Интегральное и спектральное излучение твердых и жидких металлов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Косенков Дмитрий Валерьевич

• Косенков Дмитрий Валерьевич
• кандидат наук
• 2023

Оглавление диссертации кандидат наук Косенков Дмитрий Валерьевич

Введение

Глава 1 Методы теоретического определения излучательной способности металлов

1.1 Оптические константы и излучательные характеристики веществ

1.2 Классическая электромагнитная теория

1.3 Электронная теория излучения металлов

1.4 Возможности квантовой теории излучения металлов

1.5 Энтропийное обобщение опытных данных по теплофизическим свойствам веществ

1.6 Выводы по первой главе, цель и задачи исследования

Глава 2 Экспериментальная установка и методика измерений

излучательной способности металлов

2.1 Экспериментальные методы исследования интегральной излучательной способности металлов

2.1.1 Радиационный метод

2.1.2 Калориметрический метод

2.1.3 Нестационарные методы

2.2 Экспериментальные методы исследования спектральной излучательной способности металлов

2.2.1 Метод Вина

2.2.2 Метод оптических постоянных

2.2.3 Метод прямого измерения интенсивности излучения

2.3 Экспериментальная установка для измерения излучательной способности твердых и жидких металлов

2.3.1 Описание конструкции установки и измерительной ячейки

2.3.2 Методика проведения эксперимента

Стр.

2.3.3 Описание конструкции радиометра для измерения нормальной

спектральной излучательной способности

2.4 Оценка погрешности измерений

2.5 Выводы по второй главе

Глава 3 Результаты измерения излучательной способности твердых и жидких металлов и их анализ

3.1 Данные по нормальной интегральной излучательной способности

3.2 Данные по нормальной спектральной излучательной способности

металлов в области точки плавления

3.3 Выводы по третей главе

Глава 4 Энтропийное обобщение для тепловых потоков металлов в жидком состоянии

4.1 Обобщение опытных данных по тепловому излучению жидких

металлов

4.2 Периодичность изменения масштабных потоков

4.3 Выводы по четвертой главе

Заключение

Список используемых источников информации

Приложение

Принятые сокращения и условные обозначения

п - показатель преломления; X - показатель поглощения; Л - магнитная проницаемость среды; у - диэлектрическая проницаемость среды;

со - скорость распространения электромагнитной волны в вакууме; 1о - интенсивность равновесного излучения; X - длина волны;

а° - постоянная Стефана-Больцмана;

в - полусферическая излучательная способность;

вп -нормальная интегральная излучательная способность;

вх - спектральная излучательная способность;

вХп - нормальная спектральная излучательная способность;

г - удельное электрическое сопротивление;

- коэффициент теплопроводности; Т - температура реального тела (образца, расплава) Я - универсальная газовая постоянная; 5 - энтропия;

и - безразмерный относительный тепловой поток; д - тепловой поток; д - масштабный тепловой поток;

С и С2 - постоянные Планка; АЧТ - абсолютно черное тело;

гп - нормальная спектральная отражательная способность; Тпл.. - температура плавления; Ткип. - температура кипения.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Интегральное и спектральное излучение твердых и жидких металлов»

Введение

Теплообмен излучением является основным фактором взаимодействия рабочих тел в теплонагруженных машинах и установках. Расчет такого вида теплообмена требует более точных и надежных знаний радиационных свойств используемых конструкционных материалов при температуре эксплуатации. Стоит отметить, что в настоящее время присутствует тенденция увеличения температурного диапазона технологических процессов, напрямую связанные с интенсификацией производств.

Публичная информативная база данных по радиационным или излуча-тельным характеристикам веществ, в частности металлам, недостаточна полна. Экспериментальные измерения излучательной способности конструкционных материалов ограничены температурным и волновым диапазонами.

Таким образом, проблематика исследования излучательных характеристик металлов в твердой и жидкой фазах, решению которой посвящена настоящая работа, актуальна.

В исследовательской работе определены следующие задачи:

1) экспериментально исследовать нормальную интегральную излу-чательную способность чистых полированных и жидких металлов;

2) экспериментально исследовать нормальную спектральную излу-чательную способность металлов в области точки плавления;

3) обобщить опытные данные по интегральной излучательной способности жидких металлов с целью получения расчетных соотношений для прогноза излучательной способности в широком интервале температур;

4) проанализировать периодичность масштабных тепловых потоков жидких металлов.

Диссертация состоит из четырех глав. Первая глава посвящена теоретическим методам расчета интегральной и спектральной излучательной способности по электромагнитной, электронной и квантовой теориями. Показано, что эти методы, в определенном коридоре доверительной вероятности,

позволяют производить прогноз поведения излучательной способности металлов.

Во второй главе приведен обзор методов современного экспериментального исследования излучательной способности металлов, описана экспериментальная установка, дана методика проведения измерений и оценка погрешности.

В третьей главе даны экспериментальные результаты измерения излу-чательной способности исследованных металлов. Проведен анализ изменения нормальной интегральной и нормальной спектральной излучательной способности при плавлении ряда металлов.

В четвертой главе приведено энтропийное обобщение по опытным данным полусферических интегральных потоков теплового излучения металлов. Проведено уточнение периодичности потоков теплового излучения металлов с учетом новых полученных экспериментальных значений. Подтверждена характерная картина распределения тепловых потоков элементов по группам в периодической системе.

На защиту выносятся следующие положения:

1) разработка и изготовление экспериментальной установки с ячейкой, которая позволила измерить излучательную способность металлов в твердой полированной и жидкой фазах в расширенном диапазоне температур и длин волн;

2) получение экспериментальных значений нормальной интегральной излучательной способности 12 металлов в исследованном диапазоне температур, включающий фазовый переход твердое тело - жидкость;

3) получение результатов измерения нормальной спектральной излучательной способности 9 металлов в области точки плавления в широком диапазоне длин волн;

4) исследование температурной зависимости нормальной интегральной излучательной способности металлов и влияние длины волны на нормальную спектральную излучательную способность металлов;

5) описание теплового излучения жидких металлов на основе энтропийной обработки теории подобия;

6) результаты исследований переданы на опытные производства, что подтверждено соответствующими актами (см. п. Приложение).

Автор глубоко признателен своему научному руководителю, профессору, д.т.н. Аляеву Валерию Алексеевичу и выражает искреннюю благодарность научному соруководителю, доценту, к.т.н. Сагадееву Владимиру Владимировичу за повседневную помощь и ценные советы при выполнении настоящей диссертационной работы.

Глава 1 Методы теоретического определения излучательной способности

металлов

Расчет излучательных характеристик материалов на основе существующих развитых теоретических подходов дает возможность осуществлять прогнозирование свойств с определенной долей вероятности [1 - 5].

Тепловой поток излучения вещества в основном формируется в приповерхностном слое и имеет ряд глубоко собой связанных факторов, таких как химическая чистота поверхности, шероховатость плоскости излучения, тепловая неоднородность поля излучения и т.д.

Если все эти перечисленные факторы сведены до минимума, то теоретические расчеты дают возможность производить оценку излучения вещества в широком температурном и спектральном диапазонах, как количественно, так и качественно.

Электромагнитная (классическая), электронная и квантовая теории спектральных и интегральных излучательных характеристик металлов достаточно хорошо представлены в [1 - 5].

Ниже дан краткий обзор теоретических моделей, применяемых на современном этапе развития теплофизики в последние годы. В конце главы представлено возможное энтропийное обобщение по опытным данным теп-лофизических свойств веществ.

