隐身涂层的光谱反射特性设计
太阳能选择性涂层介绍
太阳能选择性涂层相关信息 一、选择性涂层介绍 太阳能吸收涂层对太阳能利用的技术经济性能影响很大，为提高太阳能装置的效率、降低成本，各国太阳能科技工作者对研究、开发太阳能吸收涂层都十分重视，研制成多种涂层，有的已用于生产，取得了良好效果。 1、电镀涂层 黑铬涂层： 黑铬涂层的吸收比α和发射比ε分别为0．93—0．97和0．07—0．15，α／ε为6～13，具有优良的光谱选择性。黑铬涂层的热稳定性和抗高温性能也很好，适用于高温条件，在300℃能长期稳定工作。此外，黑铬涂层还具有较好的耐候性和耐蚀性。 但是，现在采用的电镀黑铬工艺，电流密度大(15～200A／dm2)，溶液导电性差，电镀时会产生大量的焦耳热，需要冷却和通风排气才能维持正常生产。另外，黑铬镀在非铜件上，需要先预镀铜，再镀光亮镍，最后镀黑铬，生产成本较高。 黑镍涂层 黑镍涂层大都是镍合金涂层，其组成随电镀液成份和沉积条件变化。黑镍的电镀液分为两类，即硫酸锌电镀液和含钼酸盐类电镀液。由第一类镀液获得的黑镍涂层，含镍40％～60％，含锌约为20％～30％。 黑镍涂层的吸收比α可达0．93～0．96，热发射比ε为0．08～0．15，α／ε接近6～12，其吸收性能较好。 黑镍涂层很薄，为了提高涂层与基体的结合力和耐蚀性，常采用中间涂层(如
Ni，Cu，Cd)或双层镍涂层。 由于黑镍涂层的热稳定性、耐蚀性较差，通常只适用于低温太阳能热利用。 黑钴涂层 黑钴涂层的主要成分是CoS，具有蜂窝型网状结构，其吸收比α可达0．94～0．96，发射比ε为0.12～0.14，α／ε为6.7～8。 2、电化学表面转化涂层 铝阳极氧化涂层 铝及铝合金的阳极氧化可在硫酸介质中进行，但在太阳能热利用中，主要用磷酸介质。铝氧化涂层着色有多种工艺，其中电解着色工艺获得的涂层，具有牢固、稳定、耐晒优良特性，并且可进行大规模生产。 铝阳极氧化涂层是一种多孔膜，孔隙率达22％，电解着色时金属易沉积在微孔中。用于电解着色的金属盐类有：镍盐、锡盐、钴盐和铜盐等。 北京市太阳能研究所研制的铝阳极氧化涂层，先在磷酸溶液中获得氧化膜，再在NiSO4溶液中进行电解着色，其吸收比为0．92～0．96，法向发射比为0．1～0．2，具有良好的选择吸收特性。 铝阳极氧化涂层，耐蚀、耐磨和耐光照等性能也相当好，在太阳热水器中已得到广泛应用。 CuO转化涂层 以阳极氧化法制取的CuO转化涂层，NaOH电解液的浓度为1mol／L，电流密度为2mA／cm2，温度为50～57℃。涂层的吸收比可达0．88～0．95，法向发射比为0．15～0．30。这种CuO涂层有一层黑色绒面，保护不好，会导致吸收比的降低。
光谱选择性吸收涂层研究与发展过程解读
光谱选择性吸收涂层研究与发展过程 链接：https://www.360docs.net/doc/ed14476956.html,/tech/39448.html 来源：中国太阳能工程 光谱选择性吸收涂层研究与发展过程 多年来，随着太阳能集热器技术的不断发展，选择性吸收涂层的研究工作始终没有停止前进的步伐。近几年，随着太阳能热水器市场的发展变化，尤其是工程市场的不断扩大，平板太阳能集热器以其特有的性能优势重新受到人们的青睐。作为提高太阳能集热器性能的核心材料，适用于平板太阳能集热器的选择性吸收涂层的研发及应用很快成为人们关注度焦点。 一、选择性吸收涂层的基本常识 从18世纪世界上第一台太阳能集热器诞生以来，人们一直认为黑色物质是最理想的吸收材料。从物理角度来讲，黑色意味着光线几乎全部被吸收，被吸收的光能即可转化为热能。因此，很多企业认为用黑色的涂层材料就可以最大限度的实现太阳能的光热转换，但实际情况并非如此。这主要是因为材料本身还有一个热辐射问题。在量子物理中，黑体辐射的波长范围大约在2μm～l00μm之间，黑体辐射的强度分布只与温度和波长有关，辐射强度的峰值对应的波长在10μm附近，太阳光谱的波长分布范围与热辐射不重叠。在这个理论基础上，以色列科学家Tabor 于上个世纪50年代末，提出了光谱选择性吸收理论 。他认为，要实现最佳的太阳能光热转换，必须找到一种材料使其同时满足以下两个条件： 1.在太阳光谱内有尽量高的吸收比α ； 2.在热辐射波长范围内有尽可能低的发射比ε。 只有满足以上条件的材料才能使太阳能集热器尽可能多地吸收太阳的能量，同时又尽可能少地减少自身热辐射的损失，从而达到提高太阳能光热转换效率的效果。 以上就是选择性吸收涂层的基本概念。 二、平板集热器涂层材料的应用和发展 目前正在研究或应用的选择性吸收涂层有几十种之多，大致看来选择性吸收涂料、阳极化铝电解着色涂层和电镀黑铬涂层以及近年来发展起来的真空镀膜材料（蓝膜）是用于平板型太阳能热水器中低、中、高三种档次的代表性涂层。下面分别加以介绍： 1. 选择性吸收涂料 选择性吸收涂料的主要成分是铁锰铜氧化物，首先将这些氧化物进行球磨，使其成为细小颗粒。使用时将其和树脂黏合剂混合在一起涂刷或喷涂到吸热板表面。选择性吸收涂层已有20多年历史，目前仍在使用，其主要特点是工艺简单、成
