欢迎来到天天文库
浏览记录
ID:14961157
大小:42.00 KB
页数:3页
时间:2018-07-31
《薄膜半球发射率测量仪》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、薄膜半球发射率测量仪一.用途:用稳态量热法测量内管上所镀薄膜在一定温度下的发射率,作为重要的产品指标。二.基本原理:在一个内壁涂黑的真空冷壁腔体内,对平面状的小块薄膜样品进行加热,当温度达到稳定时,根据基尔霍夫定律,能量守恒,存在等式:样品对腔体的辐射量=腔体对样品的辐射量+样品加热功率根据这个基本关系式,可以推导出样品在该温度下的半球发射率其中,W为外部加热功率,σ为斯特潘波尔兹曼常数,A为样品表面的面积,T1和T2分别为样品和真空室内壁温度。另外,所测得的发射率实际是薄膜及其不锈钢基底共同产生的发射率,因此,要得到薄膜的发射率,必须单独测出
2、不锈钢基底的发射率,然后扣除。铜电极、热电偶所带走的热量在可能的情况下也需要计算扣除。如果样品无法达到处处均温,计算时还需要根据温度梯度进行修正。三.构成:1.真空室:真空室由两个同心钟罩和一个底座组成,整体横置固定于台面上。外罩为真空密封作用,内罩为热沉,底座为带手轮的铰链门。热沉由紫铜制成,外壁有通水蛇形冷却管,可使内壁恒温,进出水管从真空室顶部通入。热沉内壁喷砂处理后涂上无光黑漆,黑漆的半球发射率大于0.9。内罩由圆柱和半球两部分组成,圆柱高约10cm,内径约40cm,半球内径40cm,两者平滑衔接。真空室底座中央区域伸出两根f10的铜电
3、极,长约10cm,周围用三层绝热屏包围起来,最外一层与测量的样品共面,以防止测量时高温的材料以及发热的铜电极向非测量区域(真空室的圆柱部分)辐射热量。绝热屏需固定在真空室底座上,并确保底座打开和关闭时不与真空室内其它物体碰擦。真空室由氟胶圈密封。2.样品:不锈钢基底以及表面的膜系。平面,25mm×25mm×3mm。平面状样品可以通过镀膜时加入陪片的办法来获得。不锈钢基底一对角线两端有耳,耳上打孔,测量时用来固定在铜电极上,使样品处于真空室中央。3.加热系统:通过对不锈钢基底通电的方式加热。铜电极与不锈钢基底之间尽量减少接触电阻以免热量损失。电极
4、长度约10cm从真空室底部伸出,顶部通过螺钉来固定在不锈钢样品预留的孔上。整个加热系统外围(样品平面以下的部分)需要用隔热材料包围,以减少其对真空室内壁的热量辐射。加热电源为1V,300A的交流变压器,并配备调压器。4.测温装置:测量样品温度用铠装热电偶,工作在400~500℃,需要两个,从真空室底座(即铰链门)伸出,顶在样品背面中心/边缘位置。测量热沉温度用PT100热电偶,需三个,分别与热沉外表面三个位置接触,钎焊固定,导线从真空室顶部伸出。两组热电偶各用一个表头。5.测加热功率:测出两个铜电极上的电压和电流来计算功率。6.真空泵组:分子泵
5、(现有)和机械泵各一台。真空室下方开口连接到工作台面下方的泵组系统,分子泵,机械泵。真空室侧面开孔,安装电阻规和角阀。真空室上方开孔,安装电离规。7.工作台:现有工作台。8.其它:水源、数据采集和控制系统。技术要求1真空度:30min内达到优于10-3Pa,工作压强1.3×10-3Pa。极限真空度优于10-4Pa。抽真空前通入氮气(99.99%),防止以后加热时样品氧化。2温度:真空度达到后,使待测样品温度均匀上升,升温速率10℃/分钟,能在400~450℃保温60min。最高温度500℃。测温精度±1℃。3测量与控制:样品表面分布2个测温点,
6、温度差不超过5℃。用PLC控制和记录加热功率,并根据反馈信号进行调节,使样品温度稳定。热沉表面温度监测,要求正常测量时每个点温度波动不超过2℃。计算机实时采集记录数据,计算发射率。工作操作步骤1.检查电路:保证电路通畅以及电源供应的稳定;检查水路:保证冷却水洁净、温度正常、水量充足、水压稳定;2.手动打开放气阀,气压平衡后,打开手轮,拉开真空室门。将样品装入,通过螺丝固定在铜电极上。将热电偶固定在样品上,中心和边缘各一个。关闭真空室门,手轮拧紧。热沉冷却水路打开,分子泵水路打开。3.放气阀关闭。打开机械泵,打开真空计。待电阻规示数达到10Pa以
7、内,打开分子泵精抽。4.待电离规示数进入10-4Pa,开始向铜电极通电,缓慢调节调压器,逐步增大加热电源电压,使样品热电偶温度示数稳步上升,并在所需的温度点(例如200℃,300℃,400℃等)稳定一段时间,记录样品温度、内罩温度、加热电流和电压。5.测量结束后,关闭加热电源,关闭分子泵,关闭机械泵。待样品温度下降到100℃以下,打开角阀放气,真空度回到常压后,拧开手轮,打开真空室门,取出样品。6.真空室门关闭,拧紧手轮,关闭角阀,开分子泵抽气,使真空度下降到1Pa以下。关闭机械泵。7.关闭水路,电路。
此文档下载收益归作者所有