1.1 Оптические константы и излучательные характеристики веществ

К первичным оптическим постоянным веществ относятся коэффициенты преломления и поглощения. Излучательные характеристики вещества -степень черноты (эмиссия), коэффициент отражения, поглощения и пропускания.

Теоретические модели и многие экспериментальные методы нахождения излучательных характеристик веществ основаны на уравнения Френеля

[1 - 5]. Эти выражения получены для взаимодействия между электромагнитной волной и идеальной оптически гладкой поверхностью (чистая поверхность с зеркальным отражением).

Уравнения Френеля связывают между собой излучательные характеристики и оптические свойства поверхности веществ. Излучательная способность для параллельной и перпендикулярной составляющих и неполяризо-ванного луча при излучении в среду с показателем преломления, равным единице (обычно воздух или вакуум) [1, 2], имеют вид:

и ✓ «ч _ _4п соб р_

£Л Н (р) = (п2+ж2)со52р+2псо5 р + 1 ( . )

I С(1Л — 4ПСОБР

= п2+ж2+2п СОБ р + с052р:' ( )

£л(р) = ът+ьж, (1.3)

где в - угол между направлением луча и нормалью к поверхности.

При излучении в нормальном направлении (в = 0о) из предыдущих выражений можно получить:

_ 4п _ 4п

£лп = п2+х2+2п+1 = (п+1)2+х2' ( . )

Теоретическое и экспериментальное определение п и х связано с большими трудностями [1 - 6]. Экспериментальные данные по п и % немногочисленны. Большинство их получено при комнатной температуре и Л = 0,65 мкм. Спектральное излучение £я при заданном значении длины волны не позволяет находить п и % [2, 5, 6]. Расчет по Крамерсу - Кронингу дает по опытным

величинам £Я вычислить n и х, но при этом необходимо знание спектральной излучательной способности £Я в широком интервале длин волн [7].

Возможность оценки максимальной величины хmax по £Я рассмотрена в работе [8]. Исходя из формулы (1.4) показатель преломления равен:

п = 2-£a±J(2- £Я)2 - £2( 1 + х2)/£Я. (1.5)

Поскольку п действительная величина, то должно выполняться неравенство:

(2-£я)2-£я2(1 + Х2)>0. (1.6)

Из последнего соотношения можно получить верхнюю оценку показателя поглощения по значению спектральной излучательной способности £Я :

Хтах = V((2 - £A)M)2 - 1. (1.7)

Величина Хшах для многих металлов оказалась хорошим приближением к действительным значениям х в видимой и ближней инфракрасной области спектра [8].

1.2 Классическая электромагнитная теория

Расчет излучательной способности вещества по классической электромагнитной теории основывается на уравнениях Максвелла. Эти уравнения связывают влияние электрического и магнитного полей [1 - 5].

Решение уравнений Максвелла позволяет получить соотношения (1.8) и (1.9), по которым оптические постоянные п и % находятся через свойства среды:

п2-х2=дус2, (1.8)

= (19)

В инфракрасной области для металлов при больших длинах волн:

" = (1-10)

Подставляя полученные значения n и % в ранее представленные выражения для sx получаем известную формулу Друде:

£Яп = 0,3657^71 (1-11)

Уравнение Ашкинасса для интегральной излучательной способности в нормальном направлении sn получается из выражения:

¿П = jQ ^ • (1-12)

При подстановке в него (1.11) получаем:

£п = 5,76VrT-

(1-13)

Уравнения (1.11) и (1.13) в дальнейшем были уточнены [1, 5]. Для £яп и £п получено выражение Хагена - Рубенса и Фута, соответственно:

£Яп = 0,3650,0687^+ 0,0091(^)3/2, (1.14)

£п = 5,78^гТ - 17,9гТ = 44(гТ)3/2. (1.15)

В расчетах теплообмена излучением часто требуется знать полусферическую интегральную излучательную способность е [2]. Согласно формуле Девиссона и Уикса:

£ = 7,54^гТ - 63,5гТ + 673(гТ)3/2. (1.16)

Шмид и Эккерт для величины е получили два уравнения в различных интервалах Т:

£ = 7,51^ГТ -39,6ГТ 0 <гТ < 0,002, (1.17)

£ = 6,98^рРТ-29,6гТ 0,002 <гТ < 0,005. (1.18)

В расчете теплообмена при проектировании оборудования возникает необходимость взаимного пересчета величины £п ^ £яп и £ ^ £я. Отношение £/£яп для металлов по электромагнитной теории [1] совпадают. В зависимости от значения £п величины £/£п изменяются от 1,32 при £п ^ 0 до 1 при еп = 0,5.

Представленная выше теория воспроизводит опытные данные с определенной доверительной вероятностью.

Возможности любой теории ограничиваются принятыми допущениями при выводах полученных соотношений. Неопределенность значений оптических констант: показателя преломления и показателя поглощения, существенно затрудняет возможность определения излучательной способности вещества.

В соответствии с [1], применение электромагнитной теории более допустимо с умеренными температурами и дальней инфракрасной области.

1.3 Электронная теория излучения металлов

Теория основана на модели пробега свободных электронов. Рассматривается влияние соударений свободных электронов с ионами кристаллической решетки. Изменение поведения удельного электросопротивления металлов объясняется уменьшением скорости электрона за счет соударений с другими частицами под действием электромагнитного поля.

Электронная теория, согласно представлениям Друде - Лоренца [5, 9], также выражает оптические постоянные через физико-механические характеристики металлов:

п2 -х2 = 1- ^^ =1- 4пот, (1.19)

л т ы2+$2

2пИе2 у а

пх =---= - (1.20)

ты ы2+у2 V

где N - концентрации свободных электронов в единице объема; е и т - заряд и масса электрона соответственно; т - время релаксации; ^ - величина, обратная времени релаксации и равная удвоенному числу соударений в единицу времени; ю - круговая частота; V = ш/2п - частота излучения, о =

о0/(1 + <2т2) - электропроводимость металла; о0 = 1/г - электропроводность металла для постоянного тока.

Из совместного решения уравнений (1.1) - (1.4), (1.19) - (1.20) может быть найдена излучательная способность металлов.

Использование данной теории для расчета оптических постоянных затруднено существенным отсутствием данных по концентрации свободных электронов и времени релаксации [10].

В работе [9] проведено усовершенствование формул электромагнитной теории. Выражение (1.19) подставлено в формулу Френеля (1.4) и получено соотношение:

2п

£яп = ^-. (1.21)

Считается, что для металлов в видимой и ближней инфракрасной области спектра п2 < /2, т.е. 4л:от » 1. Тогда /2 = 4л:от + п2 » 1. Из выражений (1.19) и (1.20) получено:

п2 = 2яат(71 + 1/^2т2-1). (1.22)

В случае хорошо проводимых металлов:

( с)2 » 1; п2 » ; о

лот Оо

<2т2'" <2т2

поэтому,

„ = &* = (1.23)

Л ет V2

и излучательная способность равна:

= £п = 0,595 • 10-5^/~т. (1.24)

£хп = £п = 0,595 • 10 .

Излучательная способность может быть найдена по параметру релаксации и оценено по выражению:

т

т =

г • N•е2'

В данном случае концентрация носителей кристаллической решетки определялась исходя из валентности самого элемента.

