常见材料的红外发射率
红外测温误差分析及温度校正
2020年第5期上海电力21针对红外测温的优势以及在测温过程中产生 误差的缺点,本文首先对红外测温的原理以及影 响测温精度的主要因素进行分析，在此基础上，通 过实验给出红外测温系统的温度修正模型，提高 系统测量准确度。
1红外测温基本原理凡是温度高于绝对零度的物体都可以产生红 外辐射，物体所发出的红外辐射能量强度与其温度 成比例。
物体温度越高，所发出的红外辐射能量也 越强。
测温仪的光学系统将物体辐射能量会聚到 探测器上，探测器将人射的辐射转换成为电信号， 电信号再经过信号处理及补偿之后就可以得到相应 的温度数据。
红外测温法原理方框图如图1所示。
光学系统图1红外测温原理示意图2红外测温的误差分析由于红外测温是非接触式的，存在着各种误差，影响误差的因素很多，除了仪器本身的因素外，主要在以下4个方面.(1)大气吸收衰减红外辐射在到达红外探测器之前，必须经过 大气的吸收散射，红外辐射在大气中的传输特性 对红外测温质量有着极其重要的影响不同波长 的红外辐射在大气中传输时会受到不同程度的衰 减，大气对红外辐射的衰减由大气中水蒸汽、C 02、CO 、0,、CH 4等气体的选择性吸收衰减和大气中悬浮的各种微粒散射衰减共同确定。
电气设 备运行状态的红外监测主要适用于地球表面环 境，而且测量距离较近，气体吸收衰减主要由水 蒸汽（H :0)和co 2选择性红外辐射吸收造成的。
近距离测量红外辐射时，随着距离的增大，大气衰 减的影响呈增强的趋势。
光谱透过率可用布盖尔-朗伯定律表示，即T a = e x p ( - A t ( A ) • l )(1)式中/x (A )衰减系数；/—目标与红外像机之间的距离：从上式可以看出，距离越大，衰减越严重。
(2)物体发射率对红外测温的影响实际物体红外辐射的功率与相同条件下黑体 红外辐射功率的比值，称为比辐射率、辐射率或发 射率，其比值是一个小于黑体发射率1的数。
实 际物体的发射率大小与与物体的材料形状、表面 粗糙度、凹凸度等有关。
红外线测温的发射率参数及工作原理
红外线测温的发射率参数及工作原理红外线测温的发射率参数及工作原理如何设置红外线测温的发射率参数利用红外线测温仪进行温度测量时，必需保证测温仪发射率设置正确，否则会得到不精准的测温结果。
由此可见，对于红外线测温来说，发射率是一个特别紧要的指标。
如何正确设置红外线测温的发射率参数？什么是发射率？发射率是目标表面辐射出的能量与相同温度黑体辐射能量的比值；它是由物体本身的材质决议的，例如，塑料的发射率为0.95,冰的发射率为0.98,玄武岩的发射率为0.7等等。
既然如此，为了获得正确的测量温结果，我们在用红外线测温仪测量温度前；应依据被测目标的材质，来设置正确的发射率参数，如何设置红外线测温仪的发射率参数呢？紧要有三种方法。
1、涂色法。
此种方法紧要是将被目标表面涂成黑色，并将测温仪发射率设置为黑色涂料（或黑色胶布）的发射率0.97（0.93），然后用红外线测温仪测量黑色部位的温度T1；再用红外线测温仪测量与黑色部位靠近部位的表面温度T2,调整红外线测温仪的发射率值，使T2*接近于T1,此时得到的发射率值即为被测目标的发射率。
2、比对法。
找一接触式测温探头，测量被测目标表面的温度，待温度达到稳定后，调整红外线测温仪的发射率；使得红外线测温仪测得的温度值与接触式测温探头测得的温度显示一致，此时的发射率即为被测目标的发射率。
3、查表法。
依据操作手册或相关文档供应的发射率表，依据被测目标的材质，查找相对应的发射率值进行设置。
大家可以依据实际情况，来对红外线测温仪的发射率进行设置，以获得精准的测量结果。
红外测温仪的工作原理红外测温仪技术的进展，其具有使用便利、测量精度高且测量距离远等优点为用户供应了各种功能及用途的仪器。
红外测温仪从原理上来说有便携式测温仪和固定式测温仪两种，因此，在选择合适的红外测温仪用于不同的测量点时；以下的特征将是紧要的：1、瞄准器瞄准器有此作用，测温仪所指的测量块或测量点可以看到，大面积的被测物可以常常不要瞄准器。
ITO 导电膜红外发射率理论研究.
