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辐射换热是自然界中最基本的三种传热方式之一,在生活和不同的工程技术领域中,如国防、太阳能、节能建筑等方面都有着广泛应用。辐射特性参数是评价材料光学性能的重要指标。在以往的传热分析中,为了便于计算通常将实际物体表面的假设为漫反射表面或镜反射表面,而双向反射分布函数(Bidirectional Reflectance Distribution Function,BRDF)可以更加准确的描述实际物体表面的辐射特性,并使介质材料的辐射传热分析更加准确。本文的主要工作如下:在可见光及近红外波段,由于材料表面粗糙度和入射波长与晶体内部晶粒粒径相当,表面粗糙度的影响不可忽略。因此,本文考虑了实际物体表面BRDF的影响,将BRDF耦合到材料辐射特性反演的过程中。利用光谱半球反射率、半球透射率、法向反射率和法向透射率等检测信息反演一维平板内介质辐射特性参数。文章采用DRESOR(Distributions of Ratios of Energy Scattered or Reflected)法计算了一维平板内的辐射传递正问题,并用粒子群算法(Particle Swarm Optimization,PSO)反演了介质和表面的辐射特性参数,进而将该方法分别应用于吸收散射介质、强散射介质和强吸收介质三种情况下辐射特性参数的反演。研究表明,反演结果与给定初值相吻合,因此,该方法可用于反演一维平板内介质和表面辐射特性参数。在中远红外波段,与入射光的波长相比,材料表面的粗糙度的影响可以忽略。因此,可以利用测量得到材料的光谱半球反射率反演得到材料的光学常数。本文分别采用Lorentz振子和Kramers-Kronig关系计算了多晶Al2O3材料的光学常数,验证了计算方法的有效性。进而利用该方法反演了不同晶体结构的Al2O3和SiC的光学常数,研究发现在中远红外波段,由于同质异晶体晶体结构差异很大,其光学性能的差异也很大。