В случае металлов с высоким удельным электрическим сопротивлением (висмут, свинец и т.д.) с ш2т2 « 1, выражения (1.21) и (1.22) принимают вид:

п2 + 0,5ш2т2), (1.25)

2 2,2 4пат (л 2,3 \

?Лп =---2 + --.......г(1 -- + — -."). (126)

п п2 п3 п3 \ п п2 )

Исходя из принципа пропорциональности шт по выражениям (1.25) и (1.26), получено соотношение типа Хагена - Рубенса с учетом поправки на конечность времени релаксации:

£Лп = 0,365 - 0,067- + 0,012

-2пат (0,1820,067-^ + 0,018^5). (1.27)

В работе [10] утверждается, что полученное соотношение (1.27) позволяет объяснить, почему в инфракрасной области величины £дп, рассчитанные по формуле (1.14), оказываются завышенными.

Для интегральной излучательной способности найдено:

£п = 5,76(гГ)°,5 - 17,9(гГ) + 58,6(гГ)1,5 --2яот(870г0,5Г1,5 - 590тТ2 + 32,5 • 102г1,5т2,5). (1.28)

Выражение (1.28) применимо для металлов жидкого состояния, характеристики электронов которых соответствуют кинетическим моделям этого пробега.

Дальнейшим развитием электронной теории является двухэлектронная модель Робертса [11]. В соответствии с этой моделью, электрон с различным временем релаксации рассматривается как один свободный класс.

Излучательная способность цветных, тугоплавких металлов в дальней инфракрасной области хорошо описывается с точки зрения существования двух видов (классов) электронов. Первый вид - поведение электрона характеризуется максимальной проводимостью при постоянном токе. Второй вид - противоположен первому.

Однако, так как временной отрезок между столкновениями свободных электронов металла мал, происходит максимальное взаимодействие в коротковолновом спектре излучения. Этим можно объяснить область существования области изохроматы металла - длины волны или Х-области длины волны, в которой интенсивность нормального спектрального излучения металла не зависит от температуры [2].

Результаты расчетов по рассматриваемой выше модели для ряда металлов и сплавов представлены в работе [12]. В работе [13] проведено сопоставление расчета с экспериментом.

Удовлетворительное совпадение экспериментально полученных значений и рассчитанной излучательной способности исследованных металлов говорит о работоспособности принятой модели [11]. При рассмотрении других металлов необходимо вводить большее число классов электронов. Например, для никеля - три.

Теория Робертса содержит ряд допущений. Для количественных расчетов даже в ближней инфракрасной области использование этой теории затруднительно [5]. Теория Робертса может найти применение для интерпретации опытных данных для оптических постоянных и излучательных характеристик металлов.

Электронная теория на практике достаточно трудна в применении, т.к. необходимы данные о количестве свободных электронов в изучаемом металле. В работах [14, 15] применяется закон Видемана-Франца для расчета излучательной способности металлов:

Лсг = ЬТ. (1.29)

В выражении использовано теоретическое значение числа Лоренца Ь = 2,45 • 10-8 [Вт • Ом/К]. Необходимость нахождения концентрации свободных электронов в металлах отсутствует.

Нормальная спектральная и интегральная излучательная способность металлов записана в виде:

^•Яп = 5,8 • 10-3|~~, (1.30)

о т

£п = 1,27 • 10 -д=. (1.31)

Рассчитанные по формуле (1.30) излучательные характеристики удовлетворительно согласуются с экспериментом, в отличии от расчета по формуле (1.11).

Стоит отметить, что для использования в теоретическом расчете излу-чательных характеристик формулы (1.30) и (1.31) требуют знание зависимости коэффициента теплопроводности от температуры, что в свою очередь является основным критерием корректности использования этих выражений.

Экспериментальное определение коэффициента теплопроводности веществ в широком температурном диапазоне является сложной технической проблематикой, в принципе, как и экспериментальное измерение радиационных характеристик.

Сопоставление теоретически рассчитанных значений излучательной способности по формуле (1.31) с экспериментально полученными результатами показало, что может иметь место разброс до 40 %.

Авторы [14, 15] для уменьшения процента расхождения теоретических расчетов с экспериментальными учли влияние температуры на время релаксации в виде т = А/Т, тогда для £Яп и £пполучается:

£ЯП = 5,810-5^ЯТЯ(1+Я?Т2)' (132)

п

= 1-е*р(-§), (1.33)

где д и с - постоянные, требующие своего нахождения. Возникает дилемма: эти постоянные возможно определить только при наличии надежных экспериментальных значений £яп и £п.

1.4 Возможности квантовой теории излучения металлов

Определение оптических постоянных и излучательных характеристик металлов приводится также на основе квантовой теории [1, 5].

При взаимодействии электромагнитного излучения со свободными электронами металла происходит непрерывное поглощение энергии волны за счет ускорения электрона. Этот эффект был замечен в дальней области спектра излучения. Эффект объясняется тем, что уровень интенсивности электромагнитной волны изменяется вследствие уменьшения временного отрезка для релаксации электрона.

Классическая теория объясняет зависимость радиационных характеристик веществ в рассматриваемом спектральном диапазоне моделью поведения удельного электросопротивления.

Если период времени восстановления энергетического уровня электрона значительно больше периода колебаний световой волны, то поглощение энергии излучения электроном приходит в другое квантовое состояние, поглощение энергии не является непрерывным. Столкновениями электронов с фонами пренебрежимо мало. Поэтому классическая электромагнитная теория не применима. Такое поглощение наблюдается при коротких длинах волн.

В промежуточном случае наблюдается, что время релаксации и период колебаний световой волны фиксированы одним порядком. Электрон не успевает следовать за напряженностью поля световой волны, но столкновениями с фонами пренебречь нельзя, так же необходимо учитывать столкновения электронов друг с другом, с атомами примесей, дефектами решетки, с поверхностью образца металла и т.д.

Квантовое поглощение металлов описывается дисперсионными формулами квантовой оптики. Они содержат матричные элементы оператора импульсов и частоты перехода. Для определения этих частот необходимо знать точный вид собственных функций электрона металла и весь энергетический спектр. В квантовой теории эти величины получены приближенно.

Надежное вычисление оптических постоянных и излучательной способности металлов по существующей квантовой теории не представляется надежным и возможным.

1.5 Энтропийное обобщение опытных данных по теплофизическим свойствам веществ

В работах [16, 17] проведено обобщение опытных данных для полусферических интегральных плотностей потока теплового излучения и теплопроводности при плавлении полупроводников и чистых полированных металлов.

В качестве исходной функциональной зависимости использовано выражение, предложенное Усмановым А.Г. [18] и развитой в работе [17], вида:

Ее вывод имеет достаточно общий характер. Она применима к обобщению экспериментальных излучательных характеристик твердых и жидких веществ [19]. Получена единая обобщенная зависимость для тех элементов, для которым имеются опытные данные.

Относительный поток при рассмотрении излучения различных веществ представлен в виде и = ц/ц-^. Масштабный тепловой поток , для каждого вещества устанавливается в соответствии с постоянным началом отсчета энтропии . Значение выбирается произвольно и сохраняется одинаковым для всех веществ данного обобщения.

Так же в работах [16, 17, 19] установлена периодичность изменения из-лучательных свойств металлов и взаимосвязь масштабных тепловых потоков с характером химической связи в кристаллах.

(1.34)

Обобщенная зависимость позволяет прогнозировать не только энтропию плавления, теплопроводность и т.д. веществ, но и интегральную излуча-тельную способность металлов за пределами температур эксперимента и находить излучательную способность металлов, по которым нет опытных данных.

1.6 Выводы по первой главе, цель и задачи исследования

1. Рассмотрены методы теоретического расчета излучательных характеристик твердых полированных и жидких металлов. Отмечается, что модели позволяют оценивать излучательную способность твердых и жидких металлов в пределах коридора принятой доверительной вероятности.