TiN太阳光谱选择性吸收薄膜特性的研究
TiN太阳光谱选择性吸收薄膜的制备及其特性的研究 摘要：以直流反应磁控溅射的方法作为制备手段，选择钛（Ti）为靶材，以氩气作为工作气体、氮气作为反应气体在Si(111)基底上制备太阳光谱选择性吸收薄膜TiN,使之具有较好的光谱选择吸收特性。研究发现：在其它工艺参数保持不变的情况下，溅射气压在0.35-1.50Pa范围内，都能制备出（200）择优取向的立方相TiN.而当溅射气压为0.35Pa时沉寂的薄膜致密、均匀、色泽金黄，膜厚为132nm，结晶性最好，电阻率最低为33.8μΩ*cm（接近块体氮化钛电阻率）。在可见-近红外光区（波长400-1000nm）的平均吸收率a=0.83，最高红外反射率R=0.90。通过对膜层结构、膜厚、吸收率及反射率的分析，制备的TiN薄膜光谱选择性吸收特性良好，具有很高的应用价值。可用于太阳集热器的吸热表面，并可直接作为光热转换建筑材料。 0引言 近年来，太阳光谱选择性吸收薄膜的研制及其在工业上的应用成为热点。太阳光谱选择性吸收薄膜是中高温太阳集热器的核心部件，许多国家都在积极研究工艺简单、成本低廉、性能优良、稳定的中高温太阳光谱选择性吸收薄膜。氮化钛（TiN）薄膜是目前工业研究和应用最广泛的薄膜材料之一，其熔点高、热稳定性和抗腐蚀性好，并具有较高的硬度和较低的电阻率，因而被广泛关注。氮化钛薄膜由离子键、共价键和金属键组成，这使得氮化钛薄膜具有奇特的光学性能，表现为①氮化钛薄膜的色泽和光泽随N/Ti原子比例的变化而变化；②N/Ti比例为1时，氮化钛薄膜呈现出黄金媲美的色泽和光泽；③膜层较薄时，氮化钛薄膜在可见光区半透明而在红外光区呈高反射。因此，氮化钛可作为装饰薄膜和太阳选择性投射薄膜，在此基础上，具有装饰功能的太阳选择性透射薄膜，在应用于光热转换建筑材料方面将极具潜力。 作为太阳光谱选择薄膜，其光学性能依赖于氮与钛的化学计量比，而在稳定的氮氩流量比的条件下，其光学性能又与溅射总压等密切相关。大量实验表明，利用反应磁控溅射植被制备氮化钛薄膜，溅射气压对膜的性能及化学成分有很大影响。 本文主要讨论在稳定的氮氩流量比的条件下，以不同的溅射总压沉积制备氮化钛薄膜用于太阳光谱选择性吸收薄膜的光学性能。 1实验 1.1样品制备 本实验采用沈阳科有真空技术研究所生产的CKJ-500D多靶磁控溅射镀膜仪，以直径￠100mm,纯度为99.99%的金属钛靶为溅射靶材，单面抛光的Si(111)为衬底，纯度为99.99%的氩气作为工作气体，纯度为99.99%的氮气作为反应气体，采用直流反应磁控溅射方法，通过改变溅射气压，在Si(111)基底上沉积氮化钛薄膜。溅射前将Si基底分别用氢氟酸、丙酮、酒精和去离子水超声波辅助清洗各10min，用高压氦气吹干，放在样品台上，在本地真空度达到 5.0E-4Pa 后，通入氩气和氮气，镀膜过程中，保证稳定的氮氩流量比和溅射时间来控制膜层厚度，具体工艺参数见表1，制备的薄膜样品结果见表2。
地物光谱反射率的测定
山西师范大学实验报告 时间：2011年9月20日 学院：城环学院班级：0904班姓名：任红霞实验名称：地物光谱反射率的测定气压：常压温度：15℃ 实验目的： 1．学习地物光谱反射率的测定方法； 2．认识地物光谱反射率的规律。 实验仪器： 1．便携式地物波谱仪 2．标准参考板 实验步骤： 1．光谱仪、计算机充电。 2．连接电池、网线、探头电源、光纤，准备好白板。 3．打开光谱仪电源，然后打开计算机电源，并启动RS3软件。 4．在软件上调整光谱平均、暗电流平均和白板采集平均次数。 5．在软件中选择或填写需要存储数据的路径、名称和其他内容。 6．开始测量： （1）打开探头电源，探头放在白板上面，点击OPT优化； （2）探头仍然对准白板，点击WR采集参比光谱。此时，软件自动进入反射率测量状态。 （3）探头移向被测目标的测量位置，按空格键存储采集到的目标反射光谱。7．先关闭计算机再关闭仪器。 8．分析实测结果： （1）准确绘出地物光谱反射率曲线；
玄武岩反射率曲线 页岩反射率曲线 （2）根据地物光谱反射率曲线，比较地物光谱曲线特征； -2000 0200040006000 8000100003504445386327268209141008110211961290138414781572166617601854194820422136223023242418 wavelength D N 玄武岩页岩 通过图片可以明显看出,玄武岩和页岩在不同波段有相同的变化规律,而玄武岩的反射率在各波段普遍低于页岩.
（3）分析实习过程中可能引起误差的因素。 在波长为1000纳米及1850纳米附近,曲线有较大的跳跃,造成这样现象的原因,可能是由于预热时间不充足,电压不稳定,也有可能是由于不同波段的光纤出现交叉.
