特性便决定了其红外发射率。
薄膜红外发射率通常用ε表示，取值范围为0到1之间。
2.2 影响因素：薄膜红外发射率受多种因素影响，其中最主要的包括材料特性、厚度、工艺和表面状态等。
首先，材料特性对红外发射率具有直接影响，不同材料具备不同的吸收和反射能力。
此外，薄膜的厚度也会直接影响其红外发射率，一般来说，随着厚度增加，红外辐射被吸收的概率也增加。
同时，在制备过程中，采用的工艺不同也会对红外发射率产生影响。
红外发射接收的影响影响因素
红外发射（接收）距离与哪些因素有关？红外发射和接收技术在机器人中常常被用到，红外线可以用来传输开关量和编码遥控信号。
那么，红外发射接收的距离能够有多远呢，哪些因素决定了红外的距离呢？接下来的文章中会给大家做一个简单的介绍！红外遥控的距离与哪些因素有关？主要有以下三方面的因素：一、与红外发射管有关红外发射管的芯片通常有10μ、12μ、14μ，发射角度有30度、45度、60度、芯片越大发射功率越高，角度越小，红外线越集中，所以如果想选择发射距离远的红外发射，就选大芯片，小角度。
大陆产芯片（以奥伦德为代表），台湾产芯片（光磊、鼎元为代表）所生产，这中间有几分钱的价格差异，一般价格便宜的都是用大陆产芯片所生产，大陆产的红外发射管有哪些不足：1.大陆产发射管芯片发射功率相对要低一些。
2.大陆产芯片Vf值偏高，所能承受的电流值要低很多，这也就容易出现死灯的现象。
3.大陆产芯片衰减要大些。
发射管的发射距离和发射角度成反比和发射管的芯片大小成正比。
二、与红外接收头有关遥控距离的远近与红外接收头关系也很大，接收头灵敏度和抗外界干扰能力决定了其接收距离。
现在市面上的红外接收头都是38KHZ的载波，各个型号之间有什么差异呢？市面上主流的红外一体化接收头有一下外形：由于各款使用的材料不同，封装工艺不同，芯片也不一样，导致了红外接收头会有以下差异：灵敏度、抗干扰能力、额定电压、正反向电流等。
影响接距离的因素有灵敏度和抗干扰能力。
市面上的红外接收头芯片也有国产和进口之分，价格便宜的基本上是国产芯片，国产芯片与进口芯片的差异还是比较明显的，比如在灵敏度，抗干扰能力上，还有持久稳定上没有进口芯片做的好。
二、与红外发射管、红外接收头的使用环境有关如果在室外使用红外遥控，可能受到的光干扰更强一些，建议室外使用功率大一点的红外发射管，在比较强的电磁干扰环境下，使用质量更高的红外接收头。
复杂环境下建议多与销售人员沟通，以给您推荐一款更适合的电子元器件。
硅基微纳结构对红外吸收影响的实验探讨
硅基微纳结构对红外吸收影响的实验探讨近年来，随着红外技术的迅速发展，对于红外吸收材料的研究和应用也越来越受到关注。
本文旨在通过实验探讨硅基微纳结构对红外吸收的影响，并进一步分析其潜在应用前景。
1. 实验方法我们采用了化学气相沉积法（CVD）制备硅基微纳结构材料，并通过红外吸收谱仪对其红外吸收性能进行了测试。
实验中的硅片作为衬底，通过气相反应，在其表面沉积一层具有微纳结构的硅薄膜。
然后，我们使用红外吸收谱仪测量了制备的硅基微纳结构的红外吸收率，并与常规硅片进行了对比。
2. 结果与讨论通过实验测试，我们得到了硅基微纳结构的红外吸收率。
与常规硅片相比，硅基微纳结构在红外波段表现出了更高的吸收率。
这是由于硅基微纳结构在光学特性上的改变所导致的。
微纳结构可以增加硅材料与入射光的相互作用表面积，从而增加了红外波长区域的吸收。
此外，通过调节微纳结构的形状和尺寸，还可以进一步优化红外吸收性能。
3. 应用前景硅基微纳结构的优异红外吸收性能为其在光电子器件、太阳能电池、热辐射控制等领域的应用提供了广阔的前景。
例如，在红外传感器中，硅基微纳结构作为红外吸收层可以提高传感器的灵敏度和稳定性。
在太阳能电池中，利用硅基微纳结构的红外吸收特性可以增加光能的吸收率，从而提高电池的转换效率。
