钴是一种重要的磁性材料,因其具有高强度、铁磁性、热稳定性等特点而广泛应用于电子、化工设备、耐热、原子能等行业。光谱发射率是表征材料热物性的一个重要参数,在工业生产、科学研究、航空航天等领域都发挥着重要的作用。在金属材料的研发和冶炼过程中,对材料的热物性参数和温度进行精确测量尤其重要,其测量精度将直接影响冶炼金属的性能和质量。但是光谱发射率并不是一个一成不变的值,它会受波长、温度、表面条件等因素的影响。即使是同一种材料,如果改变其中任意一个条件都可能导致发射率发生较大的变化。因此,研究钴的光谱发射率具有非常重要的实际意义。目前,光谱发射率测量技术由于涉及到军事隐身材料表征,该类测量仪器国外对我国严格禁运,并且光谱发射率技术尚无国际和国家测量标准。近年来,国内相关科研院所陆续开展了光谱发射率测量技术的研究,研制了基于能量法、反射法等多种光谱发射率测量仪器。但是由于测量方法不统一,仪器研制水平参差不齐,测量波长范围、温度范围和测量精度等差别较大。鉴于金属钴的重要性及其光谱发射率国内研究较少。本文基于实验室多年在光谱发射率测量技术方面的基础,主要从两个方面展开研究,一是固态金属钴的法向光谱发射率研究,重点研究表面粗糙度对光谱发射率的影响。二是搭建熔融金属光谱发射率测量装置,首次对熔融钴的法向光谱发射率进行了测量。论文主要研究工作如下:1.详细介绍了国内外钴光谱发射率研究的相关数据,对光谱发射率的测量方法进行分类和总结,重点总结了熔融金属光谱发射率测量的技术方法,并对各种测量方法和装置的优缺点进行归纳。2.对实验室基于傅里叶变换红外光谱仪搭建的固体发射率测量装置进行了详细的介绍,并利用双温黑体法对仪器进行校准。测量了16种不同粗糙度的金属钴在473K、547K、673K、773K、873K、973K和3-20μm的法向光谱发射率,并选取四种具有代表性的粗糙度样品,进一步分析了波长、温度以及粗糙度对钴法向光谱发射率的影响。结果表明,当波长小于8μm时,样品的法向光谱发射率随温度的增加而减少。波长大于15μm时,样品在不同温度下的法向光谱发射率差值随波长的增加而增加。11.5μm是光谱发射率曲线交叉点,即X点。总体来看,钴的法向光谱发射率随波长的增加而单调递减,随着粗糙度的增加而增加。基于Agababov粗糙度函数提出了一个计算光谱发射率的改进模型,利用该模型可推导出钴在不同粗糙度下的法向光谱发射率。3.在熔融钴光谱发射率测量实验中,基于光纤光谱仪快速测量、以及电磁加热速度快的优势,搭建了一套熔融金属光谱发射率测量装置,实现了金属钴光谱发射率的实时测量。该装置主要由黑体、电磁加热器、近红外光谱仪以及光学系统构成。利用多温黑体法对光谱仪进行校准,优化新的算法计算了光谱发射率以减小背景辐射的影响,进一步研究了近红外波段金属钴在熔点处法向光谱发射率的变化规律,并与文献中报道的数据做了对比,验证了该装置的可靠性。本文的研究进一步丰富了钴的光谱发射率,为其在金属材料研发、科学研究与应用过程中提供了重要的数据支持。