植被光谱特性
在光谱的中红外阶段，绿色植物的光谱响应主要被1.4μm、1.9μm和2.7μm附近的水的强烈吸收带所支配。 地面植物具有明显的光谱反射特征，不同于土壤、水体和其他的典型地物，植被对电磁波的响应是由其化学特征和形态学特征决定的，这种特征与植被的发育、健康状况以及生长条件密切相关。 在可见光波段内，各种色素是支配植物光谱响应的主要因素，其中叶绿素所起的作用最为重要。在中心波长分别为0.45μm（蓝色）和0.65μm（红色）的两个谱带内，叶绿素吸收大部分的摄入能量，在这两个叶绿素吸收带间，由于吸收作用较小，在0.54μm（绿色）附近行程一个反射峰，因此许多植物看起来是绿色的。除此之外，叶红素和叶黄素在0.45μm （蓝色）附近有一个吸收带，但是由于叶绿素的吸收带也在这个区域内，所以这两种黄色色素光谱响应模式中起主导作用。 在光谱的近红外波段，植被的光谱特性主要受植物叶子内部构造的控制。健康绿色植物在近红外波段的光谱特征是反射率高（45%-50%），透过率高（45%-50%），吸收率低（<5%）。在可见光波段与近红外波段之间，即大约0.76μm附近，反射率急剧上升，形成“红边”现象，这是植物曲线的最为明显的特征，是研究的重点光谱区域。许多种类的植物在可见光波段差异小，但近红外波段的反射率差异明显。同时，与单片叶子相比，多片叶子能够在光谱的近红外波段产生更高的反射率（高达85%），这是因为附加反射率的原因，因为辐射能量透过最上层的叶子后，将被第二层的叶子反射，结果在形式上增强了第一层叶子的反射能量。 在光谱的中红外阶段，绿色植物的光谱响应主要被1.4μm、1.9μm和2.7μm附近的水的强烈吸收带所支配。2.7μm处的水吸收带是一个主要的吸收带，它表示水分子的基本振动吸收带。1.9μm，1.1μm，0.96μm处的水吸收带均为倍频和合频带，故强度比谁的基本吸收带弱，而且是依次减弱的。1.4μm和1.9μm处的这两个吸收带是影响叶子的中红外波段光谱响应的主要谱带。1.1μm和0.96μm处的水吸收带对叶子的反射率影响也很大，特别是在多层叶片的情况下。研究表明，植物对入射阳光中的红外波段能量的吸收程度是叶子中总水分含量的函数，即是叶子水分百分含量和叶子厚度的函数。随着叶子水分减少，植物中红外波段的反射率明显增大（Philip et al.,1978）
太阳能吸收涂层
太阳能吸收涂层，荣力牌RLHY-2337型号太阳能吸收涂层。当前,在化石等不可再生能源日趋稀缺的背景下,世界能源结构将发生重大变化,太阳能将逐渐代替常规能源,成为不可缺少的重要能源,太阳能的光热利用研究已是当今热点。太阳能聚光热发电之中高温的太阳能热利用是今后太阳能利用的发展趋势,其中涂料型的太阳能吸收涂层是比较经济的,而解决问题的主要技术方案是要开发出高性能的中高温太阳能选择性吸收涂层材料,其关键点是既要提高涂层对太阳能的吸收效率,还要使其有较低的涂层发射率,另外还要解决涂层的耐高温性及较好的性价比。 太阳能吸收涂层，RLHY-2337型号太阳能吸收涂层，是一种选择性吸收涂层，将其转化为热能而被利用，与此同时尽可能减少因热辐射而产生的热损失，即需要提高太阳能吸收比和降低热发射比。 太阳能吸收涂层，荣力牌RLHY-2337型号太阳能吸收涂层涂层特点：该膜层通过国家检测中心检测，α>94%，ε <10%，耐中性盐雾性能5%氯化钠、35℃实验时间280h，无任何变化。耐高温老化：150℃实验时间100h，吸收比无任何变化，发射比反而会降低到5%以下。耐加速紫外老化3000h，实验后无任何变化，耐洗刷实验50%砂石浆、棕毛刷洗刷30万次，实验后没有任何变化。高低温冲击实验后无任何变化。在85%湿度85℃实验箱中实验1000h，无任何变化。 太阳能吸收涂层，荣力牌RLHY-2337型号太阳能吸收涂层应用领域：太阳能热水器吸热管、太阳能集热器等要求高吸收太阳热的工业设备上。 太阳能吸收涂层，荣力牌RLHY-2337型号太阳能吸收涂层涂刷方法: 刷涂、灌涂、滚涂、喷涂 太阳能吸收涂层，荣力牌RLHY-2337型号太阳能吸收涂层，可涂刷物体： 可涂层具有优良的附着性，施工简便，几乎可以在任何清洁、干燥的表面 上使用。涂料可以涂刷在钢、铸铁、锌、铝、铜、不锈钢、镁、石头、木材、水 泥、砖瓦、陶瓷、玻璃、纺织物、塑料、纸、有机玻璃、石棉、各类纤维板、胶木板、沥青、泡沫（海绵）、聚氨酯、聚丙烯涂层等表面。 太阳能吸收涂层，荣力牌RLHY-2337型号太阳能吸收涂层涂料施工： 1、将吸热体表面的锈渍、油污、粉尘清洗干净，待干燥后施工(不锈钢、铜等光滑表面涂刷涂料前，需要将基体表面打磨粗糙)。 2、涂层厚度应在0.2 mm -0.3mm之间；吸热涂料共施工2到3遍，第一层的施工厚度应小于0.2mm以后每层的厚度应大于0.2mm,涂层施工时，必须等前一层完全干燥后方可进行后续施工，逐层施工直至需要的厚度,对于喷涂时,喷枪喷出的涂料不能产生雾化现象. 3、对于低温和高温物体必须等到涂层完全干燥后才能启动系统工作。
太阳能光热转换的核心材料_光谱选择性吸收涂层的研究与发展过程
太阳能光热转换的核心材料_光谱选择性吸收涂层的研究与发展 过程 太阳能光热转换核心材料 ——光谱选择性吸收涂层的研发过程■文/谢光明 北京太阳能研究所有限公司 太阳能光热应用无疑是人类利用太阳能最简单、最直接、最有效的途径之一。然而，由于其到达地球后能量密度小且不连续，给大规模开发利用带来困难。长期以来，如何将低品位的太阳能转化为高品位的热能，并丰富太阳能，以最大限度地利用太阳能，已成为研究者关注的问题。在现有的一系列光热应用技术中，选择性吸收涂层技术被公认为核心技术，在提高太阳能热转换效率和促进太阳能光热大规模应用方面发挥着至关重要的作用。前北京太阳能研究所是中国较早开展这项工作的单位之一。本文将从原北京太阳能研究所的研究工作入手，介绍光谱选择性吸收涂层技术。 1，光谱选择性吸收涂层的基础 这个常识 1。顾名思义，光谱选择性吸收涂层 光谱选择性吸收涂层的基本概念是对光谱吸收具有选择性的涂层材
