研究目的
通过结合实验测量与数值模拟，研究含非连通球形气泡的熔融石英玻璃纹理对其热辐射特性的影响。
研究成果
实验与数值方法的结合为分析半透明非均质材料的辐射特性提供了可靠框架。几何光学理论在含不连通气泡的多孔二氧化硅材料中得到验证。该方法既能提取材料特性（如羟基含量），又可预测辐射特性，从而克服实验局限。改进的双通量近似法对此类材料的建模效果显著。
研究不足
该研究假设几何光学适用，但对于相对于波长极小的孔隙可能不成立。实验测量仅限于几毫米的样品尺寸，而工业应用可能涉及更大的厚度。对于非常复杂的纹理，该方法可能耗时且计算密集。
1：实验设计与方法选择：
本研究结合实验测量（发射率采用红外光谱法，结构特性采用X射线显微断层扫描）与数值模拟（蒙特卡洛光线追踪、图像分析）来分析辐射特性。运用了几何光学和统计模型（如对数正态分布）。
2：样本选择与数据来源：
使用两种不同孔隙率的多孔二氧化硅样本（S1和S2），以及无孔参考样本（无羟基和Spectrosil 2000二氧化硅）?；袢×薠射线显微断层扫描和傅里叶变换红外光谱仪的数据。
3：实验设备与材料清单：
设备包括Nanotom 180NF CT扫描仪（GE Phoenix|X-ray）、傅里叶变换红外光谱仪（布鲁克Vertex 70和80v）、CO?激光器（相干K500）、黑体炉（Pyrox PY8），以及用于图像分析和模拟的计算工具。
4：0）、黑体炉（Pyrox PY8），以及用于图像分析和模拟的计算工具。 实验流程与操作步骤：
4. 实验流程与操作步骤：通过切割和抛光制备样本。在特定电压和电流设置下进行X射线显微断层扫描，随后进行图像分割。发射率测量在1200 K下使用傅里叶变换红外光谱法完成，包括温度稳定和半透明范围内的数据采集。
5：数据分析方法：
图像分析采用数学形态学进行分割。数值模拟涉及蒙特卡洛光线追踪计算发射率，并对羟基含量进行优化。应用了统计拟合（如对数正态分布）和修正双通量近似等模型。
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FT-IR spectrometer
Vertex 70
Bruker
Used for infrared spectroscopy measurements of normal spectral emittance.
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FT-IR spectrometer
Vertex 80v
Bruker
Used for infrared spectroscopy measurements of normal spectral emittance.
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CO2 laser
K500
Coherent
Used to heat the samples for emittance measurements.
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Silica sample
Spectrosil 2000
Heraeus
Used as a reference material for OH content comparison.
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CT-scanner
Nanotom 180NF
GE Phoenix|X-ray
Used for obtaining 3D X-ray microtomography images of the porous silica samples.
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Blackbody furnace
PY8
Pyrox
Used as a reference for emittance measurements.
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