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河北理工大学 本科毕业论文开题报告 题目：电陶炉炉盘用多功能远红外绝热材料的研究 学院：材料科学与工程学院 专业： 材料化学 班级： 07级材料化学1班 姓名： 杨 威 学号： 200708080108 指导教师： 杨金萍 年 月 日 一、题目来源背景（现状、前景） 1.1概述 随着近年来电灶具的推出，电炉、电磁炉、电陶炉、红外线炉等一批新型炉具出现在消费者的眼帘中。电灶加热无明火，其热效率普遍比燃气灶高，加热速度快。最为关键的是，一些电灶具因选用了特殊的面板材料，面板的横向导热性为零，即使在离加热区较近的区域，也可用手触摸而不用担心会被烫伤，因此逐渐受到越来越多消费者的青睐。远红外加热元件是采用了经特殊工艺加工的远红外辐射材料，配用电阻合金丝作为发热体。由于远红外辐射材料可以吸收来自电热丝辐射的几乎全部的可见光和近红外光，且能使之转化为远红外辐射。故远红外辐射材料是一种转换效率很高的远红外能量的加热元件，它具有优良的远红外辐射特性。当前我们要研究的是具有红外辐射功能的轻质绝热保温材料。 红外线和可见光一样，是一种电磁射线。它位于红光外侧，一端与红光邻接，另一端与微波邻接。众所周知，电磁辐射都具有波动性，它又可称为电磁波。因此，红外线具有和可见光同样形式的反射、折射、干涉、衍射和偏振等规律，即它既具有粒子性，又兼有波动性。波长为0.76－1000μm（微米）的区间属于红外区。从理论角度讲，一般可将红外线波长分为4个区：0.76－3μm为近红外区、3－6μm为中红外区、6－15μm为远红外区，大于15μm为极远红外区。在红外加热技术中，大体以4μm（也有人以5.6μm）为界限，4μm以下的红外线称为近红外线，4μm以上的红外线称为远红外线。红外辐射传热就是利用红外线独特的辐射能力加热物体，在一定的温度下，加热物体辐射出具有一定穿透能力的红外波，使被加热物体发生分子振荡，产生能级跃迁，从而产生热量。其特点一是吸热物体均匀受热，二是由内向外加热，从而减少了加热时间，提高能源利用率。我们知道，热量的传导方式有三种：对流、传导和辐射，辐射传热是一种高效的非接触传热发生，红外辐射涂料涂覆在发热体表面时，能极大的提高发热体的红外发射率，强化辐射传热过程，即提高红外辐射传热能力。并可以有效地保护基体材料。红外辐射涂料是由辐射材料与载体粘结剂组成，其中辐射材料的作用是提供高红外辐射性能，载体粘结剂则使涂料牢固地粘合在基体表面，作为一种物体表面辐射性能的改性材料，具有施工简便、成本低廉的特点和强化辐射传热过程、保护基体材料的优点，由辐射传热基本定律和计算公式可知，提高辐射体表面辐射系数，将有利于辐射传热的强化。 1.2远红外辐射材料的隔热机理 辐射隔热是通过辐射的形式把物体吸收的日照光线和热量以一定的波长发射到空气中，从而达到良好隔热降温效果为辐射隔热。由于辐射隔热是通过使抵达物体表面的辐射转化为热反射电磁波辐射到大气中而达到隔热的目的，因此，关键技术是制备具有高热发射率的涂料组成。研究表明，多种金属氧化物如Fe2O3 、MnO2 、Co2O3 、CuO等掺杂形成的具有反型尖晶石结构的物质具有热发射率高的特点，因而广泛用作隔热节能涂料的填料。通过在硅酸盐结晶相中加入Al2O3 、TiO2等金属氧化物细粉作为填料而研制出的红外辐射涂料辐射 5－15um波段内的红外线的能力在85％以上。 红外辐射传热就是利用红外线独特的辐射能力，加热物体在一定温度下辐射出具有一定穿透力极强的红外波，使被加热物体产生分子振荡，产生能级跃，使吸热物体均匀受热，从而减少了加热时间，提高能源利用率。红外辐射涂料就是利用涂料中所含有的高辐射性能的红外材料（如锆质陶资微粉等）在不同的温度下激发出红外波，红外辐射该涂料不仅使用于高温加热装置（如裂解炉、锻造炉、金属熔炼炉等）也可使用于如：电热元件、加热板、烤箱、烘箱、油炉、暖气片等中低温加热器件。红外辐射涂料的使用可以缩短升温时间、提高温度、提高能源利用效率，并且能延长加热体寿命，安全无害。 1.3 远红外辐射材料应用前景与效益分析 通过红外研究所20多年来在红外辐射材料、红外辐射涂料在工业炉应用的节能机理以及涂料在不同种类工业炉上的应用研究，探明了以金属氧化物为主要成分的辐射材料的辐射性能和相关因素对辐射性能的影响关系，并先后在多种工业炉窑上进行了推广应用，取得了优良的节能效果，并在延长炉窑设备使用寿命方面取得了优良效果。总结材料研究与应用技术研究过程，得出以下结论。 在红外陶瓷涂层技术中，关键的是制备高发射率的陶瓷质涂层材料，其次是通过合理的工艺很牢固地将其附着在基体材料上制