料简而言之，光谱选择性吸收涂层在可见光区具有较高的吸收率(α)，在红外区具有较低的发射率(ε)，这也是选择性吸收涂层光学性能的两个重要参数。由于太阳能和集热器的吸收面以粒子辐射的形式传输，只有具有特殊性质的材料才能吸收尽可能多的太阳能，同时尽可能少的减少自身的热辐射损失，从而达到提高太阳能光热转换效率的效果。材料 必须是复合材料，即它由吸收太阳辐射和反射红外光谱的两部分材料组成吸收辐射是指当辐射穿过物质时，某些频率的辐射被粒子(原子、离子或分子等)选择性吸收的现象。)构成物质，从而减弱辐射强度。吸收辐射的本质是物质粒子从低能级(通常是基态)到高能级(激发态)的转变在太阳光谱区，波长为0.3 ~ 2.5μ m的太阳辐射强度最大，在该光谱区光的量子吸收是关键。因此，只有在涂层材料中存在与波长为0.3 ~ 2.5μ m的光子能量相对应的能级跃迁，才能具有更好的选择性吸收。一般来说， 发色团粒子如金属、金属氧化物、金属硫化物和半导体的电子跃迁能级与可见光谱区的光子能相对匹配。是制备太阳能选择性吸收涂层的2。光谱选择性吸收涂料的组成具有光谱选择性吸收特性的新材料工业5XX号黄汉芬、赵宇文、张宝英等研制出铝阳极氧化电解着色选择性吸收涂料(α = 0.92 ~ 0.96，ε= 0.10 ~ 0.05)。北京XXXX太阳能研
光谱选择性吸收涂层解析
光谱选择性吸收涂层 谢光明 要了解光谱选择性吸收涂层在太阳能利用中的作用，首先要从太阳辐射谈起。众所周知，太阳是离我们最近的一颗恒星，它是一个炙热的气态球体。太阳内部不断地进行热核反应，中心温度高达4000万度，并以辐射的形式向宇宙空间发射巨大的能量，每秒钟向外发射的能量，相当于每秒钟燃烧1.32亿亿吨标准煤放出的能量。其中22亿分之一左右的能量到达地球大气上层，每秒钟约有1.765×1017焦耳，折合标准煤约600万吨。 如此说来，既然太阳能量如此之大，地球上怎么还会出现能源危机呢？人类只要无偿地坐享太阳的恩赐不就万事大吉了吗？问题却并非如此简单。我们知道，虽然太阳辐射能量十分巨大，可到达地面的能量密度并不很高（平均每平方米1000瓦左右），而且是不连续的，这就给我们有效地利用太阳能带来了许多困难。因此要广泛地利用太阳能不仅要解决技术上的种种问题，而且在经济上必须能同常规能源相竞争。利用太阳能的途径虽然很多，但从技术与经济的观点来看，最简单也最切合实际的途径就是把太阳能转换成热能来加以利用，这就是我们所说的太阳能热利用。 在太阳能热利用装置中，首先要将太阳辐射能转换成热能，实现这种转换的器件称为太阳集热器。无论哪种形式和结构的集热器，都要有一个用来吸收太阳辐射的吸收部件，该部件吸收表面的热辐射性能对集热器的热性能起着重要的作用。表征吸收表面热辐射性能的物理量是吸收比和热发射比，前者表征吸收太阳辐射能的能力，后者表征自身温度下发射辐射能的能力。为了提高太阳集热器的热效率，我们要求吸收部件表面在波长0.3～2.5μm太阳光谱范围内具有较高的吸收比（α），同时在波长为2.5～5.0μm红外光谱范围内保持尽可能低的热发射比（ε）。换句话说，就是要使吸收表面在最大限度地吸收太阳辐射的同时，尽可能减小其辐射热损。获得这种吸收效果的表面的涂层称为选择性吸收涂层。显而易见，该涂层两个重要的性能参数α、ε 对提高集热器的热效率起着至关重要的作用。因此，研究和应用光谱选择性吸收涂层是太阳能热利用中的重要课题。 50年代末，以色列科学家Tabor提出了光谱选择性吸收理论。几十年来选择性吸收涂层一直是太阳能热利用技术领域中一项十分活跃的研究课题。1980年北京市太阳能研究所赵玉文在《太阳能学报》上发表的“选择性吸收表面与集热器效率的研究”一文，在Tabor分析的基础上提出了等效表面概念及判断不同性能选择性吸收表面的相对优劣方法，阐述了选择性吸收表面与集热器效率的关系，引起了太阳能界的高度重视。 多年来北京市太阳能研究所一直致力于研究开发性能好、寿命长、工艺简单、成本低廉的选择性吸收涂层材料，并取得了丰硕成果。其中包括金属氧化物、硫化物、碳化物、氮化物以及近几年来出现的金属陶瓷等诸多复合材料。制备工艺由简单的涂复、金属氧化处理、化学转换、电化学沉积发展到真空蒸镀、磁控溅射等近代薄膜物理方法。膜系结构也有很大发展，从最基本的干涉滤波型、体吸收型发展到多层渐变型与目前的干涉吸收型，对涂层的机理认识也越来越深入。但无论如何变化，所有选择性吸收涂层的构造都是由两个基本部分组成的：红外反射底层（铜、铝、钼等高红外反射比金属）和太阳光谱吸收层（金属化合物或金属介质复合材料）。吸收层物质自身或通过光的干涉效应在太阳入射辐射峰值波长（0.5μm）附近产生强烈的吸收作用，而在红外波段则自由透过，并借助于底层的高红外反射特性构成选择性吸收涂层。 北京市太阳能研究所建所以来在选择性吸收涂层方面取得的成果列举如下： 1979～1980年，研制出硫化铅／沥青漆涂层（赵玉文、庄秀智等），采用喷涂工艺制备出α＝0.93、ε＝0.33～0.50的选择性吸收涂层。该涂层工艺简单，成本低廉，应用在平板集热器上明显地提高了集热效率，成为我国太阳集热器最早使用的选择性吸收涂层材料。在此研究基础上，1981～1983年又研制了TXT铁、锰、铜氧化物系列选择性吸收涂料（庄秀智、梅胜放等）。
典型地物反射波谱测量与特征分析