ITO导电膜红外发射率理论研究*张维佳=王天民钟立志吴小文崔敏(北京航空航天大学理学院,北京100083(2004年10月10日收到;2005年1月14日收到修改稿根据红外辐射理论和薄膜光学原理计算了高品质ITO(indium tin oxide导电膜的红外发射率,其理论曲线与实测曲线基本符合.并得出方块电阻小于30Ω时,ITO膜在红外波段8—14µm的平均红外发射率理论值小于0.1.实际制备方块电阻小于10Ω的ITO膜具有优良的红外隐身性能.讨论了高品质ITO膜具有低红外发射率的物理机理,并提出了低红外发射率临界方块电阻值,这有利於理论研究和工艺制备红外隐身ITO膜.关键词:红外发射率,ITO薄膜,理论计算,方块电阻PACC:7990,7830G,7865*国防基础研究项目(批准号:K1201060805、国防预研项目(批准号:413100202资助的课题.=E-mail:weijia-zhang@1.引言红外隐身在现代战争中的地位日趋重要[1—3].目标红外隐身是为了使红外探测器难以区分目标与背景的红外辐射差异.对于空中飞行目标,在其表面涂上低红外发射材料可达到红外隐身目的[1-3].低红外发射率材料主要有金属和导电聚合物及掺杂半导体材料,而金属容易氧化和被腐蚀,导电聚合物又不耐高温和容易老化.因此人们关注掺杂半导体尤其是掺锡氧化铟(ITO.以ITO粉末为颜料的涂料作为隐身材料其红外发射率仍高达0.6—0.7[4].这是因为不导电的黏合剂使涂料的电阻率增大,并且涂料有一定重量.而ITO膜轻,其红外发射率随方块电阻减小而减小.高品质ITO膜的红外发射率可以小到0.1以下[5].因此,ITO膜作为红外隐身材料备受重视.人们对ITO膜光电性能研究较多.然而对ITO膜红外辐射性能的理论研究甚少.本文在这方面作了一些工作,并得出了对制备红外隐身ITO 膜有意义的结果.2.理论计算测量物质的发射率有两种方法,即直接测量法和间接测量法[6,7].本文涉及样品数据是按间接测量法测得的.因此,其理论计算根据间接测量法原理进行.由能量守恒,一束单色电磁波入射到薄膜上有α(λ,T+R(λ,T+Q(λ,T=1,(1其中α(λ,T,R(λ,T,Q(λ,T分别为薄膜在温度T下的单色吸收率、单色反射率和单色透过率.物体单色辐出度M(λ,T为M(λ,T=d Mλdλ,(2式中d Mλ表示物体的单位面积在单位时间内发出的波长在λ—(λ+dλ之间的辐射能.由辐射理论中的基尔霍夫定律有[8]M(λ,Tα(λ,T=M B(λ,T=2πhc2λ-5e hc/λk T-1,(3其中α(λ,T为单色吸收率,M B(λ,T为绝对黑体单色辐出度.所以任何物体在温度T下的单色辐出度M(λ,T有M(λ,T=α(λ,T2πhc2λ-5e hc/λk T-1=[1-R(λ,T-Q(λ,T]2πhc2λ-5e hc/λk T-1.(4光谱发射率定义为物体单色辐出度与同温度黑体单色辐出度之比ε(λ,T即[8]第54卷第9期2005年9月1000-3290/2005/54(09/4439-06物理学报ACTA PHYSICA SINICAVol.54,No.9,September,2005$═══════════════════════════════════════════════════════════════2005Chin.Phys.Soc.ε(λ,t =M (λ,T M B (λ,T =α(λ,T =1-R (λ,T -Q (λ,T .(5设红外波段为λ1—λ2.在其红外波段范围内,任何物体在温度T 下的平均红外发射率为ε(λ1-λ2,T 为ε(λ1—λ2,T =∫λ2λ1[1-R (λ,T -Q (λ,T ]2πhc 2λ-5e hc /λk T-1d λ∫λ2λ12πhc 2λ-5e hc /λkT -1dλ,(6而单色电磁波在薄膜上的反射率R (λ, T 和透射率Q (λ,T 分别为[9]R (λ,T =η0B -C η0B +(C η0B -C η0B +(C*,(7Q (λ,T =4η0ηG (η0B +C (η0B +C *,(8式中B 和C 是薄膜干涉矩阵元如下: []B C =cos δisin δ/ηi ηsin δcos []δ1η[]G ,(9其中η0,η,ηG 分别为入射介质、薄膜和出射介质的修正光学导纳,其值不仅与入射介质、薄膜和出射介质的折射率n 0,n ,n G 以及薄膜的入射角、折射角和出射角θ0,θ,θG 有关(如图1所示,而且与电磁波的P 波与S 波有关[9];薄膜位相厚度为δ=2πλnd cos θ.