Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Покрытия, поглощающие тепловое излучение



Все датчики тепловых излучений, как активные, так и пассивные, построены на принципе поглощения или излучения электромагнитных волн в дальней ИК об­ласти спектра. Кирхгоф обнаружил, что коэффициент поглощения α и коэффи­циент излучения ε, по существу, являются одной и той же физической величиной (см. раздел 3.12.3 главы 3). Для эффективной работы датчиков значения этих ко­эффициентов стремятся делать максимальными, т.е. как можно ближе к единице. Чтобы достичь этого, либо специальным образом обрабатывают поверхность дат­чика для повышения его коэффициента излучения, либо с той же целью на нее наносят покрытие, обладающее высокой излучающей способностью. У таких по­крытий должна быть хорошая теплопроводность и очень низкая теплоемкость; это значит, что их следует изготавливать очень тонкими.

Существует несколько методов повышения излучающей способности поверх­ности датчиков: нанесение тонких металлических пленок (например, нихромовых), обладающих достаточно высоким коэффициентом излучения, гальваническое осаж­дение пористой платиновой черни [7] и напыление металла в азотной атмосфере при низком давлении [8]. Наиболее эффективным способом создания материала с высокой поглощающей (излучающей) способностью является формирование на нем пористой поверхности [9], поскольку частицы размером, гораздо меньшим длины волны, как правило преломляют или поглощают лучи света. Материалы с пористой поверхностью обладают высокой излучающей способностью в широком спектраль­ном диапазоне, однако с увеличением длины волны она значительно снижается. Пленка из золотой черни с плотностью 500 мкг/см2, в ближнем, среднем и дальнем ИК диапазоне обладает излучающей способностью 0.99.

Для формирования электролитическим методом слоя из пористой платино­вой черни можно воспользоваться следующим рецептом [10]:

Хлорид платины H2PtCl6..................... 2 г

Ацетат свинца РЬ(ООСН3) 3«Н20. 16 мг

Вода................................................ 58 г

В таком гальваническом растворе выращиваются пленки на кремниевых подлож­ках с подслоем из золота. Процесс идет при комнатной температуре и плотности тока 30 мА/см2. Для получения поглощающей способности выше 0.95, необходи­мо нанести пленку с плотностью 1.5 г/см2.


4.10. Электрооптические и акустикооптические модуляторы I

Процесс формирования слоя из черни золота методом напыления проводит­ся в термической камере в азотной атмосфере под давлением 100 Па. Газ поступа­ет в камеру через редуктор. Источник золота, расположенный на расстоянии 6 см от поверхности, нагревается за счет электрического тока, протекающего по про­воду из вольфрама. Из-за столкновений с молекулами азота испарившиеся атомы золота теряют свою кинетическую энергию, и когда они достигают поверхности, их скорость и энергия уже настолько малы, что они остаются на ней, формируя при этом игольчатые структуры с линейными размерами около 25 нм. Получен­ный слой похож на структуру хирургической ваты. Для достижения наилучших результатов плотность покрытия должна быть в пределах 250...500 мкг/см2.

Другим широко распространенным способом повышения излучающей спо­собности поверхности является образование на ней слоя из оксида металла, что достигается методом окисления нанесенной металлической пленки в условиях низкого вакуума.

Существует еще один метод улучшения излучающей способности — окраска поверхности органическими красителями (видимый цвет здесь совсем не важен), обладающими коэффициентом излучения 0.92...0.97. Однако органические мате­риалы обладают низкой теплопроводностью, и их трудно нанести толщиной ме­нее 10 мкм, из-за чего может значительно снизиться быстродействие датчиков. В микродатчиках часто используется следующий прием: на верхнюю поверхность наносится слой из стекла, который не только обеспечивает защиту от негативных воздействий окружающей среды, но и обладает в дальней И К области спектра коэффициентом излучения, равным 0.95.




©2015 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.