典型地物反射波谱测量与特征分析 一、实验目的与要求 1.实验意义： （1）对光谱测量仪器的认识：ASD野外光谱分析仪FieldSpecPro是一种测量可见光到近红外波段地物波谱的有效工具，它能够快速扫描地物，光线探头在毫秒内得到地物的单一光谱。FieldSpec分光仪主要由附属手提电脑，观测仪器，手枪式把手，光线光学探头以及连接数据线组成。通过连接电脑，可实时持续显示测量光谱，使得测量者可以即时获取需要的测量数据。 （2）对课堂内容的认识：地物反射光谱是指某种物体的反射率或反射辐射能随波长变化的规律，以波长为横坐标，反射率为纵坐标所得到的曲线即为反射波谱特性曲线。影响地物波谱变化的因素：太阳位置（太阳高度角和方位角）。不同的地理位置，海拔高度不同。时间、季节的变化。地物本身差异、土壤含水量、植被病虫害。 2.实验目的： （1）地物波谱数据获取需要使用地面光谱仪，通过该实验学会地面光谱仪的原理与使用方法。 （2）通过对地物光谱曲线分析，比较相异与相似地物反射光谱特征。认识并掌握典型地物反射光谱特征。
二、实验内容与方法 1.实验内容 （1）典型地物反射波谱测量 选择典型地物类型，使用地物光谱仪，开展地物光谱测量，获得典型地物可见光近红外 波段（0.4-2.5微米）的反射光谱曲线。 地物类型：植被（草地、灌丛），水体（不同水深，有无植被），土壤（裸土、有少量植 被覆盖土壤），不透水地面（水泥地面、沥青路面、大理石地面）。 （2）地物波谱特征分析 a)标准波谱库浏览 b)波谱库创建 c)高光谱地物识别 ●从标准波谱库选择端元进行地物识别 ●自定义端元进行地物识别 2.实验方法 （1）ASD光谱仪简介 FieldSpec Pro型光谱仪是美国分析光谱设备(ASD)公司主要的野外用高光谱测量设备。整台仪器重量7.2公斤，可以获取350~2500nm 波长范围内地物的光谱曲线，探测器包括一个用于350-1000nm的512像元NMOS硅光电二极管阵列, 以及两个用于1000-2500nm的单独的热电制冷的铟-镓-砷光电探测器。便携式光谱仪是“我国典型地物标准波谱数据库”获取光谱数据的主要设备。 基本技术参数： 线性度：+/-1%
北京航空航天大学科技成果——一种太阳光谱选择性吸收涂层及其制备方法
北京航空航天大学科技成果——一种太阳光谱选择 性吸收涂层及其制备方法 成果简介 太阳光谱选择性吸收涂层具有在太阳光谱（0.3-2.5μm）高吸收，在中远红外波段（＞2.5μm）低发射的选择吸收特性，是将太阳光能量转换为热能的功能薄膜。随着需求和技术的不断发展，太阳能热利用逐渐从低温应用（≤100℃）的太阳能热水器等，向中高温应用（350℃-600℃）的太阳能热发电方向发展。目前使用的中高温太阳光谱选择性吸收涂层，其吸收层是一种难熔金属粒子团簇弥散于陶瓷介质层构成的金属陶瓷层，如Mo-SiO2、W-Al2O3。金属粒子团簇在高温下容易发生氧化、扩散等，从而造成涂层的光学性能下降，甚至失效。 为了提高选择性吸收涂层的高温热稳定性，本项目基于过渡金属的氮化物、氮氧化物具有极好的高温热稳定性和耐氧化性，采用过渡
金属的氮化物和氮氧化物构成的吸收层替代金属陶瓷吸收层。该涂层在吸热体基材表面由底部到顶部形成三层膜结构。第一层是红外反射层，由金属钼即Mo膜构成，红外反射层对红外波段光谱具有高反射特征，发射率低；第二层是吸收层，分别为高折射率的第一亚层类金属层和低折射率的第二亚层类介质层，第一亚层类金属层的成分是Zr x1Si y1N z1；第二亚层类介质层的成分是Zr x2Si y2O z2N w；第三层是减反射层，采用Si靶，以氩气为溅射气体，氧气为反应气体，采用射频反应溅射制备。 该技术所研发的选择性吸收涂层具有可见-近红外波段高吸收率，红外波段低发射率的特点，并且由于采用高熔点的金属Mo，过渡金属Zr的氮氧化物和SiO2材料，具有良好的高温热稳定性。另外本吸收涂层具有冷热循环稳定性。该涂层的制备工艺简单，操作方便，易于控制，显著降低生产成本。适用于高温太阳能集热管。
典型植物的光谱曲线有什么样的特点
典型植物的光谱曲线有 什么样的特点 Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】
典型植物的光谱曲线有什么样的特点举例说明影响植物光谱曲线特征的因素有哪些 特点：微米有一个蓝光的吸收带，微米处有一个绿光的反射波峰，微米处有一个红光的吸收带。在微米、微米和微米处是水的吸收带，形成波谷。 原因：微米有一个蓝光的吸收带，微米处有一个绿光的反射波峰，微米处有一个红光的吸收带。这表明，叶绿素对蓝光和红光的吸收作用强，而对绿色的反射作用强。 在近红外波段的到微米之间有一个反射的陡坡，微米附近有一个峰值，形成植被的独有特征。这是由于植被叶子的细胞结构的影响，除了吸收和透射的部分以外而形成的高反射率。 在近红外波段到微米，是因为受绿色植物含水量的影响，吸收率增大，反射率下降。特别是在微米、微米和微米处，形成水的吸收带。 植物波谱特征的因素：除了以上述及的含水量以外，还与植物种类、季节、病虫害等密切相关。
影像因素季节病虫害植物种类右图为桷树、松树、桦树及草的波谱特 性曲线。可看出草在0.7微米后的波段 反射率较其他树种高。不同植物在不同 波段表现出来的特征不同。植物种类不同，其形状、叶片的形态及 叶片数量、叶片的氮磷钾含量、叶表反 射率也是不尽相同的，相应的，其波谱 特征也就不尽相同 右图为冬小麦在不同生长阶段的波谱特性曲线。由图看出，冬小麦的不同生长阶段的波谱特征是不同的。 这是因为在植物生长的不同阶段，其氮 磷钾含量、颜色的不同，导致了对不同 波段的反射率有所差异。 从图可知，植物所受灾害的程度不同，其波谱特征也是不同的。这是因为受灾的程度不同，植物的氮磷 钾比例、叶片面积、叶表的颜色及其反 射率会有所变化。 特点图像
选择性吸收涂层
