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提高钼表面红外发射率的方法研究
摘要: 单晶钼因其在中性原子轰击下具有高抗侵蚀性,成为ITER光学诊断系统首镜(FM)最具前景的材料之一。其他优势包括:低热膨胀系数、高导热率以及高温下的优异力学性能。首镜通常位于ITER端口塞前端,承受高达约1 W/cm3的体热负荷甚至更高。由于远程操作、集成及安全要求限制,采用水冷或气冷的钼镜主动冷却方案适用性有限。为此开发了Hα首镜单元(FMU)的绝热辐射冷却设计,该全钼/TZM结构包含TZM外壳、两片钼镜及TZM清洁电极。核心思路是在高达约350°C温度下最小化镜面角位移并保持对准精度,这需要平衡热接触与辐射散热。通过减弱FMU与支撑结构的弱热接触可获得最均匀的温度分布,但会导致最高镜面温度——因为常规铣削钼表面在200-400°C时有效发射率极低(ε<0.1)。已知表面黑化手段包括:增强粗糙度、氧化处理、V型槽加工和涂层技术,这些方法需评估其在氢环境中的出气率、热辐射特性及长期稳定性。本研究测试了多种提升钼表面有效发射率的技术:V型槽加工、爆炸喷涂、钻孔及电火花蚀刻。使用布鲁克Vertex-70红外傅里叶光谱仪测量试样光谱发射率并推导有效值用于后续热分析。发现氧化铝涂层效果最佳(ε≈0.8-0.9),而V型槽与钻孔也提供可接受结果(εeff≈0.25-0.3)且无需ITER适用性认证。文中详细讨论了不同技术的权衡取舍。
关键词: 发射率,国际热核聚变实验堆,热负荷,钼,反射镜
更新于2025-09-23 15:23:52
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根据熔融硫化锡的光学发射光谱估算其辐射热传导
摘要: 熔融半导体在高温(900°C及以上)热电或热管理领域具有潜在应用价值,但其开发需要进一步分析其热传导机制,尤其是辐射传热。采用基于浮区炉的无容器方法,研究了悬浮锡硫化物(SnS)熔滴在紫外-可见光(200-850 nm)和近红外(900-2050 nm)波段的光学发射特性。发射率结果表明,在890-950°C温度范围内,熔融SnS在辐射峰值处具有低发射率。相应的辐射热导率估算表明,其对熔融SnS整体热传导的贡献较小。
关键词: 无容器、辐射、熔体、发射率、辐射传热、熔融半导体
更新于2025-09-23 15:23:52
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铜铟镓硒(Cu(In,Ga)Se2)薄膜太阳电池热力学特性分析及其在空间应用中的可行性研究
摘要: 在太空站殖民化过程中使用薄膜太阳能电池发电是一个有趣的想法。抵抗恶劣太空环境以及低功率质量比显示出薄膜太阳能电池在未来太空应用(如可卷曲太阳能毯)中的潜力。分析了Cu(In,Ga)Se2薄膜太阳能电池的可行性,重点关注发射率和缓冲层这两个??榛矫?。研究结果和计算表明温度如何影响太阳能电池的效率,还可以发现通过不同涂层增加其发射率可以抵消效率损失。通过对缓冲层的研究,发现较低的带隙会降低太阳能电池的量子效率。因此,具有3.5eV能带隙的ZnS对较高波长的光谱吸收最少。
关键词: 发射率、硫化镉、铜铟镓硒、效率、温度、缓冲层
更新于2025-09-16 10:30:52
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[IEEE IGARSS 2018 - 2018年IEEE国际地球科学与遥感研讨会 - 西班牙瓦伦西亚(2018年7月22日-7月27日)] IGARSS 2018 - 2018年IEEE国际地球科学与遥感研讨会 - 基于Sail-Thermique模型模拟的地表发射率光谱首次评估
摘要: SAIL-Thermique模型是为模拟地表发射率而开发的,它由原始SAIL模型改进而来。为评估光谱发射率模拟效果,在大豆冠层上设置了特定实验。通过CIMEL CE 312-2辐射计获取多光谱数据,并采用TES方法计算发射率。在不同叶面积指数水平下,多光谱发射率模拟值与实测值在发射率数值和光谱特性方面具有可比性。
关键词: 热红外、植被冠层、发射率、SAIL-Thermique、辐射传输模型
更新于2025-09-10 09:29:36
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基于第一性原理的MgO红外反射率、透射率和发射率光谱
摘要: 通过密度泛函理论计算,我们确定了非谐效应对于氧化镁红外反射率、透射率和发射率的影响。研究旨在明确微扰(多声子)方法的有效性边界。选择氧化镁作为测试材料是因其具有多种已实验测量的辐射特性数据。三声子散射系数的非解析项经显式计算后未呈现可测量效应。整体吻合度极佳,以至于在室温条件下就能清晰辨识四声子散射过程相对三声子过程占主导的区域。低温下同位素无序性的影响问题也得到解决。
关键词: 发射率、透射率、密度泛函理论、氧化镁、红外反射率、非谐效应、声子-声子相互作用
更新于2025-09-10 09:29:36
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[IEEE IGARSS 2018 - 2018年IEEE国际地球科学与遥感研讨会 - 西班牙瓦伦西亚(2018年7月22日-7月27日)] IGARSS 2018 - 2018年IEEE国际地球科学与遥感研讨会 - 利用哨兵2号和3号卫星监测亚马逊地区温度
