[发明专利]一种热力耦合作用下的复合材料激光反射率测量方法

说明书

本发明涉及一种热力耦合作用下的复合材料激光反射率测量方法，涉及材料测试领域，将样品安装在样品模具上，样品一端与数显拉力计相连，数显拉力计牵拉样品以使样品紧贴样品模具的导热铜台上，调节加热台功率以使样品温度达到预定值；待样品上温度稳定后，打开积分球上的激光器，同时控制升降装置使积分球下移至积分球检测口与样品模具紧密贴合，使用电流表读取当前探测器的电流值；随后关闭激光器再次使用电流表读取当前探测器的电流值；通过两次读取的电流值与最先标定的漫反射光强度基数计算样品的反射率，本发明具有对样品施加温度和张力的同时能够去除样品和加热台背景红外辐射的优点。

技术领域

本发明涉及材料测试技术领域，尤其涉及一种热力耦合作用下的复合材料激光反射率测量方法。

背景技术

在激光成型和加工过程中材料反射率不仅随温度的变化而发生改变，高能激光辐照下材料表面形貌和结构也会发生改变，综合改变材料的表面反射率，材料属性变化导致激光成型加工过程中工艺温度控制具有很大难度。测量不同温度和张力下的材料反射率，是实现激光成型加工的关键技术，但目前并没有成熟的测试方法。

测量材料反射率最常用的是积分球法。积分球是在稳态光测量中应用较为广泛的装置，积分球内壁一般为反射率较高的漫反射涂层，入射到球体的光在球内壁经历多次漫反射后，在球面上形成均匀的光强分布，在球体内壁放置光电检测器，则检测到光强可以代表积分球内均匀分布的光强度。换言之，如果在积分球的任意地方开一个小口，测量小口的出射光强都可以获得几乎相同的光强。所以积分球是一个非常理想的转接装置，为后续的光强测量提供了较多的容错率。

授权公告号为CN102426129B的一种积分球反射率测量的样品加热装置，其公开了可实现样品加热状态下的反射率测量。但该装置仅对于易夹持且不易变形的金属样品实用性好，无法满足其他类型如纤维、薄膜、易受热变形的树脂等材料的加热，适用性范围窄，并且加热源长期与积分球接触，探测器极易受热损坏，即使有陶瓷隔热层保护也难以进行较高温度或长时间加热测量。

因此，针对以上不足，需要提供一种热力耦合作用下的复合材料激光反射率测量方法。

发明内容

（一）要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是解决现有的反射率测量装置不能准确对加热状态以及牵拉状态下的样品进行准确检测的问题。

（二）技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种热力耦合作用下的复合材料激光反射率测量方法，包括以下步骤，

Ⅰ.采用标准漫反射板对积分球进行漫反射光强度基数的标定；

Ⅱ.将样品安装在样品模具上，样品一端与数显拉力计相连，数显拉力计牵拉样品以使样品紧贴样品模具的导热铜台上，调节加热台功率以使样品温度达到预定值；

Ⅲ.待样品上温度稳定后，打开积分球上的激光器，同时控制升降装置使积分球下移至积分球检测口与样品模具紧密贴合，使用电流表读取当前探测器的电流值；随后关闭激光器再次使用电流表读取当前探测器的电流值；

Ⅳ.通过两次读取的电流值与最先标定的漫反射光强度基数计算样品的反射率。

作为对本发明的进一步说明，优选地，样品的反射率公式为：

其中，

为漫反射光强度基数；

为激光器打开时探测器输出的电流值；

为激光器关闭时探测器输出的电流值。

作为对本发明的进一步说明，优选地，样品模具内开设样品槽，样品与样品槽底端面抵接，样品槽底端面水平或倾斜。

作为对本发明的进一步说明，优选地，样品测试温度范围为20～500℃。

作为对本发明的进一步说明，优选地，积分球与样品之间最大间距为150mm，以使探测器运行在安全温度50℃以内。