(10图1电磁波经薄膜反射和折射示意图对于吸收薄膜来说,须引入复折射率N =n -i k 代替上述n 即可.其虚部k 可反映因薄膜的吸收而产生的电磁波衰减.k 与薄膜吸收系数α和薄膜电导率ζ的关系如下[10]:α=2ωk c ,2nk =ζωε0,ω=2πv =2πc λ.(11薄膜的总反射率和总透射率为[9]R (λ,T =12(R P +R S ;Q (λ,T =12(Q P +Q S .(12对于吸收薄膜来说,当膜厚足够厚时,其透光率可以认为是零,即Q (λ,T =0,(13因此,该薄膜在λ1—λ2范围内的平均红外发射率为ε(λ1—λ2,T =∫λ2λ1[1-R (λ,T ]2πhc 2λ-5e hc /λk T-1d λ∫λ2λ12πhc 2λ-5e hc /λkT -1dλ.(143.计算结果及分析取ITO 膜电导率ζ为0—5000(Ω-1・cm -1,步长40(Ω-1・cm -1,膜厚d =300nm.其方块电阻R □=ρ/d =1/(ζd =6—833(Ω.ITO 膜折射率取2.2.垂直入射有θ=0.红外波段取8—14µm 范围,步长0.1µm.温度取T =300K.其计算结果如图2—6所示.图2ITO 膜红外发射率光谱理论曲线我们采用磁控溅射法通过调节氧流量制备出了不同方块电阻值的ITO 膜.用昆明物理研究所研制的HWF-1型红外发射率测量仪测量ITO 膜在8—14µm 波段的平均红外发射率,这是一种反射式间接测量红外发射率的仪器,因此只有当膜无透光性时才有精确测量结果[7].用北京七星华创公司生产的0444物理学报54卷图3ITO膜红外发射率与方块电阻的理论值与实测值比较D41-3型四探针测试仪测量ITO膜的方块电阻.ITO 膜的电阻率等电学参数由中国科学院半导体研究所测量.测量结果见表1.该表1中ζ,n,µ,R□,ε分别表示电导率、载流子浓度、迁移率、方块电阻和红外发射率.图2是用(5式计算的不同电导率下ITO膜的红外发射率光谱理论曲线.可见电导率越大,其膜的红外发射率越低,并且随波长增加而平缓降低,反之亦然.这与抛光的金属铝片基本一致[8].图3是ITO膜在8—14µm波段内平均红外发射率.曲线1用(6式计算即考虑了膜的透光率,而曲线2用(14式计算即忽略了膜的透光率.由该图可知,当方块电阻较小时,理论曲线(1,2都与实测曲线基本一致.但当方块电阻较大时,理论曲线(1与图4ITO膜的消光系数k和透光率与其方块电阻R□关系的理论曲线实测曲线存在较大偏差,这是因为较大方块电阻的ITO膜,其消光系数k小,从而透光率大.而反射式间接测量法是基于被测样品无透光性来设计仪器;而理论曲线(2与实测曲线偏差相对较小,因为两者都不考虑膜的透光性.其存在的偏差来源于透光经样品台又反射到入射介质,而干扰探测信号器;另外粗糙的样品台表面与玻璃表面是非光学接触,其反射率数值难以确定,这也给理论建模计算带来困难.由图4可知当方块电阻大到100Ω时,其膜透光率大于0.1而不能忽略.因此,当方块电阻大于100Ω时,靠反射式间接测量方法测量的发射率不能精确地反映ITO膜的红外发射率.只有当方块电阻小于100Ω时,测量结果才可反映ITO膜的发射率,所以实测值与理论值符合较好.图5不同膜厚的ITO膜红外发射率ε与方块电阻R□关系的理论曲线图5反映不同膜厚的ITO膜红外辐射特性.由该图可知ITO膜越厚,具有红外隐身性能的ITO膜其方块电阻要求越小,并且方块电阻在约100Ω附近减小时,其膜的红外发射率快速下降.这是因为对于一定的较大的方块电阻来说,膜越厚,对应的电导率越小,从而红外发射率大;反之,对于很小的方块电阻来说,膜在一定范围增加厚度,对应的膜电导率仍较大,从而红外发射率小,并且方块电阻越小,对14449期张维佳等:ITO导电膜红外发射率理论研究图6不同折射率的ITO膜红外发射率ε与方块电阻R□关系的理论曲线应的膜电导率越大,相应的红外发射率越小.