氣凝膠中遮光劑的透過率研究

摘 要：本文將氣凝膠中遮光劑材料看作是球形顆粒分散系，應用多散射理論計算電磁波經遮光劑散射后的透過率。選擇炭黑為遮光劑材料，用Matlab編程計算，結果發現：遮光劑半徑大小對材料的透過率有影響，對紅外線，其熱透過率極小值出現在r=0.7um處，這個半徑值正是制備炭黑遮光劑球形顆粒的最佳半徑。

關鍵詞：氣凝膠；遮光劑；透過率

1 引言

隔熱材料廣泛應用于社會生活各個方面。如軍事，國外的航天器、超音速飛機、以及高空無人機的表面涂覆了一層隔熱涂料，它能有效消除飛行器在高速飛行中外部空氣摩擦引起的熱輻射對其內部的影響；如工業運輸，石油、冶金、化工等的工業管道外包覆的保溫材料；如民用生產，汽車、家用電飯煲、燜鍋、電冰箱中起保溫隔熱作用的材料[1]。

隔熱材料中屬于熱阻隔型多孔輕質材料的氣凝膠隔熱材料因其輕、薄的特點，是首選的軍用飛機表面隔熱涂料。純氣凝膠隔熱材料是沒有這種超強的高溫隔熱效果的，其中必須加入遮光劑顆粒。因為，熱輻射主要由波長為2～8？滋m紅外線引起的，氣凝膠的骨架顆粒在納米的量級，對這個波段的電磁波幾乎表現為全透過，其隔熱效果主要是通過多孔網格間的空氣隙完成的，隔熱效果非常有限。為進一步增強其隔熱能力，往往在其粉體材料中加入遮光劑顆粒，顆粒粒徑通常選用與紅外線波長為同一量級。遮光劑的種類有碳黑以及無機化合物粉末（SiC、ZrO2、TiO2等），其輻射傳輸性能與遮光劑的復折射率、粒徑大小、質量百分比等有關?！?br>