紅外輻射材料的研究進展及應用分析

戴龍澤

摘 要：眾所周知，當前國內外能源都相對緊缺，開發新的能源和材料可以更好地保護生態和發展經濟。新能源的開發以及節約型發展戰略都是應對能源緊缺的局面，各國開展節能減排以及加大對新能源的開發利用，太陽能、潮汐能、風能等是新型的清潔能源，很好地緩解了能源緊張的情況。此外，依靠太陽輻射中的紅外輻射，同樣產生了一些新的材料，本文主要研究紅外輻射材料的開發和使用情況。

關鍵詞：紅外輻射材料 研究 應用

中圖分類號：TB34 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）11（b）-0227-02

當前對于紅外輻射材料的研究還處在發展階段，紅外輻射材料在加熱器、食品加工、隔熱涂料等方面都有了很好的使用，隨著對其研究的不斷深入，必然會擴大其應用范圍。近年來，紅外輻射材料的保健作用開始被挖掘出來，在保溫涂料、陶瓷輻射的應用，使其應用范圍得到極大的拓展。

1 紅外輻射材料的研究概述

對于紅外輻射的運用，最早于美國出現，1938年美國利用紅外加熱進行汽車噴漆的干燥作業。到二戰后，人們意識到能源的重要性，尤其是一些能源比較少的國家，例如日本，開始研究紅外輻射技術，重點研究紅外加熱和干燥技術，而且處于研究前列，歐美等國家同樣對于紅外輻射有著較高的水平。我國對于紅外輻射的研究源于80年代，最初是對于紅外加熱技術的研究，在80年代就已經研究出了耐高溫的高紅外輻射材料，對工業爐和氣業爐都起到很好的改良作用，90年代，紅外技術的重要突破是高溫紅外輻射材料的出現和使用，將紅外技術往前推動了很大的一步。使用高溫燒結的方式，獲取了具有很高性能的紅外輻射材料，將其運用到了電阻爐。紅外輻射材料發展到現在，對紅外輻射材料的應用已經十分廣泛，醫療衛生保健、工業生產領域、建筑領域、紡織、保險等等都可以用到，并且隨著對紅外輻射材料的研究，軍事領域中也得到很大的應用。

2 紅外輻射材料的應用

2.1 工農業生產的應用

2.1.1 工業窯爐的改造

紅外輻射涂料在工業窯爐中的使用，可以實現對窯爐的改造，窯爐本身是通過輻射和傳導來進行熱量傳播，使用紅外輻射涂層可以改善窯爐的加熱速度，提升加熱的效率和質量，可以達到節能的效果。

2.1.2 檢測和監控

可以使用紅外技術實現對高溫、高速或者高壓運作設備的檢測和監控，可以發現設備存在的異常，及時的進行隱患的排除，進而保證設備安全運轉。此外，可以使用紅外光譜實現對環境污染情況的迅速檢測鞏固，材料成分的分析工作，紅外技術有著很好的精準度，可以用于檢測和監控工作中。

2.1.3 食品行業

在食品行業中，主要是對紅外加熱技術的使用，可以將其運用到食品的解凍操作以及水產品的烘干操作等，采用紅外加熱，可以保證食材的風味，更好地保鮮且不會污染食材。此外，利用含有紅外陶瓷微粒的塑料袋或者容器等，可以用來進行食品的保存，例如對蔬菜、果汁、水果等保存，可以起到保鮮的作用。

2.1.4 農業和畜牧業

利用紅外加熱技術可以用于畜牧業和農業的生產活動中，例如利用紅外技術來進行種子的保鮮、植物的培養、動物的養殖和孵化等。紅外加熱技術在農業和畜牧業領域有著較廣的運用，利用紅外技術實現加熱、保溫，促進農作物的生產和動物的生長。

2.2 日常生活中的應用

2.2.1 加熱和取暖

依靠紅外線加熱技術的加熱速度快，溫度均勻的特點，生產出的紅外加熱元件，可以很好地運用到人們的日產加熱和取暖活動中，提升熱效率，讓人在屋子里就可以享受到日光般的溫度。