根据吸收太阳光的原理和涂层的构造不同, 可将选择性吸收涂层分为四类。 (1) 半导体涂层 半导体涂层是利用半导体物质的电子结构中适当能隙Eg , 吸收能量大于Eg 的太阳辐射光子, 从而使材料的价电子产生跃迁进入导带, 而对能量小于Eg 的光子透过。所以要求半导体物质能隙最好为0 . 62ev (1ev =1 . 602 × 10 -19 J) , 即9 . 939 × 10 -20 J 。它吸收可见光而不吸收红外线, Si 、Ge 是最常见的半导体材料。过渡金属的氧化物、硫化物都属化合物半导体, 如黑铬(Cr x O y ) 、黑镍(NiS-ZnS) 、氧化铜黑(Cu x O y ) 和氧化铁( Fe 3 O 4 ) 等。(2) 光干涉涂层 光干涉涂层利用了光的干涉原理, 是由非吸收的介质膜与吸收复合膜、金属底材或底层薄膜组成, 并严格控制每层膜的折射率和厚度, 使其对可见光谱区产生破坏性的干涉效应, 降低对太阳光波长中心部分的反射率, 在可见光谱区产生一个宽阔的吸收峰, 如Al 2 O 3 -Mo x -Al 2 O 3 (AMA) 三层膜, AlN -Al/ Al 八层 中国涂料在线https://www.360docs.net/doc/ed14476956.html, 膜, OCL I 多层膜等。 (3) 米氏散射涂层 米氏散射涂层是根据有效的媒质理论, 利用在母体中细分散的金属粒子, 对可见光的不同波长级光子产生多次散射和内反射而将其吸收。金属粒子和氧化物的共析涂层, 如Co -Al 2 O 3 涂层、Al -Al 2 O 3 涂层、Au -Al 2 O 3 涂层和黑镍等属于此类。 (4) 多孔涂层 多孔涂层是通过控制涂层表面的形貌和结构, 使表面不连续性的尺寸与可见光谱峰值相当, 从而对可见光起陷阱作用, 对长波辐射具有很好反射作用, 即在短波侧以黑洞的形式集光, 而在长波侧以平面的形式辐射光。如通过化学腐蚀在铜表面形成具有林曼状结构的Cu -CuO 涂层, 钨的化学蒸镀涂层及粗糙表面上的黑铬镀层等都利用这一性质。 3 . 2 按制备工艺不同分类 根据制备工艺不同, 又可将选择性吸收涂层分为四类。 (1) 电镀涂层 常用的电镀涂层主要有黑镍涂层、黑铬涂层、黑钴涂层等, 均具有良好的光学性能。以黑铬和黑镍的效果最好, 吸收发射比( α / ε ) 接近 6 ～13 。但电镀黑铬生产成本高, 同时镀液中的Cr 6 + 对环境有污染。电镀黑镍耗能少、成本低, 镀液中不存在有毒物质。但黑镍涂层薄、热稳定性、耐蚀性较差, 通常只适用于低温太阳能热利用。Saher Shawk 等研究的黑镍镀层吸收率能达到0 . 93 , 耐久性、热稳定性、抗腐蚀能力较强[ 2 ] 。费敬银[ 3 ] 等研制的黑色镍—锡合金镀层, 由于其中不含硫, 所以能克服黑镍镀层所具有的缺点, 其镀液的配制比较复杂。 (2) 电化学转化涂层 常用的电化学涂层有铝阳极氧化涂层, CuO 转化涂层和钢的阳极氧化涂层等。其中铝阳极氧化涂层光谱选择性、耐腐蚀、耐光照性能良好, 在太阳能热水器
光谱选择性吸收涂层研究与发展过程
光谱选择性吸收涂层研究与发展过程 多年来，随着太阳能集热器技术的不断发展，选择性吸收涂层的研究工作始终没有停止前进的步伐。近几年，随着太阳能热水器市场的发展变化，尤其是工程市场的不断扩大，平板太阳能集热器以其特有的性能优势重新受到人们的青睐。作为提高太阳能集热器性能的核心材料，适用于平板太阳能集热器的选择性吸收涂层的研发及应用很快成为人们关注度焦点。 一、选择性吸收涂层的基本常识 从18世纪世界上第一台太阳能集热器诞生以来，人们一直认为黑色物质是最理想的吸收材料。从物理角度来讲，黑色意味着光线几乎全部被吸收，被吸收的光能即可转化为热能。因此，很多企业认为用黑色的涂层材料就可以最大限度的实现太阳能的光热转换，但实际情况并非如此。这主要是因为材料本身还有一个热辐射问题。在量子物理中，黑体辐射的波长范围大约在2μm～l00μm之间，黑体辐射的强度分布只与温度和波长有关，辐射强度的峰值对应的波长在10μm附近，太阳光谱的波长分布范围与热辐射不重叠。在这个理论基础上，以色列科学家Tabor 于上个世纪50年代末，提出了光谱选择性吸收理论 。他认为，要实现最佳的太阳能光热转换，必须找到一种材料使其同时满足以下两个条件： 1.在太阳光谱内有尽量高的吸收比α ； 2.在热辐射波长范围内有尽可能低的发射比ε。 只有满足以上条件的材料才能使太阳能集热器尽可能多地吸收太阳的能量，同时又尽可能少地减少自身热辐射的损失，从而达到提高太阳能光热转换效率的效果。 以上就是选择性吸收涂层的基本概念。 二、平板集热器涂层材料的应用和发展 目前正在研究或应用的选择性吸收涂层有几十种之多，大致看来选择性吸收涂料、阳极化铝电解着色涂层和电镀黑铬涂层以及近年来发展起来的真空镀膜材料（蓝膜）是用于平板型太阳能热水器中低、中、高三种档次的代表性涂层。下面分别加以介绍： 1. 选择性吸收涂料 选择性吸收涂料的主要成分是铁锰铜氧化物，首先将这些氧化物进行球磨，使其成为细小颗粒。使用时将其和树脂黏合剂混合在一起涂刷或喷涂到吸热板表面。选择性吸收涂层已有20多年历史，目前仍在使用，其主要特点是工艺简单、成本低廉，缺点是由于涂层厚度难以控制，从而使涂层的发射比较高（一般大于0.30），同时涂层中作为有机化合物的树脂材料在使用过程中容易老化从而使太阳能集热器的性能下降。 2. 电化学涂层 电化学涂层主要包括阳极化涂层和黒铬涂层。 阳极化铝电解着色涂层简称阳极化涂层，是目前平板太阳能集热器中应用最为广泛的涂层材料，主要用于采用铜铝复合条带的平板太阳能集热器。该涂层多采用连续化的生产工艺，成本适中，具有良好的光学性能和耐候性，涂层的太阳吸收率可达92%，红外发射率控制在20%以下。 黑铬涂层从问世到现在，经受了30多年的实践检验，不但具有优良的光学性能而且也具有非常优异的耐热耐湿耐候性能，该涂层的太阳吸收率可高达95%以上，红外发射率控制在10%以下。其主要缺点是在生产时对废液不加以控制的话，容易对环境造成一定程度的污染。但如果经过工艺设计控制，完全可以实现无污染生产。这里介绍一下深圳海达克公司在?铬涂层研究生产方面的一些技术创新工作。凭借原有的连续电镀成套技术，2006年底，海达克开始对电镀黑铬铜带产品进行研发，一年后形成了窄带（宽度＜200mm）产品批量生产能力；为适应国内平板太阳能集热器向整板发展的新形势，海达克在多年从事窄带电镀黑铬生产的基础上，从2011年初启动了“宽幅连续电沉积太阳能黑铬吸热板工艺及装备”的研究工作，并耗资500多万元建成一条连续化生产线。经过一年多的运行调试，目前具备正式
