Указанный выше метод косвенного определения интегральных оптических коэффициентов может быть также применен для раСт чета интегрального коэффициента излучения при повышенной температуре. Для этого могут быть использованы значения G (X), приведенные в работе [41]. Однако недостатком этого метода в в данном случае является то, что мы должны исходить из пред­положения о неизменности спектральных характеристик покрытий при повышении температуры.

Правильнее определять значения ас и є при повышенной тем­пературе непосредственным измерением этих коэффициентов при нагреве в вакууме поверхности с нанесенным покрытием по мето­дике, описанной в работах [145—147].

Непосредственное определение ас при повышенной температу­ре основано на измерении скорости нагрева и охлаждения образ­ца, установленного в фокальном пятне концентратора електроду­гового излучателя, использованного для имитации солнечного потока. Уравнение, по которому определяется ас, имеет вид

(3.5)

где Рим — плотность падающего на образец имитированного сол­нечного потока, Вт/см2; S — площадь образца, см2; т — масса образца, кг; с — удельная теплоемкость, Дж/(кг-К); Т — темпера­тура, К; т — время, с.

Экспериментальная установка состоит из электродугового излучателя, довольно точно воспроизводящего солнечный спектр в интересующем нас интервале 0,2—2,4 мкм. Излучатель снабжен двумя зеркальными отражателями параболоидной фор­мы, у которых в интервале спектра 0,2—3,0 мкм R х 0,85. Диа­метр зеркала 0,6 м, фокусное расстояние 0,24 м. Падающий па образец поток в 100 — 150 раз превосходит солнечную постоян­ную. Установка имеет вакуумную камеру, обеспечивающую раз­режение не менее 5-Ю-5 мм рт. ст., окно которой выполнено из молибденового стекла, пропускающего в среднем 92% излучения в интервале 0,3—2,4 мкм. Измерительная схема установки со­стоит из термопар и электронного самопишущего потенциометра.

При установке образец сдвигают относительно фокуса, чтобы получить сравнительно равномерное распределение падающего потока по диаметру образца (0,02 м), так как в фокусе концент­ратора тепловые потоки максимальны и неравномерны. Плот­ность теплового потока в месте установки образца определяют калориметрическим способом с помощью водоохлаждаемого по­лостного цилиндрического калориметра с диаметром входного отверстия, равным диаметру образца.

Сложный водяной калориметр можно заменить металлическим диском, покрытым сажистой поглощающей эмалью с известным ас, и определить плотность теплового потока по формуле (3.5). Для измерений ас при температуре ниже 300° С использовалась хромель-копелевая термопара. Точность измерения ±0,3° С.

При температуре выше 300° С применяли вольфраморениевую термопару с точностью градуировки + 1,5° С.

Результаты измерений ас для описанных в 3.4 двух — и трехслой­ных селективных покрытий в интервале 100—300° С показали, что интегральный коэффициент солнечного поглощения почти не за­висит от температуры и составляет 0,88 и 0,9 соответственно.

Для непосредственного определения интегрального коэффи­циента собственного теплового излучения при данной температуре поверхности Єт можно использовать установку, позволяющую из­мерять скорость охлаждения тонкостенного образца в условиях вакуума, когда влиянием конвекции и теплопроводности газа мож­но пренебречь и весь теплообмен идет только за счет излучения [146]. Тогда

mc{dT і dx)0XJl

Єт aS [(Tj/100)1 — (їуіОО)1] ’

где Т1 и Т2 — температура поверхности образца и стенок камеры соответственно, К; (dT/dт)охл — скорость охлаждения образца, К/ч; S — площадь образца, м2; а — постоянная Стефана—Больцмана.

Испытываемый образец подвешивался на тонкой вольфраморе — пневой проволочке в центральной части нагревателя в камере, где поддерживается вакуум 1СГ5—10_6 мм рт. ст. После нагрева до нужной температуры образец автоматически переводится в камеру со стенками, охлажденными азотом до —190° С. Для из­мерения скорости охлаждения образца применялась автоматическая схема, которая фиксировала отдельные сигналы ЭДС термо­

пары при помощи печатающего хронографа с кварцевым генера­тором. Данные, полученные при измерении коэффициента излуче­ния в интервале 50—300° С двух — и трехслойных селективных покрытий, описанных в 3.4, показали (рис. 3.17), что є разрабо­танных покрытий увеличивается незначительно с возрастанием температуры, что говорит о возможности эффективного исполь­зования их и при повышенной температуре в случае отсутствия структурных и фазовых изменений в многослойных интерферен­ционных покрытиях, состоящих из чередующихся металлических и диэлектрических слоев, что обеспечивается правильным выбо­ром материалов и технологии их нанесения.

Следует отметить, что, вероятно, наиболее точным является метод определения коэффициентов ас и є из космических экспе­риментов, который будет подробно рассмотрен в 3.8.

3.7.