2. Сделан вывод о ненадежности методики расчета излучательной способности жидких металлов. Только электромагнитная теория, учитывающая время релаксации электрона, позволяет использовать ее для расчета жидкого состояния металла. Экспериментальная проверка этой методики не проводилось.

3. Теоретические подходы различных моделей, рассмотренные в главе, не позволяют надежно прогнозировать излучательную способность металлов в области точки плавления и за ее пределами, вплоть до температур кипения.

Цель работы: экспериментально исследовать нормальную интегральную и нормальную спектральную излучательную способности химически чистых металлов в широком температурном и волновом диапазонах, включая область точки плавления металла.

Задачи исследования:

1) экспериментально исследовать нормальную интегральную излу-чательную способность чистых полированных и жидких металлов;

2) экспериментально исследовать нормальную спектральную излу-чательную способность металлов в области точки плавления;

3) обобщить опытные данные по интегральной излучательной способности жидких металлов с целью получения расчетных соотношений для прогноза излучательной способности в широком интервале температур;

4) проанализировать периодичность масштабных тепловых потоков жидких металлов.

Глава 2 Экспериментальная установка и методика измерений излучательной способности металлов

В главе дан краткий обзор методов измерения излучательной способности металлов. Описана экспериментальная установка для измерения излу-чательной способности металлов твердой, жидкой фазах и в области точки плавления. Представлена подробная методика проведения эксперимента и анализ погрешности.

2.1 Экспериментальные методы исследования интегральной излучательной способности металлов

Исследование нормальной интегральной излучательной способности твердых и жидких металлов проводится радиационным, калориметрическим и нестационарным методами [5].

2.1.1 Радиационный метод

Сопоставление потоков излучения, как с исследуемого образца, так и с модели АЧТ проводится при равных температурах. Эталонным источником излучения может служить любое тело, излучательная способность которого надежно известна.

Метод универсален. Находит применение для измерения излучатель-ной способности в твердом, жидком и газообразном состояниях в широком интервале температур. В настоящее время создано много вариантов конструктивного исполнения экспериментальных установок, использующих радиационный метод [5, 20 - 22 и др.].

Экспериментальные установки, в которых применяется радиационный метод, включают в себя нагреватель, исследуемое вещество и приемник теплового излучения.

В качестве нагревателей используют: печи сопротивления, индуктивный нагрев, электронно-лучевой нагрев, дуговые печи и лазеры.

Наиболее распространены следующие приемники излучения: термоэлектрические (термопара или «батарея» термопар), болометры (металлические, полупроводниковые, диэлектрические, сверхпроводящие), фотоэлектрические, оптико-акустические, пироэлектрические. На основе высокотемпературных сверхпроводящих пленок, созданы болометрические приемники [23].

Повышение чувствительности измерений достигается применением фокусирующей оптики применением линз и зеркал. Чувствительность радиационного метода растет с увеличением перепада температур между исследуемым веществом и приемником излучения.

Измерительная система вместе с исследуемым веществом может монтироваться на оптической скамье в атмосфере воздуха. В таких случаях приходится учитывать поглощение излучения многоатомными газами, присутствующими в атмосфере (водяной пар, оксид углерода, диоксид углерода). В инфракрасных спектрофотометрах предусматривается возможность продувки оптической системы инертными газами [24].

В ряде случаев исследуемое вещество и приемник излучения помещают в камеру, которая вакуумируется или заполняется инертным газом. Приемник излучения может находиться вне такой камеры, тогда необходимо знать оптическую способность окон, пропускающих излучение в исследуемом интервале длин волн.

Принципиальная схема экспериментальной установки для измерения степени черноты радиационным методом [5] дана на рисунке 2.1. Термоста-тируемая диафрагма определяет площадку видения на образце, с которой тепловое излучение падает на чувствительный элемент.

Рисунок 2.1 - Схема оптического пути измерительной установки: 1 - образец; 2 - приемник излучения; 3 - диафрагма; Ь0Ь - площадка с постоянным телесным углом; Ь - расстояние между образцом и приемником излучения; Ь1 -расстояние между диафрагмой и источником излучения

Повышение чувствительности данного метода возможно с увеличением площади визирования на образце. Недостатком метода является наличие излучения периферийных участков на образце, которое отличается от нормального.

Однако этот метод обладает существенным качеством - отсутствие погрешности, вносимой оптическими элементами. Радиационный метод измерений нашел широкое применение в экспериментальных устройствах.

На рисунке 2.2 представлена функциональная схема модифицированного стенда, применяемого в Объединенном институте высоких температур для исследования радиационных свойств конструкционных материалов [20].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Косенков Дмитрий Валерьевич, 2023 год

Список используемых источников информации

1. Howell, John R. Thermal radiation heat transfer / Robert Siegel, John R. Howell /. - Washington etc.: Hemisphere publ. corp., 1992. 1072 p.

2. Свет, Д.Я. Оптические методы измерения истинных температур / Д.Я. Свет /. М.: Изд-во «Наука», 1982. 296 с.

3. Блох, А.Г. Теплообмен излучением: Справочник / А.Г. Блох, Ю.А. Журавлев, Л.Н. Рыжков/. М.: Изд-во «Энергоатомиздат», 1991. 431 с.

4. Соколов, А.В. Оптические свойства металлов / А.В. Соколов /. М.: Изд-во «Физматгиз», 1961. 464 с.

5. Излучательные свойства твердых материалов: Справочник / Под общ. ред. чл.-кор. АН СССР А.Е. Шейндлина /. М: Изд-во «Энергия», 1974. 471 с.

6. Пришивалко, А.П. Отражение света от поглощающих сред / А.П. Пришивалко /. Минск: Изд-во АН БССР, 1963. 430 с.

7. Шестаков, Е.Н. Методы определения оптических постоянных металлов и сплавов при высоких температурах / Е.Н. Шестаков, Л.Н. Латыев, В.Я. Чеховской // ТВТ. 1978. Т. 16. в. 1. С. 178-189.

8. Латыев, Л.Н. О возможности оценки оптических постоянных металлов по их излучательной способности / Л.Н. Латыев, Е.Н. Шестаков, В.Я. Чеховской, Д.В. Тивадзе // ТВТ. 1986. Т. 24. в. 4. С. 697-700.

9. Шварев, К.М. К оценке излучательных характеристик металлов в рамках классической электронной теории / К.М. Шварев, Б.А. Баум // Изв. вузов. Сер. Физика. 1978. в. 1. С. 7 - 10.

10. Parker,W.J. Theoretical and Experimental Studies of the Total Emit-tance of Metals / W.J. Parker, G.L. Abbott // Thermal Radiation of Solids. 1964. pp. 11 - 28.

11. Roberts, S. Optical Properties of Nickel and Tungsten and Their Interpretation According to Drude's Formula / S. Roberts // Phys. Rev., 1959, Vol. 114. No. 1. pp. 104 - 115.

12. Edwards, D.K. Advances in the thermophysical properties at extreme temperatures and pressures / D.K. Edwards, I. Catton // Proceedings of Symposium on Thermophysical Properties. 1965. Vol. 47907. pp. 189 - 199.

13. Edwards, D. K. Radiation characteristics of rough and oxidized metals / D.K. Edwards, I/ Catton //Adv. Thermophys. Proprieties Extreme Temp. Pressures. 1965. pp. 189 - 199.

