4．2  涂层的厚度对温度分布的影响 16

4.2.1  厚度对涂层上表面温度的影响 16

4.2.2  厚度对涂层温度梯度的影响 16

4．3  涂层的折射率对温度分布的影响 17

5  表面发射率的数值模拟与分析 18

5．1  涂层厚度对半球总发射率的影响 18

5．2  涂层折射率对半球总发射率的影响 19

5．3  环境温度对半球光谱发射率的影响 19

5．4  吸收和散射系数对光谱发射率的影响 20

6  不足之处 22

结  论 24

致  谢 26

参考文献 27

附 录 28

  1  引言

1．1  研究背景及意义

固体、液体及气体在受热、电子撞击、光的照射以及化学反应等原因时，内部分子、原子或电子发生振动而产生各种能级的跃迁，从而向外放出辐射能，这种现象叫做辐射。本文讨论的“辐射”指的是由于物体受热而向外放出辐射能的现象叫做热辐射或者温度辐射，它可以不需要中间介质的而达到效果。相比导热和对流，辐射只有在高温条件才占有重要地位，例如火箭喷管、核爆炸以及发动机燃烧室等传热过程中辐射换热是十分重要的。论文网

近些年来，随着工业的快速发展，常规的辐射换热材料无法适应在恶劣的高温高压或者强腐蚀性环境下工作，尤其是作为那些因为高速运转而产生高温的零部件防护层、火箭的喷射系统、发动机或燃烧室中的隔热材料，更需要有耐高温且有较好辐射换热特性，因此作为满足上述性能的半透明涂层材料应运而生。其主要应用如下：（1）汽车、航天飞机及卫星上的零部件；（2）燃气涡轮的热防护层；（3）半透明固体燃料的火焰传播；（4）光学器件及钢化玻璃的制造；（5）激光实验中物体特性的测量；（6）燃烧炉中耐高温隔热材料。

面对大量的关于热辐射传输的高温、多维、非均匀、各向异性等科学问题，这更加强调了对热辐射特性和热辐射传输的分析。在过去的十年时间里,大量致力于改进和优化陶瓷的热防护涂层的研究一直在进行着。在高温应用领域方面是主要侧重于优化燃气涡轮机的涂层,要么增加进气温度提高效率,或者建少冷却系统的要求导致增加涡轮机螺旋桨的制冷性能[1]。根据应用的目的不同陶瓷涂层的厚度可能会从0.1毫米至 1毫米不等。由于涂层通常处于高辐射和对流环境的那一侧;因此,它们必须承受高至少大于1500◦C的温度而且在强大的温度梯度下不能出现任何损伤，否则起不到保护重要机件的作用。通过大量的研究表明，氧化铝和氧化锆这两种材料在热防护涂层方面应用的相当频繁。源[自[优尔``论`文]网·www.youerw.com/

在高温环境下对半透明涂层材料内部热辐射传输分析是其主要重心之一，当然还包括其表面发射率的测定，经过大量的研究分析后就可以确定哪种材料在什么状态下对其应用领域起到最大的作用了。总之，研究耐高温涂层材料的辐射特性有利于提高机械设备的精度、性能及工艺水平，推动科学技术的发展。