|
|
|
ПОКРЫТИЯ, ПОГЛОЩАЮЩИЕ ТЕПЛОВОЕ ИЗЛУЧЕНИЕМатериалы 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. 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 величиными 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 сенсоров. 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.. 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 а и коэффициент излучения е, по существу, являются одной и той же физической величиной (см. раздел 3.12.3 главы 3). Для эффективной работы сенсоров 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 рекомендуется изготавливать очень тонкими. Существует несколько методов повышения излучающей способности поверхности сенсоров: нанесение тонких металлических пленок (к примеру, 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.
Информация исключительно в ознакомительных целях. При использовании материалов этого сайта ссылка обязательна.Правообладатели статей являются их правообладателями. |
По вопросам размещения статей пишите на email:
|