因此存在某方块电阻值,其红外发射率激剧降低.当红外发射率下降到0.1时所对应的方块电阻,不妨称其为低红外发射率的临界方块电阻值R□临.ITO膜厚,则R□临小.反之ITO膜薄,则R□临较大,并且在其附近红外发射率不像厚膜那样激剧降低,这表明要得到低红外发射率并且薄的ITO膜,需要很大的电导率.这在工艺上难以实现.而太厚的ITO膜,其R□临又太小,并且膜的内应力大而易裂,因此工艺实现也有困难.所以,将ITO膜厚确定为300—1000nm,其R□临约10—30Ω.因此,制备低红外发射率的ITO膜应要求其方块电阻小于10Ω.图6反映不同折射率ITO膜的红外辐射特性.由该图可见,尽管折射率对ITO膜红外发射率影响不显著,但低折射率的ITO膜有利于低红外发射率.图7反映不同温度下ITO膜的方块电阻和电阻率随温度T的关系实测曲线.当温度从室温升到150℃时,方块电阻和电阻率随温度的升高而稍有升高,这是因为在此升温过程中膜中导电性好的低价氧化物InO等氧化成导电性差的高价氧化物.当温度再升高时,在杂质能级上的电子或价带顶上电子可激发到导带上而成为自由电子,提高其导电能力,从而ITO导电膜的电阻率下降.因此,ITO导电膜的红外发射率随温度的升高而先稍有增大后降低如图8所示.这一点与金属截然不同.表1ITO膜的实测电学参数和红外发射率实测数值样品编号ζ/103Ω-1・cm-1n/1020cm-3µ/cm2・V-1・s-1R□/Ωε0825A0.1364962-2.272849 3.79900.86 0823A0.144397-2.777608 3.57000.81 0823B0.300135-3.378145 5.62900.65 0824B 1.448402-12.500317.2400.24 0823C 1.817319-11.961699.5300.20 0824C2.523192-14.7061210.1260.19 0824A 4.493098-22.7269512.4110.05 0825B 4.6357462-23.8093612.2130.01图7ITO导电膜的方块电阻和电阻率随温度T的关系曲线图8ITO导电膜的红外发射率和方块电阻与温度T的关系曲线2444物理学报54卷由上可知高品质的ITO膜具有低的红外发射率.这是因为ITO属有利于重掺锡的In2O3立方方铁锰矿结构[11],因此属重掺杂强简并的铟锡氧化物半导体[12—14],其费米能级进入到了导带内并离导带低相对较远.因此,决定材料宏观电学性能的费米能级附近的电子仅在导带内部密集能级间跃迁,而在禁带间属禁戒跃迁,这些都类似于金属特征.另外,离子振动受电子海抑制.因此,高品质的ITO膜发出红外辐射的概率小.我们认为这是高品质ITO 膜具有低红外发射率的物理机理.4.结论ITO膜方块电阻越小,其红外发射率越小.当方块电阻小于30Ω时,ITO膜在红外波段8—14µm的红外发射率理论值小于0.1.当ITO膜的方块电阻大于100Ω时,靠间接测量法测量结果不能反映ITO 膜的真实红外发射率,但能说明其红外隐身性能差.太薄或太厚的ITO膜难以实现低红外发射率.300—1000nm的ITO膜,其低红外发射率的临界方块电阻值R□临约30Ω.ITO膜方块电阻小于10Ω,可以确保具有优良的红外隐身性能.另外,尽管折射率对ITO膜的红外发射率影响不大,但低折射率的ITO膜有利于低红外发射率.当温度从室温升到150℃时,方块电阻和电阻率稍有增大,从而其红外发射率稍有增大;当温度大于150℃时,方块电阻和电阻率减小,从而其红外发射率减小.