2.2.2 醫療保健和殺菌

近年來醫療保健已經成為紅外輻射材料的重要應用領域，使用紅外輻射不僅對一些淺表的疾病進行治療，如風濕病、關節炎、扭挫傷等，也可以用于治療一些內部的疾病，如胃病、氣管炎、婦科病等。此外，還可以利用紅外線實現殺菌的目的，將其用在消毒柜等餐具的消毒。

2.3 航天和軍事的應用

2.3.1 散熱

航天工作中，探索工作的開展需要往宇宙發射和回收衛星，在衛星發射和回收的過程中，會經過大氣層，會由于空氣摩擦而產生高溫的情況，溫度可以高達1000℃以上，為了保證衛星接收器不會由于摩擦導致燒毀，需要采取必要的防熱措施，可以利用紅外輻射材料的特性，來很好地解決這個問題，例如，在航天器的表面進行紅外涂層的涂抹，實現散熱的目的。

2.3.2 偵測和隱身

在軍事領域對于紅外技術的運用十分的廣泛，由于任何事物，但凡其存在一定的溫度，自身溫度大于零度，就會發射紅外輻射，這樣在軍事領域就可以利用紅外技術來進行偵測活動，如某個環境中，環境溫度是特定的，人的溫度同環境溫度存在差異，進而產生不同的紅外輻射，介于這個特性，可以實現對紅外夜視、紅外制導、紅外對抗等。以紅外熱成像技術為例，可以利用紅外輻射來發現目標，并引導進行精準的摧毀，反紅外技術則是對紅外偵測技術的一種應對，使用紅外低發射率的材料進行涂抹，這樣可以實現隱身，無法被偵測到。

2.3.3 紅外誘餌器

由于軍事領域對紅外技術的運用，紅外技術成為了一種偵測和反偵測的重要手段，紅外誘餌器也是用來進行紅外技術，這樣對手在使用紅外制導時，則可能將攻擊轉移給誘餌，這是應對紅外制導的一種方式。主要通過固體熱紅外的方式，在物體表面進行高輻射陶瓷紅外材料的涂抹，這樣就產生了具有高紅外輻射的軍事誘餌，實現對對手的迷惑。

3 紅外輻射材料的前景展望

隨著紅外技術的不斷發展，本文認為可以從多個方面來發展紅外輻射材料。

一是對輻射材料紅外光譜發射率進行控制方法的探索，如根據不同的波段，給出不同的發射率。

二是探索具有更高輻射率的紅外材料，提升輻射材料的輻射率。如人們使用特殊的方法將海藻進行碳化，最終得到了碳化的海藻遠紅外發射材料，極大地提升了輻射材料的發射率。

三是對紅外輻射材料進行技術改進。納米技術的應用，極大地提升了粉體的處理水平，當前使用的微粉材料可以達到納米級別的粒度，還可以降低表面的自由能，提升材料與聚合物的親和度，有利于紅外材料在紡絲行業的運用，提升產品的品質。

四是紅外產品實現多樣化。在材料的選擇上，將功能不同的材料進行整合，使紅外產品具有豐富的功能，如抗紫外線和阻燃性等。此外紅外產品還應該注重產品的多樣化發展，如紅外探測器和紅外聯機設備等的研發。

五是小型化和常溫化紅外產品的開發。紅外技術在醫療事業有著很大的應用空間，一般情況下，人們不愿因采用手術治療的方法，而希望采取體外治療的方式，還有的病人希望采取家庭化的治療方法，因此小型化的紅外治療儀器會成為新的開發點。此外，在人們的室內裝修中，壁紙、粉刷涂料、油漆漆料等材料，可以通過一些常溫的紅外輻射材料，來實現對室內環境的優化。

4 結語

綜上所述，紅外技術在許多領域都有著很好的發展，世界各國都對紅外技術進行了開發和研究，紅外技術在工農業生產制造、醫療保健、建筑、紡織、食品、軍事等各個領域都有著很好的應用，隨著對紅外技術的研究不斷深入，無論是軍事領域還是民用領域，紅外輻射材料必然會得到更好的應用。

參考文獻

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