紅外輻射材料的研究進(jìn)展及應(yīng)用分析

戴龍澤

摘 要：眾所周知，當(dāng)前國內(nèi)外能源都相對緊缺，開發(fā)新的能源和材料可以更好地保護(hù)生態(tài)和發(fā)展經(jīng)濟(jì)。新能源的開發(fā)以及節(jié)約型發(fā)展戰(zhàn)略都是應(yīng)對能源緊缺的局面，各國開展節(jié)能減排以及加大對新能源的開發(fā)利用，太陽能、潮汐能、風(fēng)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(chǎn)生了一些新的材料，本文主要研究紅外輻射材料的開發(fā)和使用情況。

關(guān)鍵詞：紅外輻射材料 研究 應(yīng)用

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

當(dāng)前對于紅外輻射材料的研究還處在發(fā)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(kuò)大其應(yīng)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(yīng)用，使其應(yīng)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(yùn)用，最早于美國出現(xiàn)，1938年美國利用紅外加熱進(jìn)行汽車噴漆的干燥作業(yè)。到二戰(zhàn)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(shù)，重點(diǎn)研究紅外加熱和干燥技術(shù)，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(shù)的研究，在80年代就已經(jīng)研究出了耐高溫的高紅外輻射材料，對工業(yè)爐和氣業(yè)爐都起到很好的改良作用，90年代，紅外技術(shù)的重要突破是高溫紅外輻射材料的出現(xiàn)和使用，將紅外技術(shù)往前推動了很大的一步。使用高溫?zé)Y(jié)的方式，獲取了具有很高性能的紅外輻射材料，將其運(yùn)用到了電阻爐。紅外輻射材料發(fā)展到現(xiàn)在，對紅外輻射材料的應(yīng)用已經(jīng)十分廣泛，醫(yī)療衛(wèi)生保健、工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域、建筑領(lǐng)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(lǐng)域中也得到很大的應(yīng)用。

2 紅外輻射材料的應(yīng)用

2.1 工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的應(yīng)用

2.1.1 工業(yè)窯爐的改造

紅外輻射涂料在工業(yè)窯爐中的使用，可以實(shí)現(xiàn)對窯爐的改造，窯爐本身是通過輻射和傳導(dǎo)來進(jìn)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(zhì)量，可以達(dá)到節(jié)能的效果。

2.1.2 檢測和監(jiān)控

可以使用紅外技術(shù)實(shí)現(xiàn)對高溫、高速或者高壓運(yùn)作設(shè)備的檢測和監(jiān)控，可以發(fā)現(xiàn)設(shè)備存在的異常，及時的進(jìn)行隱患的排除，進(jìn)而保證設(shè)備安全運(yùn)轉(zhuǎn)。此外，可以使用紅外光譜實(shí)現(xiàn)對環(huán)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(shù)有著很好的精準(zhǔn)度，可以用于檢測和監(jiān)控工作中。

2.1.3 食品行業(yè)

在食品行業(yè)中，主要是對紅外加熱技術(shù)的使用，可以將其運(yùn)用到食品的解凍操作以及水產(chǎn)品的烘干操作等，采用紅外加熱，可以保證食材的風(fēng)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(jìn)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(nóng)業(yè)和畜牧業(yè)

利用紅外加熱技術(shù)可以用于畜牧業(yè)和農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)活動中，例如利用紅外技術(shù)來進(jìn)行種子的保鮮、植物的培養(yǎng)、動物的養(yǎng)殖和孵化等。紅外加熱技術(shù)在農(nóng)業(yè)和畜牧業(yè)領(lǐng)域有著較廣的運(yùn)用，利用紅外技術(shù)實(shí)現(xiàn)加熱、保溫，促進(jìn)農(nóng)作物的生產(chǎn)和動物的生長。

2.2 日常生活中的應(yīng)用

2.2.1 加熱和取暖

依靠紅外線加熱技術(shù)的加熱速度快，溫度均勻的特點(diǎn)，生產(chǎn)出的紅外加熱元件，可以很好地運(yùn)用到人們的日產(chǎn)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(yī)療保健和殺菌

近年來醫(yī)療保健已經(jīng)成為紅外輻射材料的重要應(yīng)用領(lǐng)域，使用紅外輻射不僅對一些淺表的疾病進(jìn)行治療，如風(fēng)濕病、關(guān)節(jié)炎、扭挫傷等，也可以用于治療一些內(nèi)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(shí)現(xiàn)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(yīng)用