[1]Wang Z R,Yu D B,Sun X Q et al2001Laser and Infrared31301(in Chinese[王自荣、余大斌、孙晓泉等2001激光与红外31301][2]Song X H,Yu D H,Ma X S et al2004Infrared Technology26(29(in Chinese[宋兴华、于定华、马新胜等2004红外技术26(29][3]Fu W2002Infrared and Laser Engineering31(188(in Chinese[付伟2002红外与激光工程31(188][4]Wang Z R,Yu D B and Yu D H1999Infrared Technology.21(141(in Chinese[王自荣、余大斌、於定华等红外技术21(141][5]Hu Y L,Diao X G,Hao W C et al2004Infrared121(in Chinese[胡亚兰、刁训刚、郝维昌等2004红外121][6]Chen S W,Su J W and Zhang Z G1992J.Infrared Millim.Waves 11312(in Chinese[陈诗伟、苏锦文、张祖恭1992红外与毫米波学报11312][7]Ding L M,Duan L M and Zhu C C1999Infrared Technology21(533(in Chinese[丁黎梅、段利民、朱春才1999红外技术21(533][8]Xu G Q,Chen J and Cheng D J1989Infrared physical technology (Xi'an:University of electronic science and technology of Xi'anpressp25—26(in Chinese[徐淦卿、陈珏、程东杰1989红外物理技术(西安:西安电子科技大学出版社第25—26页][9]Lin Y C and Lu W Q1990Optical thin-film principles(Beijing:National Defence Industry Pressp48,22(in Chinese[林永昌、卢维强1990光学薄膜原理(北京:国防工业出版社第48,22页][10]Meng X Z and Kang J H1993Semiconductor physics(Chang chun:University of Jilin Pressp292—295(in Chinese[孟宪章、康晶鹤1993半导体物理学(长春:吉林大学出版社第292—295页] [11]Zhang W J and Wang T M2005Acta Phys.Sin.54565(inChinese[张维佳、王天民2005物理学报54565][12]Zhang W J and Wang T M2004Acta Phys.Sin.531923(inChinese[张维佳、王天民2004物理学报531923][13]Claflin B and Fritzsche H1996Journal of Electronic Materials251772[14]Cohen O and Ovadyahu Z1994Phys.Rev.B501044234449期张维佳等:ITO导电膜红外发射率理论研究4444 物理学报 54 卷 TheoreticaI study of infrared emissivity of indium tin oxide fiIms* Zhang Wei-Jia= Wang Tian-Min Zhong Li-Zhi Wu Xiao-Wen Cui Min （ School of Science ，Beijing University of Aeronautics and Astronautics ，Beijing 100083，China ）（ Received 10 October 2004；revised manuscript received 14 January 2005）Abstract （ ITO）film has been calculated based on the infrared radiation theory and Infrared emissivity of high quality indium tin oxide thin film optical theory，the