14. Садыков, Б. С. Излучательная способность металлов и её связь с теплопроводностью / Б.С. Садыков // Инженерно-физический журнал. 1963. Т. 6.В. 9. С. 40 - 46.

15. Садыков, Б.С. О температурной зависимости излучательной способности металлов / Б.С. Садыков // ТВТ. 1965. Т. 3. в. 3. С. 389-394.

16. Панфилович, К.Б. Тепловое излучение и поверхностное натяжение жидких металлов и сплавов: монография / К.Б. Панфилович /. Казань: Изд-во КГТУ, 2009. 253 с.

17. Глазов, В.М. Энтропия плавления металлов и полупроводников / В.М. Глазов /. М: Изд-во «Металлургия», 1980. 172 с.

18. Усманов, А.Г. Об одном дополнительном условии подобия молекулярных процессов. В кн.: Теплопередача и тепловое моделирование / А.Г. Усманов /. М.: Изд. АН СССР, 1959. С.298-312.

19. Сагадеев, В.В. Излучательная способность жидких металлов и сплавов: монография / В.В. Сагадеев, В.А. Аляев /. Казань: Изд-во КНИТУ, 2018. 175 с.

20. Пелецкий, В.Э. Установка для комплексных исследований теплофизических характеристик электропроводных материалов методом субсекундного резистивного нагрева / В.Э. Пелецкий, В.И. Сизов и др. // ТВТ. 2010. Т. 48. в. 3. С. 463-469.

21. Петрова, И.И. Измерение теплоемкости пирографита импульсным методом / И.И. Петрова, В.Я. Чеховской // 1988. ТВТ. Т. 26. в. 2. С. 271276.

22. Бельская, Э.А. Измерение спектральной излучательной способности титана в области полиморфного превращения / Э.А. Бельская, Н.Я. Исаева // 1986. ТВТ. Т. 24. в. 5 С. 884 - 887.

23. Алфеев, В.Н. Прием тепловых излучений болометрическими элементами на основе высокотемпературных сверхпроводящих тонких пленок Y-Ba-Cu-O на подложке из SrTЮ3при азотных температурах / В.Н. Алфеев, А.С. Александров и др. // 1988. Письма в ЖТФ. Т. 14 в. 14. С. 1268 -1271.

24. Новицкий, Л.А. Оптические свойства материалов при низких температурах / Л.А. Новицкий, Б.М. Степанов /. М.: Изд-во «Машиностроение», 1980. 224с.

25. Петров, В.А. Экспериментальное определение интегральной степени черноты металлов и сплавов при высоких температурах / В.А. Петров, В.Я. Чеховской, А.Е. Шейндлин // 1963. ТВТ. Т. 1. В. 1 С. 24-29.

26. Richmond, J.C. Measurement of Thermal Radiation of Properties of Solids / J.C. Richmond etc. // A Symposium Held at Dayton, Ohio, September 5, 6, 7, 1962. Office of Scientific and Technical Information. National Aeronautics and Space Administration 1963. Vol. 31.

27. Fukuyama, H. High-Temperature Measurements of Materials / H. Fu-kuyama, W. Yoshio /. Heidelberg: Springer Berlin, 2009. 204 p.

28. Шварев, К.М. Оптические характеристики Ni - Cr сплавы в твердом и жидком состояниях / К.М. Шварев, Н.И. Внуковский и др. // ТВТ. 1982. Т. 20. в. 4. С. 653 - 657.

29. Takasuka, E. Direct Measurement of Spectral Emissivity of Liquid Si in the Range of Visible Light / E. Takasuka, E. Tokizaki etc. //Applied Physics Letters, Vol. 67. No. 2. pp. 152 - 154.

30. Рогельберг, И.Л. Сплавы для термопар: Справочник / И.Л. Ро-гельберг, В.М. Бейлин /. М.: Изд-во «Металлургия», 1983. 360 с.

31. Bedford, R.E. Recommended Values of Temperature on the International Temperature Scale of 1990 for a Selected Set of Secondary Reference Points / R.E. Bedford, G. Bonnier etc. // Metrologia. 1996. Vol. 33. No. 2. pp.133 - 154.

32. Волков, А.И. Большой химический справочник / А.И. Волков, И.М. Жарский /. М.: Изд-во «Советская школа», 2005. 608 с.

33. Телескоп радиационного пирометра ТЕРА-50. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. г. Каменец-Подольский. 2000. 12 с.

34. Несмеянов, А.Н. Давление пара химических элементов / А.Н. Несмеянов /. М.: Изд-во АН СССР, 1961. 396 с.

35. G. High Temperature Emissivity of High Purity Titanium and Zirconium / G. Teodorescu, P. Jones etc. // Proceedings of the Sixteenth Symposium on Thermophysical Properties. 2006.

36. ГОСТ Р 8.736-2011. Измерения прямые многократные. Методы обработки результатов измерений. Основные положения - Введ. 2011-13-12. М.: Изд-во «Стандартинформ», 2019. 23 с.

37. Зайдель, А.Н. Погрешности измерений физических величин / А.Н. Зайдель /. Л.: Изд-во «Наука», 1985. 112 с.

38. Новицкий, П.В. Оценка погрешностей результатов измерений / П.В. Новицкий, И.А. Зограф /. Л.: Изд-во «Энергоатомиздат», 1991. 301 с.

39. Touloukian, Y.S. Thermophysical properties of matter-the tprc data series. Vol. 7. Thermal radiative properties - metallic elements and alloys / Y.S. Touloukian, D.P. DeWitt /. New York: Springer Science, 1970. 1594 p.

40. Шур, Б.А. Излучательная способность иодидного и технического титана в диапазоне температур 1100 - 1900 K / Б.А. Шур, В.Э. Пелецкий // ТВТ. 1981. Т. 19. в. 6. С. 1172 - 1177.

41. Панфилович, К.Б. Изменения радиационных характеристик веществ при фазовых переходах / К.Б. Панфилович, П.И. Бударин и др. // ИФЖ. 1995. Т.68. в. 2. С. 271 - 275.

42. Cezairliyan, A. Simultaneous Measurements of Heat Capacity, Electrical Resistivity and Hemispherical Total Emittance by a Pulse Heating Tech-

nique: Zirconium, 1500 to 2100 K / A. Cezairliyan, F. Righini // Bureau Standards. A. Phys. Chem. 1974. Vol. 78. No.4. pp. 509 - 514.

43. Milosevic, N.D. Thermophysical Properties of Solid Phase Hafnium at High Temperatures / N.D. Milosevic, K.D. Maglic // Int J Thermophys. 2006. Vol. 27. No. 2. pp. 530 - 553.

44. Татаринова, Л.И. Структура твердых аморфных и жидких веществ / Л. И. Татаринова /. М.: Изд-во «Наука», 1983. 151 с.

45. Боголюбов, Н.А. Аномалия интегрального коэффициента черноты кобальта вблизи температуры Кюри / Н.А. Боголюбов, В.О. Хандрос // ТВТ. 1983. Т. 21. в. 2. С. 392-394.

46. Fu, T. A steady-state measurement system for total hemispherical emissivity / T. Fu, P. Tan, C. Pang // Measurement Science and Technology. 2012. Vol. 23. No. 2. p. 025006-025016.

47. Шварев, К.М. Интегральная излучательная способность сплавов системы Ni-Al в твердом и жидком состоянии / К.М. Шварев, С.Х. Байтураев, С.Х. Баум // Инж.-физ. журн. 1983. Т. 44. в. 2. С. 322-326.