摘要: 本研究展示了针对亚马逊流域哨兵3号卫星(S3/SLSTR)搭载的海陆表面温度辐射计(SLSTR)所获取地表温度(LST)产品性能的初步评估结果。通过与秘鲁亚马逊地区一个仪器监测站采集的地表温度实地测量数据进行比对,对S3/SLSTR反演结果进行了验证。验证工作既针对标准S3/SLSTR二级LST产品开展,也针对具有明确地表发射率依赖性的专用LST分裂窗算法进行。同时展示了基于高空间分辨率S2/MSI获取的测试区域地表发射率图谱。
关键词: 发射率,亚马逊地区,哨兵卫星,温度
更新于2025-09-10 09:29:36
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通过可见光-红外椭圆偏振法测量二氧化钒金属-绝缘体转变过程中的介电函数热滞效应
摘要: 通过脉冲激光沉积法在r面蓝宝石衬底上制备的VO2薄膜,其介电函数的实部与虚部采用可见-红外椭圆偏振法进行测量,波长范围覆盖0.4至15微米,温度区间包含其相变过程。研究显示,在绝缘体-金属(升温)和金属-绝缘体(降温)相变过程中,两个椭圆偏振信号均呈现三种温度驱动行为,这些行为可通过Tauc-Lorentz模型、高斯模型和德鲁德振荡器的适当组合精确描述。通过将布儒斯特有效介质模型的介电函数拟合至相应实测数据,并以VO2相变区间内不同温度下金属畴体积分数作为拟合参数,发现该模型适用于描述可见光及近红外波段(约0.4至3.0微米)的介电函数,但对更长红外波段普遍失效。此外,我们测定并发现VO2发射率在相关波长区间的滞后回线值从绝缘相的约0.49变化至金属相的约0.16?;赩O2介电函数得出的这些数值与文献报道的先前测量结果一致,因此本测量数据将有助于描述VO2薄膜在光学及辐射应用中的行为特性。
关键词: 金属-绝缘体转变、椭圆偏振法、发射率、二氧化钒、介电函数
更新于2025-09-10 09:29:36
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[IEEE IGARSS 2018 - 2018年IEEE国际地球科学与遥感研讨会 - 西班牙瓦伦西亚(2018年7月22日-7月27日)] IGARSS 2018 - 2018年IEEE国际地球科学与遥感研讨会 - 基于被动微波估算的陆表冻融状态高时间分辨率监测
摘要: 地球表面高纬度冻融(FT)循环状态对生物地球化学转化、水文现象及生态系统演变等诸多物理应用具有重要影响。研究表明,地表发射率估算参数主要取决于地表特征而非直接使用亮温数据,在FT状态检测方面具有显著潜力。本研究旨在探究融合被动微波传感器(包括先进微波扫描辐射计-地球观测系统AMSR-E、特殊传感器微波成像仪SSM/I、AMSR2以及全球降水测量计划微波成像仪GMI)及其地表发射率估算数据,以提供高时间分辨率(亚日尺度)的FT状态监测方法。该要素在春季频繁发生的亚日尺度冻融转换期具有关键应用价值。通过数据融合技术构建昼夜估算值,可精准预测多种土地覆盖类型和地理区域的精确冻融转换时刻。结果表明:多平台水平极化下低频(如10.7GHz)与高频(如89GHz)发射率差值与5厘米深度原位土壤温度日变化存在强相关性?;?015-2017年独立地面观测数据的验证显示,高纬度地区地表发射率数据融合能显著捕捉频繁发生的冻融转换过程。
关键词: 昼夜循环、发射率、土地覆盖类型、冻融作用、被动微波
更新于2025-09-10 09:29:36
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基于苯胺和邻硝基苯胺的可见-红外区多电致变色共聚物的电合成与表征
摘要: 通过循环伏安法成功制备了由苯胺与邻硝基苯胺共聚物构成的红外电致变色薄膜。采用循环伏安法、扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪及紫外-可见分光光度计研究了苯胺与邻硝基苯胺的聚合反应对电致变色性能和光学性能的影响。结果表明:该薄膜在-0.1V(苹果绿)、0V(深绿)和0.8V(深蓝)不同电压下可呈现三种颜色,同时新型薄膜具有快速响应时间(1.89秒和4.47秒)、高着色效率、显著的光学调制能力(-0.1V至0.8V间达60%)以及较大的平均发射率范围(Δε最大值=0.203)。
关键词: 发射率、苯胺、电致变色、共聚物、邻硝基苯胺
更新于2025-09-10 09:29:36
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利用多色参考方法对表面热流分布进行红外测量的数值研究与实验验证
摘要: 精确测量热流(HF)在工业工程和科学研究中都具有重要意义。众所周知,辐射热流可通过辐射计轻松测定。为测量流经表面的传导或对流热流分布,本文提出一种基于红外(IR)技术和反传热法(IHTM)的新型非接触式测量方法。实际测量时,将在聚焦表面贴附特制的多色参考标(MCR),该标由四个具有不同已知发射率的扇形区域组成。通过红外相机可检测MCR四个区域与聚焦表面之间的辐射信号差异,从而获取完整的辐射温度分布图?;诒砻嬗隡CR的辐射温度差异,采用反传热法可推导出表面发射率、对流换热系数及关键热流分布等有效边界条件。本方法结合了接触式与非接触式测量的优势,能准确获取沸腾炉热流监测、气动加热面热流估算等难接触条件下的热流分布。通过数值模拟与实验验证验证了新方法的可靠性:模拟相对误差小于2%,实验误差约4.23%。结果表明该方法具有较高精度,适用于实际应用。
关键词: 红外技术、热通量测量、发射率、传热、IHTM
更新于2025-09-09 09:28:46