太阳能选择性吸收涂层
太阳能选择性吸收涂层 一、太阳能吸收涂层的选择性与衡量标准 一般来讲，不透明材料存在3种不同类型的选择性表面：第一是以涂黑漆的吸热板为代表的黑体表面，它对太阳光的吸收率和发射率相等；第二是选择性吸热涂层，它有高的太阳能吸收率和红外发射率；第三是选择性放热涂层，它能有效地吸收太阳能，而受热后自身长波造成的热损失很小。 太阳能选择性涂层的吸收光谱与太阳发射光谱相匹配，它能极大地提高太阳能集热器的集热效率和利用效率，太阳光辐射的能量主要分布在波长为0．25～3Ilm 的光谱区内，即太阳辐射能主要分布在可见光和近红外区，而物体受热发生黑体辐射的能量主要分布在波长为2～100舯的光谱区中，亦即主要在远红外区。为了能够充分利用太阳能，人们设计出了选择性吸收的太阳能涂层材料，这种材料必须满足以下2个条件：（1)太阳光谱内的吸光程度高，即有尽可能高的吸收率。(2)辐射波长范围内有尽可能低的辐射损失，即有尽可能低的发射率。 二、选择性吸收涂层及制备方法 1、涂层的种类 根据吸收原理和涂层结构的不同，可以把选择性吸收涂层分为以下几种： (1)干涉滤波型涂层 利用干涉原理制备的涂层系统，可以广泛用于改变或控制涂层的反射率、透过率和吸收率。涂料表层的光谱特性由分层结构界面上反射和投射之间的相互干涉所决定。涂层由介质和金属组成多层薄膜系统，太阳辐射在膜系内通过多次反射方式被吸收，长波则被反射。最初，由汉斯等人制成一种多层重叠的组件，利用干涉效应使其对太阳光峰值附近波段强烈吸收，在红外波段自由透过，并借助了衬底涂层的高红外反射特性。选择衬底金属和表面介质膜很重要，用作基材和半透明金属薄层的材料有Cu，Ag，Au，AI，Cr,Mo等，介质材料有MgF2,SiO2，AI203，Ce03，Se，Ge，PbS，ZnS，NiS等。涂层厚度应符合干涉条件的要求，随着层数增加，吸收率的总趋势是增加的。干涉滤波型涂层系统有“钼一氧化铈一钼一氧化镁”，“硅一氮化硅一硅一银”等。 (2)体吸收型涂层 它是一种吸收范围为1-3 m的半导体薄膜，在大于3 m的红外波段表现出很高的反射特性。半导体材料特有的内部电子结构决定其适宜做选择性涂层。半导体材料都有特定的能带隙Eg，波长大于吸收限的光子不足以激发内部的电子而起到迁移作用，可以使衬底的反射率达到很高。波长小于吸收限的光子激发电子，使其由价带到导带，从而吸收太阳能。半导体材料(如：硅，锗，硫化铅等)是选择性吸收涂层的理想材料，但是其折射率普遍很高，使表面反射率提高，造成很大的光损，从而影响吸收率。 (3)表面涂黑型涂层 涂层对太阳能的吸收，不仅取决于物体的颜色，而且还取决于表面状况，它影响物体的吸收和反射性能。不管是什么颜色，光滑面总要比粗糙表面的反射率高出好几倍。要想增加物体的吸收率，可在表面涂一层不光滑的黑色染料，如油、煤烟等。
几个典型颜色的光谱反射率曲线
bc=380:10:730; data=[5.37 8.44 11.44 12.37 12.43 12.30 12.19 12.04 11.86 11.58 11.24 10.94 10.61 10.26 9.93 9.84 10.13 10.86 12.30 14.79 21.49 32.18 39.65 42.77 43.76 43.86 43.76 43.56 43.46 43.07 42.72 42.43 42.25 42.02 41.72 41.55 3.33 4.94 6.25 6.90 7.27 7.69 8.33 9.31 10.93 14.02 18.84 23.89 28.42 32.50 34.83 33.53 29.91 2 5.14 20.04 15.65 11.93 8.74 6.10 4.38 3.49 3.05 2.79 2.58 2.47 2.48 2.63 2.88 3.17 3.38 3.33 3.24 5.02 9.73 17.92 24.85 28.13 31.79 37.19 42.99 48.73 54.68 57.69 57.36 53.72 47.53 39.61 31.37 24.20 18.07 13.06 9.70 7.69 6.54 5.64 5.00 4.70 4.57 4.53 4.66 4.95 5.12 5.03 4.78 4.45 4.20 4.41 5.19 1.42 1.65 1.76 1.83 1.82 1.86 1.93 2.03 2.11 2.21 2.34 2.58 3.21 5.90 12.10 18.07 21.00 22.29 23.49 2 4.86 2 5.59 25.78 25.65 25.41 25.17 24.92 24.72 24.54 24.44 24.20 24.00 23.82 23.73 23.62 23.48 23.39 ]; hold on plot(bc,data(1,:),'-',... bc,data(2,:),'*-',... bc,data(3,:),':',...