此外，硅基微纳结构还可以应用于热发射器的制备，实现对红外辐射的高效控制。
4. 总结通过实验探讨，我们发现硅基微纳结构对红外吸收具有显著影响。
其优异的红外吸收性能为其在光电子器件、太阳能电池、热辐射控制等领域的应用提供了广阔的前景。
进一步的研究可以通过调节微纳结构的形状、尺寸和组合方式，进一步提高其红外吸收性能。
我们相信，硅基微纳结构在未来的红外技术研究和应用中将发挥重要作用。
（以上内容仅为示例，请根据实际情况进行具体描述和扩展）。
影响红外发射率大小的因素
影响红外发射率大小的因素来源：vvoov 时间：2011-01-13 收藏发射率定义为实际物体与同温度黑体辐射性能之比，引入一个随材料性质及表面状态变化的辐射系数，则就可把黑体的基本定律应用于实际物体。
因为自然界中实际存在的任何物体对不同波长的入射辐射都有一定的反射，所以黑体只是人们抽象出来的一种理想化的物体模型。
这个辐射系数，就是常说的发射率。
东莞监控公司认为影响红外发射率大小的因素有以下几种：不同材料性质的影响任何实际物体表面都不是绝对光滑的，总会表现为不同的表面粗糙度。
因此，这种不同的表面形态，将对反射率造成影响，从而影响发射率的数值。
这种影响的大小同时取决于材料的种类。
不同性质的材料因对辐射的吸收或反射性能各异，因此它们的发射性能也应不同。
除了表面粗糙度以外，一些人为因素，如施加润滑油及其他沉积物，都会明显地影响物体的发射率。
非金属电介质材料对于非金属电介质材料，发射率受表面粗糙度影响较小或无关。
但对于金属材料而言，表面粗糙度将对发射率产生较大影响。
如熟铁，当表面状况为毛面，温度为300K时，发射率为0.94；当表面状况为抛光，温度为310K时，发射率就仅为0.28。
因此，我们在检测时，应该首先明确被测物体的发射率。
在一般情况下，我们不了解发射率，那么只有用相间比较法来判别故障。
大气衰减的因素大气对物体的辐射有吸收、散射、折射等物理过程，对物体的辐射强度会有衰减作用，我们称之为消光。
对于电力设备，其大部分的温度较低，在这一温度区间内，根据红外基本定律可以推导出，设备发射的红外辐射信号，在远红外内所占的百分比最大，并且辐射对比度也最大。
要注意的是：工作在大气窗口内，大气对红外辐射还是有消光作用。
尤其，水蒸气对红外辐射的影响最大。
温度影响发射率温度对不同性质物体的影响是不同的，很难做出定量的分析，只有在检测过程中注意。
射辐射必然存在着吸收、反射，而当达到热平衡后，其吸收的辐射能必然转化为向外发射的辐射能。
石墨烯 红外发射率
石墨烯红外发射率石墨烯是一种由碳原子组成的二维晶体结构材料，具有很多优异的物理和化学性质。
其中，石墨烯的红外发射率是其研究中一个重要的方面。
本文将从不同角度探讨石墨烯的红外发射率，以及其在红外技术领域的应用。
我们来了解一下什么是红外发射率。
红外发射率是指物体在红外波段中辐射的能力，即物体对红外辐射的吸收和发射能力。
对于石墨烯这样的材料来说，其红外发射率的研究对于红外技术的发展具有重要意义。
石墨烯作为一种单层的碳材料，具有非常高的导电性和热导率。
这些特性使得石墨烯在红外领域有着广泛的应用前景。
石墨烯的红外发射率主要受到其表面特性和结构的影响。
石墨烯的表面特性对其红外发射率起着至关重要的作用。
石墨烯的表面是由碳原子构成的，具有很高的光吸收能力。
这意味着石墨烯可以有效地吸收红外辐射，进而发射出相应的红外光。
因此，石墨烯在红外技术中可以作为一种优良的红外发射材料。
石墨烯的结构也对其红外发射率产生影响。
石墨烯的结构可以通过化学改性或物理处理来调整，从而改变其红外发射率。
例如，通过在石墨烯表面引入缺陷或氧化处理，可以增加石墨烯的红外发射率。
这种调控石墨烯红外发射率的方法可以为红外技术的应用提供更多的选择。
石墨烯的红外发射率在红外技术领域有着广泛的应用。