48. Watanabe, H. Phase Dependence (Liquid/Solid) of Normal Spectral Emissivities of Noble Metals at Melting Points / H. Watanabe, M. Susa // In. J. of Thermophysics. 2003. Vol. 24. No. 1. pp. 223-237.

49. Kazuhiro, N. Measurement of Normal Spectral Emissivity of Liquid Copper / N. Kazuhiro, T. Nagane, M. Susa // Isij International. 1997. Vol. 37. No. 4. pp. 399 - 403.

50. Pottlacher, G. Normal spectral emissivity near 680 nm at melting and in the liquid phase for 18 metallic elements / G. Pottlacher, K. Boboridis etc. // In AIP Conference Proceedings. (2013, September ). American Institute of Physics. Vol. 1552, No. 1. pp. 704 - 709.

51. Пелецкий, В.Э. Исследование монохроматической излучательной способности жидкой меди / В.Э. Пелецкий // ТВТ. 2000. Т. 38. в. 3. С. 424428.

52. Watanabe, H. Discontinuity in normal spectral emissivity of solid and liquid copper at the melting point / H. Watanabe, M. Susa, K. Nagata // Metallurgical and Materials Transactions. 1997. Vol. 28. No. 12. pp. 2507 - 2513.

53. Krishnan, S. Emissivities and Optical Constants of Electromagnetical-ly Levitated Liquid Metals as Functions of Temperature and Wavelength / S. Krishnan, Hansen G. P //Materials Chemistry at High Temperatures. Work of the US Gov. Public Use Permitted. 1990. pp. 143 - 164.

54. Miller, J.C. Optical properties of liquid metals at high temperatures / J.C. Miller // The Philosophical Magazine: A Journal of Theoretical Experimental and Applied Physics. 1969. Vol. 20. No. 168. pp. 1115 - 1132.

55. Boboridis, K. Radiance Temperatures and Normal Spectral Emittances (in the Wavelength Range of 1500 to 5000 nm) of Tin, Zinc, Aluminum, and Silver at Their Melting Points by a Pulse-Heating Technique / K. Boboridis, A. Seifter etc. // Int. J. of Thermophysics. 2004. Vol. 25. No 4. p. 1187-1202.

56. Pottlacher, G. High Temperature Thermophysical Properties of 22 Pure Metals / G. Pottlacher // High Temperatures-High Pressures. 2022. Vol. 51. pp. 1 - 152.

57. Cezairliyan, A. Radiance Temperatures (in the Wavelength Range 523 - 907 nm) of Group IVB Transition Metals Titanium, Zirconium, and Hafnium at Their Melting Points by a Pulse-Heating Technique / A. Cezairliyan, J.L. McClure, A.P. Miiller // Int. J. of Thermophysics. 1994. Vol. 15. No. 5. p. 993-1009.

58. Kumar, S. & Chitti Venkata, Krishnamurthy & Balasubramaniam, Krishnan. (2019). Simultaneous Determination of Emissivity and Temperature of Titanium at High Temperature / S. Kumar, V. Chitti etc. // 2019.

59. Бельская, Э.А. Измерение спектральной излучательной способности титана в области полиморфного превращения / Э.А. Бельская, Н.Я. Исаева // ТВТ. Т. 24. в. 5. С. 884-887.

60. Cezairliyan, A. Melting Point, Normal Spectral Emittance (at the Melting Point), and Electrical Resistivity (Above 1900 K) of Titanium by a Pulse

Heating Method / A. Cezairliyan, A.P. Miiller // J. Res. Natl. Bur. Stand. 1977. Vol. 82. pp. 119 - 122.

61. Ishikawa, T. Spectral Emissivity and Constant Pressure Heat Capacity of Liquid Titanium Measured by an Electrostatic Levitator / T. Ishikawa, C. Ko-yama etc. // J. Chem. Thermodynamics. 2019. Vol. 131. pp. 557-562.

62. Margrave, L.J. Determination of Thermophysical Properties of Liquid Metals at High Temperatures by Levitation Methods / J.L. Margrave // Mater. Sci. Eng. 1994. Vol. 178. pp. 83 - 88.

63. Minakov, D.V. Ab Initio Calculation of Hafnium and Zirconium Melting Curves via the Lindemann Criterion / D.V. Minakov, M.A. Paramonov etc. // Physical Review B. 2022. Vol. 106. No. 21. pp. 214105 - 214117.

64. Coffman, J.A Kibler GM Lyon TF Acchione BD (1963) Carbonization of Plastics and Refractory Materials Research / /. Cincinnati:Technical Report, Gen. Elec. Co., 1963. 201 p.

65. Петрова, И.И. Исследование теплофизических свойств циркония методом субсекундного импульсного нагрева / И.И. Петрова, В.Э. Пелецкий, Б.Н. Самсонов // ТВТ. 2000. Т. 38. в. 4. С. 584-589.

66. Furman S.C. Metal-water reactions: Ix. the kinetics of metal-water reactions-feasibility study of some new techniques / S.C. Furman, P.A. McManus /. Pleasanton. Calif., General Electric Co. Vallecitos Atomic Lab., 1960. 46 p.

67. Milosevic, N. Thermophysical Properties of Solid Phase Zirconium at High Temperatures / N. Milosevic, K. Maglic // In. J. of Thermophysics. 2006. Vol. 27. No. 4. pp. 1140-1159.

68. Tingwaldt, C. Die optischen konstanten von wolfram und hafnium bei glühtemperaturen / C. Tingwaldt, U. Schley etc. // Optik. 1965. Vol. 22. No. 1, pp. 48 - 59.

69. Watanabe, H. Phase (Liquid/Solid) Dependence of the Normal Spectral Emissivity for Iron, Cobalt, and Nickel at Melting Points / H. Watanabe, M. Susa etc. // Int. J. of Thermophysics. 2003. Vol. 24. No. 2. p. 473-488.

70. Kaschnitz, E. Radiance Temperatures (in the Wavelength Range 530 to 1500 nm) of Nickel at Its Melting Point by a Pulse-Heating Technique / E. Kaschnitz, J.L. McClure, A. Cezairliyan // Int. J. Thermophysics. 1998. Vol. 19. No. 6. .pp.1637-1646.

71. Teodorescu, George. Radiative emissivity of metals and oxidized metals at high temperature. Diss. 2007. 176 p.

72. Boboridis, K. Radiance Temperature and Normal Spectral Emittance (in the Wavelength Range of 1.5 to 5 ^m) of Nickel at its Melting Point by a Pulse-Heating Technique / K. Boboridis, A. Seifter etc. // Int. J. of Thermophysics. 2007. Vol. 28. No. 2. p. 683-696.

73. Cagran, C.P. Liquid-Phase Behaviour of Normal Spectral Emissivity at 684.5 nm of Some Selected Metals / C.P. Cagran, C. Brunner etc. // High Temperatures-high Pressures. 2002. Vol. 34. pp. 669 - 679.

74. Kobatake, H. Normal Spectral Emissivity Measurement of Liquid Iron and Nickel Using Electromagnetic Levitation in Direct Current Magnetic Field / H. Kobatake, H. Khosroabadi etc. // Metallurgical and Materials Transactions A, 2012. Vol. 43. No. 7. pp. 2466 - 2472.

75. McClure, J.L. Radiance Temperatures (in the Wavelength Range 527 to 1500 nm) of Palladium and Platinum at Their Melting Points by a Pulse-Heating Technique / J.L. McClure, A. Cezairliyan, E. Kaschnitz // In. J. of Thermophysics. 1999. Vol. 20. No. 4. pp. 1149 - 1161.

