在太阳能热化学两步法制氢过程中,金属氧化物颗粒物性随着体积分数、光程厚度的改变,对反应腔内颗粒系发生化学反应过程中辐射能量传递起着重要作用。为了获得ZnO颗粒系的光谱辐射特性,首先,实验方面采用悬浮液法测试了ZnO金属氧化物颗粒在300~1200 nm下的光谱透射率。其次,理论研究了体积平均粒径d43=13.9 μm、面积平均粒径d32=7.71 μm表示下的ZnO金属氧化物颗粒的辐射特性。结果可知: 对于d32=7.71 μm,其衰减系数、吸收系数、散射系数值分别约为2 cm-1、0.8 cm-1、1.2 cm-1;d43=139 μm 其衰减系数、吸收系数、散射系数值分别约为1.1 cm-1、0.5 cm-1、0.6 cm-1。通过对散射相函数以及散射不对称因子分析可知,光在传播中以前向散射为主,这样使太阳光更可能穿入粒子系内部。进而通过Mie理论结合比尔定律计算出两种粒径下的光谱透射率,通过与实验进行对比可知面积平均粒径d32表示的粒子系透射率与实验结果更接近。最后采用面积平均粒径d32并使用蒙特卡洛法模拟出不同厚度以及不同体积分数下的半球透射率、半球吸收率以及半球反射率。

为研究航天领域特种材料高温区域的光谱辐射特性, 建立了基于傅里叶光谱仪的超高温光谱发射率测量系统。 系统线性度是发射率测量精度的保证, 通过测量多温度点黑体辐射的光谱信号, 采用多温度点线性拟合方法求得每个光谱点的光谱信号值与黑体光谱辐射亮度的函数关系式, 并结合仪器线性度测量理论, 建立了光谱发射率测量系统的线性度测量方法。 实验测量了黑体温度范围1 000~2 000 ℃和光谱范围3~20 μm的光谱辐射信号, 求得波长λ=4 μm的理论直线与测量光谱值的线性关系。 实验表明, 仪器在4~18 μm光谱范围响应较好, 除CO2强吸收光谱区域, 仪器的光谱线性度均优于1%。 当测量系统线性度一定时, 温度越高, 光谱误差对发射率的影响越小。 评定光谱发射率测量系统的线性度有利于剔除个别温度点光谱扰动带来的误差。