首先，石墨烯可以作为一种红外发射材料，用于制备高效的红外辐射源。
由于石墨烯具有高导电性和热导率，可以实现高效的红外能量转换，进而提高红外辐射源的能量利用率。
石墨烯的红外发射率还可以应用于红外传感器和红外探测器等领域。
通过调控石墨烯的红外发射率，可以实现对不同波长的红外辐射的感知和探测。
这为红外技术在热成像、遥感等领域的应用提供了更多可能性。
石墨烯的红外发射率还可以应用于红外光学器件的制备。
通过将石墨烯与其他材料结合，可以制备出具有特殊光学性质的复合材料。
这些复合材料在红外光学器件中具有广泛的应用，例如红外滤光片、红外吸收材料等。
石墨烯作为一种具有优异性能的二维材料，其红外发射率的研究对于红外技术的发展具有重要意义。
陶瓷的表面发射率
陶瓷的表面发射率1. 引言陶瓷作为一种重要的材料，在各个行业中得到广泛应用。
它具有高硬度、优良的耐磨性、耐高温性和良好的耐化学性能，因此被广泛应用于建筑、电子、航空航天等领域。
在一些特殊的工艺、应用需求中，人们对陶瓷的表面发射率也有一定的要求。
本文将从陶瓷的表面发射率的定义、影响因素、测量方法、应用等方面进行介绍和探讨。
2. 陶瓷的表面发射率的定义表面发射率是指物体吸收光能能力与辐射光能传出的能力之比，通常用符号ε表示。
对于黑体来说，其表面发射率为1，即所有的光都被吸收，不发生反射。
而对于实际的物体，其表面发射率一般介于0和1之间。
3. 影响陶瓷表面发射率的因素陶瓷的表面发射率受到多种因素的影响，主要包括以下几个方面：3.1 材料本身的属性陶瓷的化学成分、晶体结构、材料密度等都会对其表面发射率产生影响。
一般来说，具有较高晶体透明度和材料密度的陶瓷，其表面发射率较低。
3.2 表面的粗糙度陶瓷的表面粗糙度对其表面发射率有着重要的影响。
表面越光滑的陶瓷，其表面发射率越低。
这是因为粗糙表面会导致光的多次反射，增加了光的传播距离，从而降低了表面的发射率。
3.3 表面的颜色陶瓷表面的颜色也会影响其表面发射率。
一般来说，黑色陶瓷的表面发射率较高，而白色陶瓷的表面发射率较低。
这是因为黑色陶瓷可以更好地吸收光能，而白色陶瓷则会反射大部分光能。
3.4 温度陶瓷的温度也会对其表面发射率产生一定的影响。
温度升高会使陶瓷表面的发射率增加。
这是因为热能的输入会提高陶瓷内部的激发态数目，从而增加了光的发射。
4. 陶瓷表面发射率的测量方法测量陶瓷表面发射率的方法有多种，常用的方法包括：4.1 漫反射法漫反射法是一种常用的测量表面发射率的方法。
该方法利用一束光照射在样品表面上，通过光的散射强度来计算样品的表面发射率。
这种方法简便易行，但误差较大。
4.2 激光反射法激光反射法是一种较准确的测量表面发射率的方法。
该方法利用激光仪器测量光的反射强度，通过计算得到表面发射率。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
收稿日期 : 2006201220 基金项目 : 国家自然科学基金资助项目 (20374012 ;50525310 ;6140535) 作者简介 : 崔宝生 (1966 —) ,男 ,硕士 ,高级工程师 ;通讯联系人汪长春教授 ,博士生导师.
此前 ,低发射率红外伪装材料研究主要是设法直接提高材料的表面反射率 ,研究内容集中在对材料本 身的筛选和改性上 ,研究对象多为金属材料 、A TO 材料和光子晶体材料. 由于这些材料本身的结构和机械 物理性能限制 ,目前还不能找到一种满足伪装兼容性和工程实用性的理想材料. 目前红外伪装中使用的低 发射率材料主要是在涂料中掺杂金属粉末 ,通常为铝粉. 这种低发射率材料红外伪装性能不稳定 ,容易出 现表面泛白现象 ,而且隔热能力差 ,难以满足雷达波段的兼容性要求. 光子晶体材料和半导体材料则由于 技术上的问题 ,目前还处于探索阶段.