76. Cagran, C. Thermophysical Properties of Palladium / C. Cagran, G. Pottlacher // Platinum Metals Review. 2006. Vol. 50. No. 3. pp. 144-149.

77. Krishnan, S. et al. Emissivities and Optical Constants of Electromag-netically Levitated Liquid Metals as Functions of Temperature and Wavelength // Materials Chemistry at High Temperatures / Eds J.W. Hastie. USA: Humana Press, 1990. Vol. 1. pp. 110-140.

78. Watanabe. M. Heat capacities and thermal conductivities of palladium and titanium melts and correlation between thermal diffusivity and density of states

for transition metals in a liquid state / M. Watanabe, M. Adachi, H. Fukuyama // Journal of Molecular Liquids/ 2021. Vol. 324. Pp. 115138 - 115150.

79. Wilthan, B. Thermophysical properties of solid and liquid platinum / B. Wilthan, C. Cagran etc. // Thermochimica Acta.2004. Vol. 415. No. 1. pp. 47 -54.

80. Righini, F. A pulse technique for the measurement of thermophysical properties. / F. Righini, A. Rosso // Measuremen. 1983. Vol. . No. 2. pp. 79 - 84.

81. Margrave, J.L. Determination of thermophysical properties of liquid metals at high temperatures by levitation methods / J.L. Margrave // Materials Science and Engineering: A. 1994. Vol. 178. No. 1 - 2. pp. 83 - 88.

82. Subbotin, V.I. Liquid-metal coolant for nuclear power / V.I. Subbotin, M.N. Arnol'dov etc. // Atomic Energy. 2022. Vol. 92. No. 1. pp. 31 - 42.

83. Dragunov, A. Power Cycles of Generation III and III+ Nuclear Power Plants / A. Dragunov,E. Saltanov etc. // Journal of Nuclear Engineering and Radiation Science. 2015. Vol. 1. No. 2. pp. 021006-021016.

84. Zrodnikov, A.V. Innovative Nuclear Technology Based on Modular Multi-Purpose Lead-Bismuth Cooled fast Reactors / A.V. Zrodnikov, G.I. Toshinsky etc. // Progress in Nuclear Energy. 2008. Vol. 50. pp. 170-178.

85. Вукалович, М.П. Термодинамика / М.П. Вукалович, И.М. Новиков /. М.: Изд-во «Машиностроение», 1972. 675 с.

86. Панфилович, К.Б. Тепловое излучение твердых оксидов, карбидов и нитридов / К.Б. Панфилович // ТВТ. 1995. Т. 33. в. 1. С. 155-158.

87. Косенков, Д.В., Тепловое излучение ряда жидких металлов / Д.В. Косенков, В.В. Сагадеев, Н.Ф. Кашапов // ТВТ. 2022. Т. 60. в. 6. С. 855 - 859.

88. Косенков, Д.В. Исследование теплового излучения элементов подгруппы титана с учетом фазовых переходов / Д.В. Косенков, В.В. Сагадеев, В.А. Аляев // Журнал технической физики. 2021. Т. 91. в. 7. С.1090-1092.

89. Косенков, Д.В. Результаты измерения относительной излучатель-ной способности ряда металлов подгруппы меди при температурах перехода

через точку плавления / Д.В. Косенков, В.В. Сагадеев // Журнал технической физики. 2021. Т. 91. в. 12. С.1909-1911.

90. Косенков, Д.В. Степень черноты ряда металлов VIII группы периодической системы / Д.В. Косенков, В.В. Сагадеев, В.А. Аляев // Теплофизика и аэромеханика. 2021. Т. 28. в. 6. С. 951-956.

91. Термодинамические свойства индивидуальных веществ: Справочник. В 4-х т. / Под ред. В.П. Глушко, Л.В. Гурвич и др. /. М.: Изд-во «Наука», 1978.

92. Arblaster, J.W. Thermodynamic Properties of Silver / J.W. Arblaster // Journal of Phase Equilibria and Diffusion. 2015. Vol. 36. No. 6. pp. 573 - 591.

93. Arblaster, J.W. Thermodynamic Properties of Gold / J.W. Arblaster // Journal of Phase Equilibria and Diffusion. 2016. Vol. 37. No. 2. pp. 229 - 245.

94. Gao, M.C. Information Entropy of Liquid Metals / M.C. Gao, M. Widom // The Journal of Physical Chemistry B. 2018. pp. 10723 - 10745.

95. Химическая информационная сеть: http://www.chem.msu.ru. Доступ свободный.

96. Arblaster, J.W. The Thermodynamic Properties of Platinum / J.W. Arblaster // Platinum Metals Review. 2005. Vol. 49. No. 3. Pp. 141-149.

97. Arblaster, J.W. A Re-assessment of the Thermodynamic Properties of Palladium / J.W. Arblaster // Johnson Matthey Technology Review. 2018. Vol. 62. No.1. pp. 48 - 59.

98. Paradisa, P. Density of Liquid Gold Measured by a Non-Contact Technique / P. Paradisa, T. Ishikawa, N. Koike // Gold bulletin. 2008. Vol. 41. No. 3. pp. 242-245.

99. Abdullaev, R. Density and Thermal Expansion of Silver in the Solid and Liquid States / R. Abdullaev, R. Khairulin, S. Stankus // Journal of Physics: Conference Series. 2020. Vol. 1677. Pp. 012161 - 012166.

100. Brillo, J. Density Determination of Liquid Copper, Nickel and Their Alloys / J. Brillo, I. Egry // In. J. of Thermophysics. 2003. Vol. 24. No. 4. pp. 1155 - 1170.

101. Алчагиров, Б.Б. Температурная зависимость плотности жидкого олова / Б.Б. Алчагиров, А.М. Чочаева // ТВТ. 2000. Т. 38. в. 1. С. 48 - 52.

102. Kaban, I. Surface Tension and Density of Binary Lead and Lead-Free Sn-Based Solders / I. Kaban, S. Mhiaoui etc. // Journal of Physics: Condensed Matter. 2005. Vol. 7. pp. 7867 - 7873.

103. Савватимский, А.И. Плотность жидкого гафния от точки плавления до точки кипения / А.И. Савватимский, В.Н. Коробенко // ТВТ. 2007. Т. 45. в. 2, С. 187-192.

104. Leitner, M. Thermophysical Properties of Liquid Aluminum. / M. Leitner, T. Leitner etc. // Metallurgical and Materials Transactions. 2017. Vol. 48. No. 6. pp. 3036 - 3045.

105. Chentsov; V.P. Density and surface tension of heavy liquid-metal coolants: Gallium and indium. / V.P. Chentsov; V.G. Shevchenko ect. // Inorganic Materials: Applied Research. 2011. Vol. 2. No. 5. pp. 468 - 473.

106. Abdullaev, R. Density of Magnesium and Magnesium-Lithium Alloys in Solid and Liquid States / R. Abdullaev, R. Khairulin,etc. // Transactions of Non-ferrous Metals Society of China. 2019. Vol. 29. No. 3. pp. 507 - 514.

107. Шпильрайн, Э.Э. Плотность и поверхностное натяжение кальция, стронция и бария в жидкой фазе / Э.Э. Шпильрайн, В.А. Фомин, В.В. Качалов // ТВТ. 1986. Т. 24. в. 2. С. 259 - 265.

108. Arblaster, J.W. Selected Values for the Densities and Molar Volumes of the Liquid Platinum Group Metals and of the Initial Melting Curves of Iridium, Rhodium and Ruthenium / J.W. Arblaster // Johnson Matthey Technology Review. 2017. Vol. 61. No. 2. pp. 80 - 86.

