耐高温陶瓷烧结过程中光谱测量与分析

发布时间：2021-02-15 03:20

　　耐高温陶瓷被广泛应用于航空、航天及电力系统等多个领域的高温作业条件下。随着对耐高温陶瓷材料热物性的深入了解,研究其真实温度和发射率势在必行。本文利用多光谱辐射测温法,基于普朗克定律,在400-900nm波段反演耐高温陶瓷材料的真实温度和发射率。首先,针对热辐射能量的传递过程,搭建采集原位光谱的实验平台,可获得材料在烧结过程中的热辐射谱。基于该热辐射谱,分析材料热辐射能量在高温炉加热区、探测处及光谱仪内部的传输特性,研究了光谱数据预处理方法。通过去背景、降噪及利用仪器传函修正,消除背景和噪声,获得理想光谱数据,为材料真温和发射率的进一步反演计算提供数据基础。其次,基于光谱数据进行了材料真实温度和发射率的反演算法研究。通过建立不同的发射率模型（波长与发射率之间的函数关系不同）,模拟材料在相同温度下的热辐射谱,利用牛顿迭代法及发射率的缓变特性两种算法,解决了辐射测温中n个方程,n+1个未知数的欠定问题。分别用理论热辐射谱的模拟数据和黑体腔的实验数据对这两种算法进行验证。结果表明,发射率的反演结果与实际发射率线形一致,同时温度的计算结果接近于设定温度。最后,采集了三种典型硅基耐高温陶瓷材料Si... 

【文章来源】：长春理工大学吉林省

【文章页数】：48 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题背景与意义
    1.2 硅基耐高温陶瓷材料的研究进展
    1.3 辐射测温的研究进展
    1.4 本文主要研究内容
第二章 高温原位光谱测量系统的设计与搭建
    2.1 多光谱辐射测温原理
    2.2 高温原位光谱测量系统
    2.3 数据处理流程
    2.4 本章小结
第三章 材料真温及光谱发射率反演算法研究
    3.1 基于牛顿迭代法反演材料真温及发射率
        3.1.1 牛顿迭代算法基本原理及模型建立
        3.1.2 牛顿迭代法的理论验证
        3.1.3 牛顿迭代法的实验验证
    3.2 基于发射率缓变特性反演材料真温及发射率
        3.2.1 基于发射率缓变特性计算方法基本原理
        3.2.2 缓变特性法的理论验证
        3.2.3 缓变特性法的实验验证
    3.3 本章小结
第四章 硅基陶瓷烧结过程中光谱检测及温度和发射率的反演计算
    4.1 SIC材料烧结过程光谱检测及温度与发射率的反演
        4.1.1 SiC原位光谱检测及XRD分析
        4.1.2 温度反演结果
        4.1.3 发射率反演结果
3N₄材料烧结过程光谱检测及温度与发射率的反演">    4.2 SI₃N₄材料烧结过程光谱检测及温度与发射率的反演
3N₄原位光谱检测及XRD分析">        4.2.1 Si₃N₄原位光谱检测及XRD分析
        4.2.2 温度反演结果
        4.2.3 发射率反演结果
2材料烧结过程光谱检测及温度与发射率的反演">    4.3 SIO₂材料烧结过程光谱检测及温度与发射率的反演
2原位光谱检测及XRD分析">        4.3.1 SiO₂原位光谱检测及XRD分析
        4.3.2 温度反演结果
        4.3.3 发射率反演结果
    4.4 本章小结
结论
致谢
参考文献
攻读硕士期间取得的研究成果



本文编号：3034340