本文对微泡结构材料中入射光线的后向散射效应作深入的分析 ,从理论上阐明其内在规律 ,并定量分 析材料的物性参数和结构参数对材料表面等效发射率的影响.
1 微泡结构红外低发射率材料作用机理
利用后向散射效应研制低发射率红外伪装材料是一种全新的技术途径 ,目前还未见公开报道. 根据基 尔霍夫定律 ,材料的发射率等于材料的吸收率 ,因此 ,红外透明材料就是红外低发射率材料 ,而红外透明材 料制备和微球制备技术是比较成熟的[1～3 ] . 但是 ,由于不能阻断来自目标的红外辐射 ,所以红外透明材料 不能直接用于红外伪装. 在保持材料低吸收特性的基础上 ,要降低材料的红外透明性 ,阻断来自目标的红 外辐射 ,唯一的办法是提高材料的反射能力 ,把来自目标的红外辐射反射回去. 但通常红外透明材料的折 射系数并不大 ,一般在 1. 5 左右 ,相应的表面反射率约为 0. 04 ,不能有效阻断目标红外辐射[4 ] .
sin2θ1dθ1 .
(9)
2. 2 细粒子的散射和吸收截面
当微粒的粒径远小于可见光波长时 ,上述基于几何光学的理论显然不能成立 ,这时需要采用波动光学
理论. Emslie 和 Aronson 假设涂层内的微粒是有着不同退极化因子的小椭球[2 ] ,考虑微粒间的相干作用 ,
可以得到单个微粒的散射截面σs 和吸收截面σa 分别为
σs
=
256π5 r6 27λ—4
m2
-
1
2
Im ( In m 2)
+ Im[ In ( m ) / ( m 2 Im ( m 2)
-
1) ] ,
(10)
σa
=
16π2 r3 3λ— Im
- m 2ln m2 m2 - 1
,
(11)
其中 m 2 = ^n2/ m—2 ,λ— =λ/ Re ( m ) , Im 表示该项的虚部 ; Re 表示该项的实部. 式中的 r 为微粒的半径 ,
崔宝生1 ,汪长春2 ,贾永科1 ,胡建华2
(1. 无锡科研一所 ,江苏 无锡 214035 ; 2. 复旦大学 高分子科学系 ,教育部先进涂料工程研究中心 ,上海 200433)
摘 要 : 低发射率红外伪装材料主要采用金属材料 、A TO 材料和光子晶体材料 ,由于机械物理性能限制 ,难以满 足工程伪装多波段兼容性要求. 利用后向散射效应研制低发射率红外伪装材料是一种全新的技术途径 ,其主要 机理是通过对红外透明材料发泡 ,在材料内部形成微气室空腔 ,使入射光线在材料内部的传输过程中发生多次 反射 ,从而提高材料的综合反射效果. 对微泡结构材料内部的后向散射效应进行了深入研究 ,建立了非均匀涂层 光线传输模型 ,并定量分析了材料的物性参数和结构参数对材料表面等效发射率的影响. 关键词 : 红外伪装 ; 低发射率材料 ; 后向散射 中图分类号 : E 952. 2 文献标识码 : A
次折射.
除了反射和两次折射穿出球面外 ,入射光在球内还可能经过多重内反射后再出射 ,从而引起光能在前
进方向上的进一步衰减. 计算多重内反射引起的散射截面时 ,需要考虑无穷级数的求和 ,整理后可得 :
∫ σm , t
=
2πa2 3
π/ 2 0
RT 1-
2 0
T2
RT
si
n2θ1
dθ1
,
(7)
© 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
互接触 ,会使散射能力下降. 当两个微粒之间的距离 g 小于波长的十分之一时 , 就发生了所谓的光学搭接
现象. 引入了接触因子 C ,对球状微粒有 :
C = exp ( - 6 fλT/ 20 r) ,
(17)
其中 f 为微粒的体积浓度 , r 为微粒半径. 考虑搭接效应后 ,涂层的散射系数 S 为 :
剂. 利用前面的公式 ,可以计算单个微粒的散射截面和吸收截面 ,在此基础上 ,就可以计算涂层的散射系数
和吸收系数 ,进而利用 Kubelka2Munk 理论计算涂层的反射率.
