不要太深奥，一文了解黑体涂料

红外辐射加热在众多工业领域得到越来越多的应用，是因为人们逐渐意识到辐射传热对于热交换效率提升的意义是非常重大的，提高了辐射热的吸收对于高温加热设备、高温窑炉、换热管道来说，往往是事半功倍的。志盛威华集团是国内较早用涂料涂层的方法协调辐射源与吸收端被加热物体的辐射波段优化配置的，从而提升工业加热热效率，不但缩短了加热的时间，同时也减少了热源的损耗。典型的例子有很多：锅炉水冷壁喷涂1061高温远红外辐射涂料，红外加热器面板上涂411红外辐射涂料，原油常压炉、减压炉以及裂解炉炉管上面喷涂1061高温远红外辐射涂料，用于工业制品烘烤的高温炉箱内壁涂覆411红外辐射涂料（高温型），制作无缝钢管的环形炉炉壁上喷涂1061高温远红外辐射涂料，钢铁厂热风炉陶瓷球上涂覆1061高温红外热吸收涂料提高蓄热效率等等。

我们很多人都知道，世界上任何物体都具有不断辐射、吸收、发射电磁波的本领，是因为只要物质的温度在零度以上，也就是零下273.15℃，都会产生分子（基团或原子）基频振动、分子（基团或原子）转动或者电子旋转和自转，在这些微观运动时会产生光子向外发射，同时也可吸收其它物质发射来的光子。辐射出去的电磁波在各个波段是不同的，也就是具有一定的谱分布。这种谱分布与物体本身的特性及其温度有关，因而被称之为热辐射。ZS-1061耐高温红外辐射涂料因加入不同的金属氧化物、稀土氧化物，在不同温度下综合优化发挥出很高的辐射率，选用多种材料就是发挥材料好温度下辐射性，弥补不同材料不同温度下辐射性的差别，发挥材料的整体合力效应，整体提高涂料的远红外辐射节能性能。

一般来说，燃料燃烧、电热器具热源等放出的红外线能力以近红外线占主导，由于波长较短，因此可以产生大量的热效应。红外线是电磁波的一种，是位于0.76-1000 微米的一段，红外线是不可见光线，从理论上来说，物体热辐射的电磁波波长范围是从零到无穷大，但是，在工业上有意义的热辐射波长范围为0.8~100μm之间，且大部分能量位于红外线区间0.76~20μm范围内，也就是近红外区。

为了研究不依赖于物质具体物性的热辐射规律，物理学家们定义了一种理想物体——黑体（black body），以此作为热辐射研究的标准物体。而热辐射四大定律作为红外加热的基础理论，正是以黑体为对象的基础上研究得来的。其中斯特藩-玻尔兹曼定律从本质上表明了一个热源辐射出的总能量都与什么因素有关？是什么样的关系？

我们来回顾一下斯特藩-玻尔兹曼定律：一个黑体表面单位面积在单位时间内辐射出的总功率（称为物体的辐射度或能量通量密度）j* 与黑体本身的热力学温度T （又称绝对温度）的四次方成正比，即j*=σΤ⁴，σ是斯特藩常数，σ=5.67×10^-8 W·m^-2·K^-4。斯特藩-玻尔兹曼定律充分说明了黑体的总辐射能只跟温度有关，与其它任何因素都无关系。但是在我们现实世界中是不存在黑体的，所以斯特藩-玻尔兹曼定律也指出了实际物体的总辐射能除了与温度有关并符合上述公式以外，还与它的发射率有关，且成正比，即j*=εσΤ⁴，ε就是该物体的发射率。ZS-1061耐高温红外辐射涂料水性无毒无味，红外波段辐射率ε>0.93，耐温1800℃，涂层抗热冲击能力、抗热震佳，涂层不龟裂，不脱落，耐高温氧化腐蚀性好，不污染环境、存放期长、粘结性能好、使用寿命长，施工方便。

明白了斯特藩-玻尔兹曼定律的本质关系，我们也就不难理解志盛威华高发射率涂层为什么能提高红外热辐射效率了。首先，对于辐射端来说，除了温度之外，发射率是能够改变其辐射总功率的；其次对于吸收端来说，高发射率涂层必有高吸收比，也就是说提高吸收端的吸收比是增加辐射热热量吸收的途径了。ZS -411红外辐射涂料按耐温分为150℃和600℃两种，成膜溶液里添加纳米碳管等具有较高热传导率和高发射性的材料，能使涂层表面呈现宏观光洁微观粗糙的形貌的纳米材料组元，可以大大增加换热装置的辐射面积，显著提升辐射换热效果。同时加入大量被电子跃迁过的多种尖晶石材料作为复合红外辐射体，既增加了杂质能级，使涂层在整个波段尤其是0.76~100μm波段红外发射率ε都在0.92以上，又保持了相应的耐热稳定性、耐腐蚀性。

热辐数不依靠中间媒介，可以在真空中传播，且传播率较高。物体间以热辐射方式进行的热量传递是双向的，发射热辐射能力越快、吸收热辐射能力也越快。虽然温度对辐射能的影响是巨大的，但我们也不能为了增加辐射传热而一味地升温，因为这会造成大量的能源浪费。发射率ε对辐射传热的影响被很多锅炉窑炉设计人员所忽视，这是不对的，对工业生产来说是很大的损失。志盛威华耐高温红外涂料411和1061能满足工业上不同温度下需要的高发射率涂层，热辐射特性接近于黑体，不同波长下辐射特性基本相同，是一种红外辐射系数非常高的灰体。要做到既提升了辐射传热效率又不浪费过多的能源，只能在适当调整热源温度的同时，设法提升辐射源的高发射率或者吸收端的高吸收比。