2.3.1 散熱

航天工作中，探索工作的開展需要往宇宙發(fā)射和回收衛(wèi)星，在衛(wèi)星發(fā)射和回收的過程中，會經(jīng)過大氣層，會由于空氣摩擦而產(chǎn)生高溫的情況，溫度可以高達(dá)1000℃以上，為了保證衛(wèi)星接收器不會由于摩擦導(dǎo)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(jìn)行紅外涂層的涂抹，實(shí)現(xiàn)散熱的目的。

2.3.2 偵測和隱身

在軍事領(lǐng)域?qū)τ诩t外技術(shù)的運(yùn)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(fā)射紅外輻射，這樣在軍事領(lǐng)域就可以利用紅外技術(shù)來進(jìn)行偵測活動，如某個環(huán)境中，環(huán)境溫度是特定的，人的溫度同環(huán)境溫度存在差異，進(jìn)而產(chǎn)生不同的紅外輻射，介于這個特性，可以實(shí)現(xiàn)對紅外夜視、紅外制導(dǎo)、紅外對抗等。以紅外熱成像技術(shù)為例，可以利用紅外輻射來發(fā)現(xiàn)目標(biāo)，并引導(dǎo)進(jìn)行精準(zhǔn)的摧毀，反紅外技術(shù)則是對紅外偵測技術(shù)的一種應(yīng)對，使用紅外低發(fā)射率的材料進(jìn)行涂抹，這樣可以實(shí)現(xiàn)隱身，無法被偵測到。

2.3.3 紅外誘餌器

由于軍事領(lǐng)域?qū)t外技術(shù)的運(yùn)用，紅外技術(shù)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(jìn)行紅外技術(shù)，這樣對手在使用紅外制導(dǎo)時，則可能將攻擊轉(zhuǎn)移給誘餌，這是應(yīng)對紅外制導(dǎo)的一種方式。主要通過固體熱紅外的方式，在物體表面進(jìn)行高輻射陶瓷紅外材料的涂抹，這樣就產(chǎn)生了具有高紅外輻射的軍事誘餌，實(shí)現(xiàn)對對手的迷惑。

3 紅外輻射材料的前景展望

隨著紅外技術(shù)的不斷發(fā)展，本文認(rèn)為可以從多個方面來發(fā)展紅外輻射材料。

一是對輻射材料紅外光譜發(fā)射率進(jìn)行控制方法的探索，如根據(jù)不同的波段，給出不同的發(fā)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(jìn)行碳化，最終得到了碳化的海藻遠(yuǎn)紅外發(fā)射材料，極大地提升了輻射材料的發(fā)射率。

三是對紅外輻射材料進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)。納米技術(shù)的應(yīng)用，極大地提升了粉體的處理水平，當(dāng)前使用的微粉材料可以達(dá)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(yè)的運(yùn)用，提升產(chǎn)品的品質(zhì)。

四是紅外產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)多樣化。在材料的選擇上，將功能不同的材料進(jìn)行整合，使紅外產(chǎn)品具有豐富的功能，如抗紫外線和阻燃性等。此外紅外產(chǎn)品還應(yīng)該注重產(chǎn)品的多樣化發(fā)展，如紅外探測器和紅外聯(lián)機(jī)設(shè)備等的研發(fā)。

五是小型化和常溫化紅外產(chǎn)品的開發(fā)。紅外技術(shù)在醫(yī)療事業(yè)有著很大的應(yīng)用空間，一般情況下，人們不愿因采用手術(shù)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(fā)點(diǎn)。此外，在人們的室內(nèi)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(shí)現(xiàn)對室內(nèi)環(huán)境的優(yōu)化。

4 結(jié)語

綜上所述，紅外技術(shù)在許多領(lǐng)域都有著很好的發(fā)展，世界各國都對紅外技術(shù)進(jìn)行了開發(fā)和研究，紅外技術(shù)在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)制造、醫(yī)療保健、建筑、紡織、食品、軍事等各個領(lǐng)域都有著很好的應(yīng)用，隨著對紅外技術(shù)的研究不斷深入，無論是軍事領(lǐng)域還是民用領(lǐng)域，紅外輻射材料必然會得到更好的應(yīng)用。

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