地物光谱反射率分析
实习报告 实习题目：地物光谱测定 实习时间，地点：天山堂前面空地贺兰堂地信专业机房 实习目的：认识地物光谱反射率的规律，分析典型地物的光谱特征 使用仪器：地物光谱分析仪 测量目标的基本信息：草地，裸地，水泥路，红灌丛，绿灌丛 环境参数表：气温：18度 实习内容，实习步骤：1. 用ASD软件打开外业测量地物光谱数据，去除十条曲线中明显异常曲线 打开ASD软件→file→open→选中测得的十条曲线→打开→选择加载的十条数据→view→graph data→在空白处右击→customization dialog→axis→min/max(设置max为1)，根据图形删除其中一条或多条异常曲线（在目录中直接删除） 2.对符合条件的地物光谱曲线进行处理(导出每种地物的JPG、tab和平均值.mn数据) ①加载符合条件的曲线（方法与步骤1相同）→export→分别
选择jpg，设置输出路径和文件名，点击export即可 ②求每种地物的平均值曲线 Process→statistics→选择mean→设置输出路径和文件名即可 对于上述导出的平均值曲线，点击export→分别选择text格式，设置输出路径和文件名，点击export即可导出.dat文件 3.处理数据 ①对每种地物的jpg文件，只需要分析其曲线特征（联系地物实际特性来分析其在可见光（380-760nm）和近红外（760-1500nm）之间的光谱特征） ②将上述的dat文件（五个）分别用excel打开，并且计算红、绿、蓝波段的平均值，蓝光101-171，绿光171-251，红光281-341，将计算好的五组数据放入新的excel表中，并绘制折线图 ③将步骤2中的各种地物平均值数据在ASD中打开，方法如步骤1所示，并将其按照jpg格式导出，并对其进行分析。 反射率曲线及分析：
(完整版)植物反射波谱特征
健康的绿色植被的光谱反射特征 地面植物具有明显的光谱反射特征，不同于土壤、水体和其他的典型地物，植被对电磁波的响应是由其化学特征和形态学特征决定的，这种特征与植被的发育、健康状况以及生长条件密切相关。 在可见光波段内，各种色素是支配植物光谱响应的主要因素，其中叶绿素所起的作用最为重要。健康的绿色植被，其光谱反射曲线几乎总是呈现“峰和谷”的图形，可见光谱内的谷是由植物叶子内的色素引起的。 例如叶绿素强烈吸收波谱段中心约0.45um和0.67um（常称这个谱带为叶绿素吸收带）的能量。植物叶子强烈吸收蓝区和红区的能量，而强烈反射绿区能量，因此肉眼觉得健康的植被呈绿色。除此之外，叶红素和叶黄素在0.45um（蓝色）附近有一个吸收带，但是由于叶绿素的吸收带也在这个区域内，所以这两种黄色色素光谱响应模式中起主导作用。 如果植物受到某种形式的抑制而中断了正常的生长发育，它会减少甚至停止叶绿素的产生。这将导致叶绿素的蓝区和红区吸收带减弱，常使红波段反射率增强，以至于我们可以看到植物变黄（绿色和红色合成）。 从可见光区到大约0.7um的近红外光谱区，可看到健康植被的反射率急剧上升。在0.7-1.3um区间，植物的反射率主要来自植物叶子内部结构。 健康绿色植物在0.7-1.3um间，的光谱特征的反射率高达（45%-50%），透过率高达（45%-50%），吸收率低至（<5%）。植物叶子一般可反射入射能量的40%-50%，其余能量大部分透射过去，因为在这一光谱区植物叶子对入射能量的吸收最少（一般少于5%）。 在光谱的近红外波段，植被的光谱特性主要受植物叶子内部构造的控制。在可见光波段与近红外波段之间，即大约0.76um附近，反射率急剧上升，形成“红边”现象，这是植物曲线的最为明显的特征，是研究的重点光谱区域。 许多种类的植物在可见光波段差异小，但近红外波段的反射率差异明显。同时，与单片叶子相比，多片叶子能够在光谱的近红外波段产生更高的反射率（高达85%），这是因为附加反射率的原因，因为辐射能量透过最上层的叶子后，将被第二层的叶子反射，结果在形式上增强了第一层叶子的反射能量。
你看得懂颜色的光谱反射率曲线吗(干货)
你看得懂颜色的光谱反射率曲线吗？（干货） 这周主要介绍光谱反射率曲线。今天先介绍如何根据光谱反射率曲线判断颜色。而颜色又分为彩色和非彩色，以下逐一分析： 1、彩色与非彩色的概念 2、非彩色的特征 3、彩色的三种判断方法：峰值法、补色法、混合法 1彩色与非彩色的概念 我们知道人眼能感知到的光的平均波长，只有380nm到750nm，称为「可见光」。这些仅仅是光这偌大范围中的一小部分。相比之下，这个部分似乎很小，但仅仅这一部分，已经足够为我们的视觉和思维提供一幅奇幻的空间。 我们可以辨别出可见光谱中的一千万种区别。当我们看见了全部范围的可见光，或者说各个波长的可见光比例都一样，眼睛就会读出「白色」或者说「非彩色」。当某些光波消失时，眼睛就会读出「彩色」（根据补色原理，我们看到消失光波颜色的补色）。2非彩色 没有色相的白色，灰色，黑色物体的光谱反射率曲线都是比较平缓的曲线，反射出来的各个波长的光都一样，反射比例高就是白色，反射比例低成为黑色，反射比例居中，就是灰色。如下图所示。
▲白色 ▲灰色 ▲黑色3彩色 有色相的彩色物体的光谱反射率曲线可以看到明显的高低 起伏。因为某些波长的光被物体吸收掉，物体能反射该波长的光的比例就小。而没有被物体吸收掉的光大部分被反射出来，比例就大。 （1）峰值法——最容易理解，有特征峰。峰值就是占最大比例的波长，显示出来的颜色当然是该峰值所在的波长的颜色。 ▲蓝色 ▲绿色 （2）补色法——也很容易理解，被吸收的补色，看特征谷。被吸收的波长少，而反射出来的波长种类多时，可以采用这种方法——反射出来的光的颜色就是被吸收的波长的补色。例如：红色，是因为物体吸收了蓝和绿光，即青色。▲红色黄色，是因为物体吸收了蓝光。 ▲黄色 而橙色是由红黄的混合而来，特征居于红黄之间。▲橙色（3）混色法：一般只针对红紫色。因为由于红紫色（purple）是非光谱色，也就是说没有代表该颜色的波长的光。但是色环的定义是每个颜色都跟该颜色相邻的颜色相近，而且色环