theoretical curves and the testing curves basically agree with each other. It is concluded that when the sheet resistance is less than 30Ω，the theoretical value of infrared emissivity of ITO films on the infrared wave band of 8 m to µ 14 m will be less than 0 .1 . Therefore，the ITO film of practical sheet resistance less than 10Ω has good infrared stealthy µ capability . Physical mechanism of low infrared emissivity for ITO film is discussed，and the critical sheet resistance of low infrared emissivity，which conduce to the theoretical study and the manufacture of infrared stealthy ITO film，is put forward in this paper. Keywords：infrared emissivity，ITO film，theoretical calculation，sheet resistance PACC：7990，7830G，7865 * Project （ Grant No. K1201060805）and the National Defense Pre-research Foundation supported by the National Defense Basic Science Foundation of China of China（ Grant No. 413100202） . = E-mail： weijia - zhang@ sina. com. cn。
各种材料发射率
0.3~0.36
0.03
0.04
0.04~0.05
钼：
抛光未氧化
抛光轻微氧化
抛光严重氧化
粗加工未氧化
粗加工轻微氧化
粗加工严重氧化
50~1000
0.3
0.4
0.7~0.8
0.4
0.5~0.6
0.8
0.05~0.1
0.25
0.7~0.8
0.1~0.15
0.35
0.8
铂：
抛光未氧化
抛光轻微氧化
0.6
0.8~0.9
0.2
0.35~0.4
0.8~0.9
0.3
0.5
0.8~0.9
蒙乃尔：（镍、铜、铁、锰合金）
抛光未氧化
抛光轻微氧化
抛光严重氧化
粗加工未氧化
粗加工轻微氧化
粗加工严重氧化
0~600
0.25
0.45
0.7
0.3
0.6
0.8
0.1
0.4
0.7
0.25
0.55
0.8
碳
碳黑
石墨
0~1500
0~1500
0.8~0.85
搪瓷
0~200
0.9
木材
0~100
0.8~0.9
陶瓷
0~100
0.3~0.5
0.85~0.95
陶瓷镀层（金属上）
0~600
0.3~0.5
0.6~0.9
水（深50mm以上）
霜
雪
冰
0~100
-10
-10
-10
0.95
0.98
0.85
0.98
低红外发射率聚乙烯功能材料的研究
西北工业大学硕士学位论文低红外发射率聚乙烯功能材料的研究姓名：***申请学位级别：硕士专业：材料加工工程指导教师：***20070301西北Ｔ业大学Ｔ学硕十学付论文结果与讨论图３—１不同聚合物的发射率曲线ＰＰ及ＨＤＰＥ由于高的结晶度和少、短的支链结构，也具有相对较低的发射率。
ＬＬＤＰＥ分子链较为规整，支链短且少，相对于支链较多、分子链结构不够规整的ＬＤＰＥ也具有较低的发射率。
这些大分子链结构上的区别是影响发射率变化的根本原因。
但是聚四氟乙烯加工性能很差且成本很高，聚丙烯光、热老化性能很差，均不利于作为长期户外使用的热红外伪装材料的最终应用。
