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摘要：在研究半透明介质辐射特性参数方面，Kubelka-Munk模型比其他研究方法具备多种优点。利用K-M系数和辐射传输理论之间的经验关系式对吸收系数和散射系数进行求解，简化了对辐射特性研究的复杂性。鉴于这种方法的简易性，本课题是在中红外波长下，尝试采用经验公式法来研究半透明介质辐射特性参数。过程中为了提高参数准确性，考虑了边界损失对参数的影响，对反射比进行了修正。为了获得经验公式，采用了双热流K-M模型并以该方法计算得到的准确数据为准确值,然后确定经验公式中的未知量。将经验公式法得到的K-M系数代入经验公式，得到的参数与准确值相比误差很小。这个结果验证了公式的有效性，对于半透明介质辐射特性的研究，经验公式法是可行的，并且更加简便。30383
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关键词 半透明介质 双热流K-M模型 经验公式法 中红外波长
毕业论文设计说明书外文摘要
Title Study on Infrared radiation parameters of semi-transparent media Based on K-M theory
Abstract
In terms of studying radiation parameters of semi-transparent material, Kubelka-Munk theory possesses more vantages than other research methods. Solve the absorption coefficients and the scattering coefficients of semi-transparent material by using empirical relations of the research method of turbid between the coefficient of the Kubelka-Munk and radiation transfer theories. The method simplifies the complex processes of studying radiation parameters. In view of this method’s simplification, this article is to try to study radiation parameters of semi-transparent by Empirical Relations Methods in the mid-infrared wavelengths range of 2-20um. To improve accuracy of data, the influence of data because of the boundaries loss is considered and the reflectance is modified. To obtain empirical relations, Two-Flux Kubelka-Munk Model is used to calculate the accurate parameters and then determines the unknown quantity. Taking the coefficient of the Kubelka-Munk calculated by Empirical Relations Method into empirical relations, the results compared with accurate data have an small error of 5% and validate the empirical relations. For studying radiation parameters of semi-transparent material, Empirical Relations Methods is applicable.
Keywords semi-transparent material Two-Flux Kubelka-Munk Model Empirical Relations Method mid-infrared wavelength
目 次
1 引言（或绪论） … 1
2 理论研究进展 2
2.1 Mie理论 … 2
2.2 Kubelka-Munk理论 … 3
2.3 K-M理论研究现状 4
3 实验研究 7
3.1 双热流K-M模型研究法…7
3.1.1 理论模型 7
3.1.2 计算方法 9
3.2 K-M模型经验公式研究法 10
3.2.1 理论模型 10
3.2.2 计算方法 11
3.3 实验过程 …11
3.3.1 样品准备 11
3.3.2 光谱测量 12
3.4 边界损失对参数的影响 …13
3.4.1 忽略边界损失情况 13
3.4.2 考虑边界损失情况 21
3.5 K-M模型经验公式法的建立 …28
3.5.1 获得经验公式 28
3.5.2 验证经验公式 28
3.6 经验公式法对半透明介质辐射特性的分析 …38
结论 …40
致谢 … 41
参考文献42
附录A 双热流K-M模型迭代计算--Visual Basic程序代码 …32
附录B 反射比修正计算--Visual Basic程序代码 …32
1 引言
工程应用中，热辐射传递经常涉及到半透明介质，比如半导体材料的激光加工，高温燃气轮机叶片的热防护涂层[1，2]、高温炉保温材料、耐高温隔热材料、多孔介质等等。这些半透明介质的性质主要受热辐射的影响。例如：纳米钛作为遮光剂的应用，散射系数和吸收系数在可见区域处于最小值，而在不可见区域则体现出强烈的吸收性和散射性[3]；纳米金属的性质及应用，如金和银的纳米分子在感应装置的应用[4-7]；太阳能电池的发展，要将其吸收率最大化并且减低散射损失以保证太阳能电池的性能；涂层作为辐射防护层，若要达到高效的热屏蔽，要降低热导率并提高辐射散射性能，而作为保温层，应具有高反射性[8-15]；泡沫碳因其多孔性质而有较好的热阻能力[16]等。
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