Alの熱反射

Question

いつも技術の森を拝見させて頂いております。

客先に質問された内容なのですが、「Aｌの熱反射」についてです。

Alの熱反射という言葉を聞いたことがなくどういったことなのかわかりません。

Alは熱反射が良いのでしょうか？

それに付随して表面処理（アルマイト、鍍金ｅｔｃ）を行うと性能が上がったりするものなのでしょうか？

あと熱反射を測定する方法があるのであればご教授お願い致します。

Accepted Answer

http://www.iri-tokyo.jp/publish/report/11/P11F.pdf

↑ここに反射率を測定して、その値から放射率(輻射率)を求める論文があります。一般に、

反射率=1-放射率

なので、放射率が判れば反射率は求めることが出来ます。この論文とは逆の展開ですね。なぜ、わざわざこういう事を書くのかというと、世間に出回っているデータは反射率より放射率の方が多いからです。需要が多いのでしょうね。手元にある文献によると

アルミ放射率
高度研磨面:0.039～0.057
普通研磨面:0.040
粗面:0.055
酸化面:0.11

になっています。反射率に直すと普通研磨面で0.96程度、酸化面で0.89程度ですね。研磨面の方が反射には有利であると言うことが言えますが、差はそれほど大きくはならないですね。例えば鋼などの場合、

鋼放射率
研磨面:0.066
酸化面:0.79

となっています。鋼も研磨面の反射率は悪くないですが、アルミに比べて表面の状態で値が大きく変わるようです。さらに酸化しやすいので研磨面を維持することが難しいですしね。

以上のことから、アルミは放射による伝熱を受けにくく、表面の状態に影響されにくいと言うことが言えます。表面処理によって研磨面より反射率を上げられるかどうかは私自身やったことがないので何とも言えないですが、表面処理によって反射率を高いレベルで維持する(劣化を防ぐ)というのは考えられます。

測定の方法ですが、上の論文にもありますが直接測定を行う場合、積分球を使用することが多いようです。普通は積分球なんて持っている人はいないと思うので関係機関へ依頼して測定するのが一般的です。

客先への模範解答としては

「アルミは確かに反射率が高いですが、他の金属と比較して研磨面の反射率がずば抜けて高いと言うことはありません。アルミにするメリットは表面が劣化しても反射率の低減率が低く耐劣化性に優れていると言うことです。また、単純に反射率・耐劣化率だけを取れば金の方が高性能ですが、アルミの方が低コストであると言うことが言えます。」

じゃないでしょうか？

Answer

＃２さんが，いい論文を紹介されていますので，蛇足になってしまいますが・・・・

反射率には波長依存性がありますので，各種のデータを比較するときは，どの波長に対する反射率か注意してご覧ください。

また，発熱体の放射する赤外線の波長は，温度によってエネルギー分布が異なります。太陽（５７８０Ｋ）では，放射エネルギーのピークは０．５μｍ付近です。赤外線ヒーター（２０００Ｋ程度）では１．５μｍ，一般の電気機器の放熱などを考慮するときには，３００Ｋ少々の物体からの放射なので１０μｍ程度になります。

何も断りのない反射率データは，可視光線（０．３８μｍ－０．７８μｍ）のデータの場合があります。どの程度の温度領域（波長）を扱うかを明確にすると，数値的に扱いやすくなります。

Answer

熱反射というよりも、赤外線反射で調べると良いです。

アルミは反射望遠鏡の材料として使われるほど、使いやすくて反射性能に優れています。
反射は完全に磨き上げるほど良くなって、表面処理は逆でしょうね。

測定機器として、サーモグラフ（人体の発熱具合を画像で見るような）は扱ったことありますが、反射率が測れるのか知りません。
公的機関への相談、依頼が良いと思います。下記はほぼピッタリではないかと思います。

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