加热技术在科研与实验室（材料科学）中的应用-西安骛豚试验科技有限公司

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加热技术在科研与实验室（材料科学）中的应用

2025-10-09 14:00

碳化硅样品发射率测试

Measurement of the Emissivity of Silicon Carbide Samples

碳化硅（SiC）是一类典型的先进陶瓷材料，因其高熔点、优异的热导率、耐腐蚀性和力学性能，在航空航天发动机热端部件、高温加热元件、核能与新能源等领域拥有广阔应用前景。尤其在高温环境中，碳化硅的辐射传热特性成为影响其服役性能和能效表现的关键因素，而其中的核心参数便是发射率。值得注意的是，碳化硅的发射率并非一个固定值，而是随温度、波长、表面态以及环境气氛的变化而显著波动。准确掌握这些规律，既是理解材料热辐射机理的科学问题，也是优化能源利用、进行寿命预测和实现热防护设计的基础。

正因如此，西南交通大学在其科研项目中提出了对碳化硅样品发射率的测试需求。我们基于自身在高温实验控制与光学参数测量上的技术积累，为其提供了完整的实验方案与数据支持。这不仅帮助客户推进了科学研究进程，也充分展示了我们在材料热物性研究与跨学科实验服务方面的能力。

针对西南交通大学提出的科研需求，我们围绕碳化硅样品的高温发射率测试，开展了从实验方案设计到数据分析的系统工作。

1、需求分析与方案制定：根据客户的研究目标，明确了测试范围（温度区间、波长范围）及实验精度要求。并根据碳化硅特性设计了合理的高温加热与光谱测量路径。

2、实验装置搭建与测试实施：构建红外热辐射光谱测试系统，配合高精度控温炉，实现稳定加热与分区控温，并优化光学窗口以确保采集信号的可靠性。

3、数据处理与结果反演：进行黑体校准和模型修正，排除环境干扰，获得了碳化硅在不同温度与波段下的发射率曲线。

图1 高温炉和微波干涉仪

图2 发射率测试分析

✅发射率测试的科学价值

在高温或极端工况下，材料的热辐射特性直接影响其性能表现、能量利用效率和结构可靠性。因此，开展材料发射率的系统测试，对于科学研究与工程应用都具有重要意义。

1、获取基础材料参数：发射率是热辐射计算、热分析模拟以及高温结构热管理设计的关键输入参数。通过高精度测试获取的数据，可以为材料服役寿命预测、能效评估和高温设备优化提供可靠基础，支撑工程设计与性能评估的科学决策。

2、揭示温度与表面状态影响规律：碳化硅的发射率受温度、波长及表面状态（如抛光程度、氧化层厚度）等因素的影响。系统的测试可以揭示这些因素对热辐射行为的作用机制，帮助科研人员理解材料微观结构与宏观热物性之间的联系，为后续材料改性或表面处理提供科学依据。

3、支撑科研创新与理论验证：测试结果不仅提供精确实验数据，还可用于验证热辐射理论模型及已有文献数据，从而为客户的科研工作提供可直接使用的可靠参数，促进实验研究与理论研究的结合，推动高温材料科学的发展。