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目 录 1

第一章绪论 1

第一节红外线的发现和发展 1

一、红外辐射及其发现和发展 1

二、红外辐射波谱和性质 3

第二节红外陶瓷及其分类方法 5

一、按应用形式和材料特征分类 5

二、按材料形态分类 7

三、按材料结构形式分类 8

第三节红外辐射陶瓷 10

第四节透红外陶瓷材料 12

一、透红外玻璃材料 12

二、透红外多晶陶瓷材料 13

第二章红外辐射原理及相关理论 14

第一节辐射量的基本概念 14

一、基本辐射量 15

二、光谱辐射量 19

三、光子辐射量 21

第二节 吸收比、反射比和透射比 21

一、吸收比、反射比和透射比的基本概念 22

二、反射率、吸收率和透射率 24

三、吸收系数与衰减系数 25

第三节产生辐射的经典物理模型 27

一、自由电子模型 27

二、谐振子模型 28

三、阻尼振子模型 29

四、振子的耦合 31

第四节基尔霍夫定律 31

一、黑体模型 33

第五节黑体和普朗克定律 33

二、黑体辐射的量子模型和普朗克辐射定律 34

三、用光子数表示的普朗克公式 37

四、普朗克公式的近似 38

第六节维恩位移定律 38

一、维恩位移定律 38

二、黑体的最大发射本领 39

第七节斯忒藩－波耳兹曼定律 39

第八节黑体辐射的简易计算方法 41

一、黑体的辐射函数表 41

三、其他的黑体辐射关系式 53

二、近似公式计算法 53

第九节发射率和实际物体的热辐射 58

一、发射率的定义 58

二、朗伯辐射体的发射率 60

三、实际物体的发射率 62

第十节辐射热传递的基本原理 65

一、兰贝特定律 65

二、黑体表面间的辐射换热 67

三、角系数的确定方法 68

四、灰体之间的辐射换热 71

第三章红外辐射与各种物质的相互作用 75

第一节分子的红外光谱学基础 75

一、分子的结构和能级 75

二、分子红外光谱的形成和产生条件 76

三、双原子分子的红外光谱 79

四、多原子分子的红外光谱 86

五、光谱线的展宽 89

第二节 固体的红外光谱基础 91

一、固体的结构 92

二、固体中电子的能带和运动 93

三、晶格振动与能量交换 95

四、固体的本征吸收和晶格振动吸收 96

五、半导体的吸收原理 97

第三节红外辐射在固体介质中的传输 98

一、基本电磁原理 99

二、辐射的反射和折射 100

三、辐射的吸收、色散和散射 104

四、辐射的透射 109

第四章红外辐射陶瓷 112

第一节红外辐射陶瓷的种类 112

一、红外辐射陶瓷粉体的制备工艺 113

第二节红外辐射陶瓷的制备工艺 113

二、红外辐射陶瓷块体的制备工艺 136

三、红外辐射陶瓷涂料和薄膜的制备工艺 152

第三节高效率红外辐射陶瓷 159

一、高效率红外辐射陶瓷的种类 159

二、碳化硅系列红外辐射陶瓷 161

三、低膨胀红外辐射陶瓷 166

四、过渡元素化合物系列红外辐射陶瓷 172

五、其他系列红外辐射材料 180

第四节选择性红外辐射陶瓷 182

一、含锆氧化物陶瓷系列 183

二、铝硅酸盐系列 189

三、釉质系列 194

四、钒钛黑瓷类 198

五、其他系列 199

第五节低发射率材料 199

一、低发射率材料的发展和种类 199

二、低发射率涂层材料 201

三、低发射率薄膜材料 209

一、单晶透红外材料 213

第一节透红外陶瓷材料的种类 213

第五章透红外陶瓷材料 213

二、多晶透红外陶瓷材料 214

三、玻璃态透红外材料 214

第二节透红外陶瓷材料的基本制备工艺 218

一、晶体熔体生长工艺 218

二、晶体液体生长工艺 222

三、晶体热煅工艺 222

四、陶瓷块体常压烧结工艺 224

五、陶瓷块体的热压工艺 225

六、陶瓷块体的热等静压工艺 226

七、薄膜化学气相沉积工艺 228

八、薄膜的物理气相沉积工艺 231

九、薄膜喷涂技术 233

十、热压CVD工艺 235

第三节半导体透红外材料 236

一、单体单晶半导体透红外材料 236

二、化合物半导体透红外材料 251

第四节氧化物透红外材料 276

一、单一氧化物透红外材料 277

二、复合氧化物透红外材料 299

第五节 氟化物透红外材料 312

一、氟化镁透红外材料 314

二、氟化钙透红外材料 317

三、氟化钡透红外材料 320

四、氟化锶透红外材料 320

五、氟化镧透红外材料 322

第六节玻璃态透红外材料 323

一、石英玻璃透红外材料 323

二、硫属化合物玻璃透红外材料 329

一、发射率的测量 331

第一节 材料基本红外参数的测量 331

第六章 红外陶瓷基本性能的测量与评价 331

二、反射率的测量 341

三、透射率的测量 343

四、吸收率的测量 344

第二节材料红外光谱测量的基本设备 346

一、单色仪 346

二、红外辐射计 349

三、红外分光光度计 352

第三节 陶瓷材料红外光谱的测量和红外性能的评价 357

一、材料红外光谱曲线的测量 358

二、材料红外性能的评价 361

第四节 材料光学性能的测量与评价 362

一、折射率的测量 362

二、色散的测量 365

三、光吸收系数的测量 367

第五节 材料热学及力学性能的测量与评价 369

一、热膨胀系数的测量 370

二、热导率的测量 372

三、密度的测量 375

四、机械强度和硬度的测量 375

五、弹性模量的测量 378

六、熔点的测量 379

第七章红外陶瓷材料的应用 381

第一节红外陶瓷材料在民用领域的应用 381

一、红外加热与干燥 381

二、红外辐射调制加工食品 393

三、红外生理保健和红外医疗 395

四、红外辐射处理水质 397

五、红外测温 399

六、红外报警器 404

七、红外遥感 407

八、红外光谱分析仪器 411

九、其他的红外应用技术 417

第二节红外陶瓷材料在军事领域中的应用 419

一、红外武器装备的种类和特点 420

二、红外伪装技术 424

三、红外陶瓷材料在红外光学元件中的应用 432

第三节红外陶瓷的未来发展趋势 439

一、红外陶瓷材料性能和应用的发展趋势 439

二、红外陶瓷制备工艺的发展趋势 442

参考文献 446