Оптические свойства

Алюминий характеризуется отличными оптическими свойствами. Чистая поверхность алюминия характеризуется отличной отражательной способностью света, тепла и электромагнитного излучения вообще на широком волновом диапазоне. В то же время высокая отражательная способность означает, что обеспечивается незначительное поглощение падающего излучения и, в соответствии с законом Кирхофа, низкая излучательная способность, то есть низкое тепловое излучение. Поэтому алюминий используется для производства рефлекторов и защитных средств для предо теплового излучения и радиационных потерь.

Взаимодействие между материалом и излучением ограничено поверхностью. В последствии свойства значительно зависят от состояния поверхности и качества ее обработки. Часть энергии падающего излучения отражается, остаток поглощается. Отражательная способность обычно зависит от длины волны и от типа и температуры источника излучения.

Особое внимание необходимо обратить на отличную отражательную способность алюминия в приближенном к ультрафиолетовому диапазоне от 0,2 до 0,4 μм (что важно для оборудования, применяемого в радиационной терапии), а также на значительное уменьшение отражательной способности на определенных волнах ультрафиолетового диапазона в результате анодирования, при этом увеличивается поглотительная способность и излучательная способность. Кривые для блестящей и полированной поверхности очищенного алюминия позволяют сравнить свойства алюминия с другими металлам.

Сравнительные значения отражательной и поглотительной способности различных материалов, которые используются в строительстве зависят от температуры и источника излучения. Значения поглотительной способности в диапазоне 10-65°C указывают на значение излучательной способности и позволяют определить тепловые потери на излучение. В таблице приведены значения отражательной способности для фольги.

 Отражательная способность и повышение температуры алюминиевой фольги под воздействием тепловых лучей (Источник Alusuisse)

(1) Отражательная способность измеряется при помощи фотоэлемента в рефлекторе с применением интегрирующего фотометра. В качестве источника света используется лампа с вольфрамовой нитью.
(2) Испытания инфракрасными лучами проводятся в картонной коробке (с основанием 12x22см и высотой 9см), в которую помещается 250-ваттная инфракрасная лампа на расстоянии 7,5см от термометра, который включается на 10 минут. Без покрытия отмечается повышение температуры 104K в течение данного периода времени.

Механическая полировка и химическая или электролитическая обработка поверхности для придания блеска позволяют получить поверхность с высокой отражательной способностью, которая обычно анодируется для предотвращения потерь отраженного света.

При достаточной чистоте материала слой оксида оказывает незначительное воздействие на отражательную способность. Отражательная способность уменьшается с увеличением толщины пленки, однако, чем меньше количество примесей в подложке, тем меньше воздействие на отражательную способность. Для видимого света инородные компоненты (например, Si, Fe₂O₃ или TiO₂), содержащиеся в оксиде, вызывают тусклость поверхности и приводят к понижению зеркальной отражательной способности, но воздействие на общую отражательную способность менее значительно. При тепловом излучении общая отражательная способность полностью не зависит от уровня чистоты. С другой стороны, при этом имеет большее значение толщина пленки, чем для видимого спектрального диапазона, так как повышается поглотительная способность слоя оксида.

Pages: 1 2