因此，本文最终选用聚乙烯作为低发射率材料的研究对象。
３．２颜料对发射率的影响本文研究的材料主要是应用于山林地区的背景中作为伪装材料使用，试验所选用的颜料为总后建工所多年来研制的军用绿色无机粉体颜料，该颜料的光谱反射曲线几乎与绿色植物达到了“同色同谱”的程度，且能顺利通过美军军标ＭＩＬ．Ｃ．４６１６８０（ＭＥ）绿色光谱反射限定通道【帅】，见图３－２。
同时无机颜料又具有耐侯性好和伪装寿命长的特点。
在此次研究中，同时用到了金属颜料（ＡＬ粉），目的是用来进一步降低体系的发射率。
以下是颜料对体系发射率影响的分析结果。
两北Ｔ业大学Ｔ学硕士学侍论文结果与讨论图３－３颜料的粒径分布曲线表３～１觑料粒径与红外发射率的关系从表３—１可以看出：随着颜料粉体粒径的减小，在８／ａｍ～１４９ｉｎ波段的红外发射率也随着降低。
根据红外辐射理论ｆ４舢，朝颜料粉体内漫射的红外辐射，将受到两个因素的影响而衰减：①在颜料粉体内被吸收；②被分布在颜料粉体内的散射粒子所散射。
当颜料内球状粒子的散射比较大，吸收比较小时，整个系统的红外辐射（红外辐射流）发生弥散和改变方向。
而根据Ｋｉｒｅｈｈｏ腚律，吸收小的材料，其发射率也比较ｄ，ｔ４５１。
由红外公式Ｈ６１得：，，（们＝胛２ＭＳ（Ａ，）（３—１）在（３．１）式中：ｒ（Ａ）为散射系数；ｒ为粒子半径；Ｍ为散射粒子浓度；ｓ（Ａ）为散射平均总截面积。
红外物体发射率汇总
0.3 0.5 0.75～0.85 0.4 0.6 0.8～0.85
抛光未氧化 抛光微氧化 抛光严重氧化 粗加工未氧化 粗加工轻微氧化 粗加工严重氧化
0.3 0.5 0.8～0.9 0.45 0.7 0.8～0.9
抛光未氧化 抛光微氧化 抛光严重氧化 粗加工未氧化 粗加工轻微氧化 粗加工严重氧化
0.3
锰
固态 0.59 液态 0.59
蒙乃尔 （镍、铜、铁、
锰合金）
抛光未氧化 0.25 抛光微氧化 0.45 抛光严重氧化 0.7 粗加工未氧化 0.3 粗加工轻微氧化 0.6 粗加工严重氧化 0.8
氧化铝
粒度1～2微米 粒度10～100微米
0.2～0.4
石灰石 氧化锆 氧化镍 氧化铁 氧化铝 氧化钴 氧化铀 氧化镁 氧化铜 氧化钍 氧化锡
王龙刚
发射率表
材料与状态
发射率（1um 附近）
抛光未氧化 0.05～0.1
抛光轻微氧化 0.45
钢
粗加工未氧化 0.25～0.35 粗加工轻微氧化 0.5～0.6
严重氧化 0.8～0.95
液态 0.35～0.45
温度范围（℃） 100～1200
铸铁
抛光未氧化 抛光轻微氧化 粗加工未氧化 粗加工轻微氧化
20～400
黑色纳氧化钴
0.9~0.95
500
汞（液态）
0.2~0.25
铋
0.34
王龙刚
材料与状态 铱
发射率（1um 附近） 温度范围（℃） 0.25~0.3
钇
0.3~0.35
铀
0.5~0.55
钯 锑 氮化钛
0.33 0.5～0.65 0.3～0.4
红外线测温仪-发射率表
红外线测温仪-发射率表
设计和生产这样的黑体物校准器。
光学透镜
两种红外辐射的光学原理是：反射原理和折射原理。
就象他们的名称一样，反射原理的作用是反射射入的放射线。
折射原理的作用是折射并传输射入的放射线。
我们不同类型的产品都具有两种光学原理。
透镜-ST68x锗系列
用来生产红外辐射系统中的折射光学的最常见的物质是锗和硅。
锗是一种类似银的金属，是一种折射指数（n-4）非常高的一种固体。
可以利用最少量的锗透镜来设计高分辨率的光学系统。
另外，根据它的高折射指数，对于任何传输光学系统的锗来说都必须具有辐射涂层。
锗具有低散射，所以它不太可能需要变色，除非是在被应用于ST68x系列产品中的高分辨率系统中。
塑料菲（涅耳）透镜—ST65x系列
大部分色红外温度计只是简单的探测目标物的温度，而没有更高的光学性能，象长距离探测。
我们已经设计了塑料菲（涅耳）透镜，而且在大部分应用中为用户设计了较低的成本。
需要注意的是普通的玻璃不能够传送超过2.5 μm的辐射，装有保险丝的硅具有热量膨胀系数的特点。
使光学系统在改变环境条件中显的特别有用。
它的传送范围是从大约0.