涂层散射系数通常可以认为是单个微粒的散射截面乘以单位体积内的微粒数 ,这就是所谓的单粒子
理论. 当微粒在粘接剂中的比例比较小时 ,这种考虑是正确的. 但是 ,如果微粒浓度比较大 ,由于微粒的相
热成像侦察系统主要通过测量目标和背景之间在红外波段的辐射强度差别来识别目标. 红外伪装的 目的就是通过改变目标的辐射强度 ,使目标和背景的红外辐射亮度在尽可能多的时间内和背景亮度变化 保持一致 ,使红外侦察系统难以从背景中区分出目标. 根据热辐射理论 ,目标的红外辐射强度取决于目标 的热力学温度和表面发射率两个因素. 因此 ,研制一种发射率低 、隔热性能好的材料对红外伪装具有重要 的意义.
第 3 期
崔宝生等 :材料微结构对红外发射率的影响
38 7
∫ σm , b
=
1πa2 6
π/ 2 0
RT 1-
2 0
T2 RT
si
n2θ1
dθ1
,
(8)
其中下标 m 表示发生在微粒内部的多重反射.
由能量守恒定律 ,可得吸收截面为
∫π/ 2
σa = πa2 0
1-
T
2 0
T
R-
1 - RT
σ = 3 (σb + σt/ 2) ,
(1)
其中σb ,σt 分别为微粒的后向散射截面和横向散射截面. 设光线入射角为θ1 , 折射角为 θ2 , 则由反射引起 的偏离角有 :φ1 = 2θ1 . 而由两次折射穿过球面引起的偏离角 :φr = 2 (θ1 - θ2) .
为不失一般性 ,设微粒和包围微粒的粘结剂都为吸收介质 , 折射角θ2 服从复数的 Snell 定律. 透明介
粒子理论和细粒子理论计算结果之间 ,它们的关系由下式决定 :
1/ σ2br = 1/ σ2c + 1/ σ2f ,
(16)
式中的下标 br , c , f 分别代表桥理论 、用粗粒子理论计算和用细粒子理论计算的散射截面.
2. 4 搭接效应及非均匀介质的等效散射系数和吸收系数
对于涂层而言 ,微粒可以是不同折射率材料的微球 ,也可以是空气微泡. 传输介质的主要成份为粘接
质的虚部为 0 ,可看成其特例. 设微粒的表面透射率和体内透射率分别为 T0 , T ,则有 : T0 = 1 - R .
其中 R 为微粒表面反射率 ,可由 Fresnel 公式得到 ,而透射率 T 为 :
T = exp ( - 8 k2cosθ2/ λ) ,
(2)
这里 λ为入射光的光波长. 因反射引起的散射截面 :
λ为入射光的波长 , ^n为介质的复折射率 , m—为介质的 Lorentz2Lorenz 折射率 ,它与微粒 、粘结剂的复光学
常数的关系为 :
m—2
=
1
2 f [ (1 +
+ 1/
( ^n22
-
1) ln ( ^n22)
-
1] + (1 -
f ) ( ^n21 - 1)
,
(12)
1 - f + 2 f { [ 1 + 1/ ( ^n22 - 1) ]ln ( ^n22) - 1} / ( ^n22 - 1)
由于微泡的形状接近于球状 ,为不失一般性 ,把气泡微粒简化为球形. 由于光在微粒界面的反射和折 射 ,光就偏离入射方向发生了散射. 在下面的讨论中 ,用下标 l 和 r 分别表示由反射和折射引起的偏离.
设散射光线和入射光线的夹角为 φ,由于前向散射对光线的偏离无贡献 ,故不予考虑. 因此 ,一个微粒 的总散射截面 σ就为
T
2 0
T sin2θsin2φ1dθ1
,
(5)
0
∫π/ 2
σr , b = πa2
p
T
2 0
T sin2θscos2φηdθ1
,
(6)
0
这里 σl , t表示因反射引起的横向散射截面 ,σl , b表示因反射引起的后向散射截面 ,σr , t表示因折射引起 的横向散射截面 ,σr , r表示因折射引起的后向散射截面. 公式中 T0 的二次方表示光线穿过微粒时经过两
© 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
3 86
复 旦 学 报 (自然科学版)
第 45 卷