109. Assael, M.J. Reference Data for the Density and Viscosity of Liquid Cadmium, Cobalt, Gallium, Indium, Mercury, Silicon, Thallium, and Zinc / M.J. Assael, J. Marc etc. // Journal of Physical and Chemical Reference Data. 2012. Vol. 41. No 3. pp. 033101 - 033117.

110. Татаринова, Л.И. Структура твердых аморфных и жидких веществ /Л.И. Татаринова /. М.: Изд-во «Наука», 1983. 152 с.

111. Скрышевский, А.Ф. Структурный анализ жидкостей / А.Ф. Скрышевский /. М.: Изд-во «Высшая школа» 1980. 328 с.

112. Шахпаронов, М.И. Введение в современную теорию растворов. Уч. для вузов. / М.И. Шахпаронов /. М.: Изд-во «Высшая школа», 1976. 296 с.

113. Глазов, В.М. Основы физической химии / В.М. Глазов /. М.: Изд-во «Высш. школа», 1981. 456 с.

114. Ахметов, Н.С. Общая и неорганическая химия: Учеб. для вузов / Н.С. Ахметов / .М.: , Изд-во «Высшая школа», 2001. 743 с.

Приложение

УТВЕРЖДАЮ

Заместитель генерального директора - технический директор АО ЧМЗ

C.B. ЛозицкиЙ

^z-uzz

АКТ

об использовании результатов диссертационной работы старшего преподавателя

кафедры «Вакуумная т ехника электрофизических установок» Казанского национального исследовательского технологического университета

Косенкова Дмитрия Валерьевича

ИНТЕГРАЛЬНОЕ И СПЕКТРАЛЬНОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ ТВЕРДЫХ И ЖИДКИХ

МЕТАЛЛОВ

На предприятии АО "Чепецкий механический завод" топливной компании АО "ТВЭЛ", входящей в состав госкорпорации "Росатом", при разработке и проектировании инновационного оборудования для изготовления циркониевых оболочек твэлов активных зон энергетических атомных реакторов проведены теплотехнические расчеты теплообмена и тепловой прогноз поведения излучательных свойств материалов в температурных интервалах процессов нанесе1шя различного типа покры тий на оболочки.

Результаты диссертационной работы Косенкова Д.В. «Интегральное и спектральное излучение твердых и жидких металлов» были использованы как в процессе расчетного проектирования теплообмена между различными металлами и поверхностью циркониевых оболочек твэлов, в зависимости от их формы и размеров, качества наружной поверхности, так и при выполнении разработки условий технического регламента эксплуатации проектируемого оборудования.

Полученные численные значения излучат ел ьной способности в широком температурном интервате в работе Косенкова Д.В.. позволяют расширить область применяемых справочных данных излучательной способности циркония при проектировании современного оборудования и разработке технологий термической обработки изделий из них.

Специалист главный,

д.т.н.

СОГЛАСОВАНО УТВЕРЖДАЮ

11ачалъник отдела - главный оптик Заместитель генерального директора

АО «НПО «] осу дарственный институт АО «НПО «Государственный институт

прикладной оптики» оптики»

¡^^^йдааЩея'ке ИЙеданской продукции

И .3.1 [урулли н 7 М. М. Ахметов С2. 20 2Ът.

20 2Ъг.

АКТ

ой использовании результатов диссертационной работы старшего преподавателя

кафедры «Вакуумная техника электрофизических установок» Казанского национального исследовательского технологического университета

Коненкова Дмитрия Валерьевича

ИНТЕГРАЛЬНОЕ И СПЕКТРАЛЬНОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ ТВЕРДЫХ И ЖИДКИХ

МЕТАЛЛОВ

Результаты экспериментальных исследований диссертацжнгаой работы были апробированы н Применены Е5 АО «НПО «Государственный институт прикладной оггтихн» (г. Казань),

Полученная база численных значений излучательной способности таких металлов как: титан, медь и гафний, учитывалась для расчета сложного теплообмена в технологии напыления оптических зшепок рабочих поверхностей зеркал и стекол резнет явным методом Результаты диссертационной работы так же использовались для уточненного определения температур поверхностей напыления бесконтактным пирометрическим методом.

Полученные о диссертации результаты, представляющие собой комплекс экспериментальных данные по тепловому излучению твердых и жидких металлов н расчетные зав иен мости, могут служить:

1. Для расчета и проектирования теплообмена излучением в различных технологических ироцееегкх вакуумного напыления.

2. Для точного определения технологических температур в высокотемпературной метрологии пирометрическими методами.

3. Для термообработки I получаемых поверхностей зеркал и стекол е целью получения мелкозернистых сеэойств поверхностей.

Начальник отдела разработки и продажи оптической . продукции гражданского назначения, канд. техн, наук¿/¿Сс^'О

Начальник лаборатории вакуумных металлических покрытий, канд, тсхн

. наук "^

Мельников

М.Х, Азяматов

УТВЕРЖДАЮ Генеральный кто р

А К Т

об использовании результатов диссертационной работы старшего преподавателя

кафедры «Вакуумная техника электрофизических установок» Казанского национального исследовательского технологического университета

Косспкоьа Дмитрия Валерьевича

ИНТЕГРАЛЬНОЕ И СПЕКТРАЛЬНОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ ТВЕРДЫХ И ЖИДКИХ

МЕТАЛЛОВ

Результаты экспериментальный исслсдойании диссер1аиишший работы, приведенные на ООО "ФЕРРИ ВАТТ1 в цеху изготовления напылительны* уставом* серии ВАТТ, показали возможность применения численных значений теплового излучения технического титана, медн, кобальта для оценки эксплуатационного теплообмена, а также дня определения температур рабочих поверхностей магаетродой ! гаишинель н ы к установок.

Экспериментальные результаты, относящиеся к нэлучательной способности технического титана, находят широкое применение в производствах установках, Высокая жаростойкость, отсутствие коррозии и механическая прочность определяют большую ширину области применения технического титана. Так кик псе технологические и технические процессы обработки титана проходит в тепловых переделах, необходимо знание его точных тсплофизичееких свойств, в частности, адлучнтельиой способности исследуемою металла, которые позволяют оптимизировать проектирование и прогнозировать параметры эксплуатационных температур лучистого теплообмена, что позволяет Оптимизировать ПрОцьчИ: на пннки производства вакуумных установок,

Результаты измерения излучательной способности мели и титана так же Использование!, при разработке технологического процесса нанесении медного И титанового пскрьп йя на поверхности, Предназначенные для работы й шреесийиых средах.

Экспериментальные результаты, полученные п работе Коненкова ДВ., существенно расширили область справочных данных по иалучыелышй шщйщпи металлов.

I лаяный конструктор. Кандидат технических наук

АТС l'

о внедрений результатов диссертационной работы ДВ. Коселтова «Интегральное и спектральное излучение твёрдых и жидких металлов»

Результаты диссертационной работы Д.В. Коненкова «Интегральное и спектра ли toe излучение гверлтлх н лсидкнх металлов» используется на кафедре «Вакуумной техники электрофизических установок» при ттроиодепии занятий дисциплин «Теплообмен и теплообмен ное оборудование и вакуумной технике» и «Термодинамика сплошных и разреженных сред» по н а пр аил ен то т i Oj ц Ого и к и. 15„ D 3.02 « I ехнодоптческтге машины и оборудование».

в унеопып процесс

J Директор ИХНМ,

проф., Д.Т.Н.