3 μm 到3 μm。
低红外发射率半导体材料
低红外发射率半导体材料
低红外发射率半导体材料是指在红外波段下具有较低的光发射率的材料。
这种材料通常被用于制造红外探测器、红外透镜和其他光学器件，以实现更好的热成像和红外光谱分析。
低红外发射率半导体材料通常具有以下特点：
1.光学性能稳定：低红外发射率半导体材料在红外波段下的光学性能稳定，
具有良好的透射性和反射性，能够有效地传递和接收红外光信号。
2.热稳定性高：低红外发射率半导体材料通常具有较高的热稳定性，能够在
高温环境下保持其性能稳定，不易出现材料变形、性能下降等问题。
3.化学稳定性好：低红外发射率半导体材料通常具有良好的化学稳定性，能
够在各种环境条件下保持其性能稳定，不易被腐蚀和氧化。
4.制造工艺成熟：低红外发射率半导体材料通常具有成熟的制造工艺，能够
通过常规的半导体工艺进行制造和加工，从而实现大规模生产和应用。
目前常用的低红外发射率半导体材料包括锗、硅、硒等单质半导体材料，以及砷化镓、磷化铟等化合物半导体材料。
这些材料在制造红外探测器、红外透镜和其他光学器件方面具有广泛的应用前景。
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常见材料的红外发射率
红外发射率是指材料对红外辐射的发射能力，是红外辐射传热的重要参数之一。
不同材料的红外发射率不同，对于红外传感器、热像仪等红外设备的性能影响很大。
本文将介绍常见材料的红外发射率，以便更好地了解和应用红外技术。
一、金属材料
金属材料的红外发射率很低，通常在0.1以下。
这是因为金属材料具有良好的反射性能，对红外辐射能量的吸收较少。
常见的金属材料如铝、铜、铁等，它们的红外发射率都很低。
这也是为什么在红外测温中，金属表面的温度无法直接测量的原因之一。
二、绝缘材料
绝缘材料的红外发射率通常在0.8以上，这是因为绝缘材料对红外辐射能量的吸收较多。
常见的绝缘材料如塑料、橡胶、陶瓷等，它们的红外发射率较高。
这也是为什么在红外测温中，绝缘材料表面的温度可以通过红外测温仪来测量的原因之一。
三、半导体材料
半导体材料的红外发射率介于金属和绝缘材料之间，通常在0.2-0.8之间。
常见的半导体材料如硅、锗、砷化镓等，它们的红外发射率相对较低。
这也是为什么在红外技术应用中，半导体材料常被用于红外光电器件的制造的原因之一。
四、玻璃材料
玻璃材料的红外发射率通常在0.85以上，这是因为玻璃材料对红外辐射能量的吸收较多。
常见的玻璃材料如普通玻璃、石英玻璃等，它们的红外发射率较高。
这也是为什么玻璃器皿在红外实验中常被用作红外辐射的传递介质的原因之一。
五、涂层材料
涂层材料的红外发射率与其材料成分和厚度有关，通常在0.1-0.9之间。
涂层材料的红外发射率可以通过合理设计和选择来实现红外辐射的控制。
常见的涂层材料如红外反射涂料、红外吸收涂料等，它们的红外发射率可以根据具体需求进行调整。
常见材料的红外发射率各不相同，金属材料的红外发射率较低，绝缘材料的红外发射率较高，半导体材料和玻璃材料的红外发射率介于两者之间。
涂层材料的红外发射率可以通过设计和选择来实现控制。
了解不同材料的红外发射率对于红外技术的应用和设备性能的优化具有重要意义。
通过合理选择材料和涂层，可以实现对红外辐射能量的吸收和传导的控制，提高红外设备的性能和应用效果。