Национальный стандарт РФ ГОСТ Р 8.944-2018 "Государственная система обеспечения единства измерений. Стандартные справочные данные. Алюминий, ртуть. Отражательная и излучательная способности в около- и сверхкритической области" (утв. и введен в действие приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 14 августа 2018 г. N 498-ст)

State system for ensuring the uniformity of measurements. Standard reference data. Aluminium Mercury. Reflectivity and emittance in near and supercritical region

МКС 17.020

Дата введения - 1 февраля 2019 г.
Введен впервые

Предисловие

1 Разработан Главным научным метрологическим центром "Стандартные справочные данные о физических константах и свойствах веществ и материалов" (ГНМЦ "ССД"), Международным учебно-научным лазерным центром (МЛЦ) МГУ

2 Внесен Техническим комитетом по стандартизации ТК 180 "Стандартные справочные данные о физических константах и свойствах веществ и материалов"

3 Утвержден и введен в действие Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 14 августа 2018 г. N 498-ст

4 Введен впервые

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на стандартные справочные данные (ССД) об отражательной и излучательной способности металлов ртути и алюминия в около- и сверхкритической области их термодинамических параметров состояния. Данные получены на рабочей длине волны импульсного лазера  = 1,062 мкм. Область применения сверхкритических технологий - от производства лекарств до ядерных реакторов на сверхкритических теплоносителях, создание уникальных покрытий для специальной техники и т.п.

Критические параметры:

ртути - Т_кр = 1763 К; Р_кр = 0,154 ГПа [1];

алюминия - T_кр = 7990 К; Р_кр = 0,271 ГПа [1].

Диапазон исследованных параметров:

ртути: температура от 1500 К до 2800 К;

давление от 165 до 635 МПа;

алюминия: температура от 3000 К до 7200 К;

давление от 18 до 200 МПа.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использована нормативная ссылка на следующий стандарт:

ГОСТ Р 54500.3/Руководство ИСО/МЭК 98-3:2008 Неопределенность измерения. Часть 3. Руководство по выражению неопределенности измерения.

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Общие положения

3.1 Основой для составления таблиц ССД являются данные, полученные в результате обработки экспериментального материала. Теоретические оценки, методика проведения эксперимента, расчетные соотношения пирометрии представлены в приложении А.

3.2 Отражательная способность - величина, описывающая способность металла отражать падающий на нее поток электромагнитного излучения.

3.2.1 Отражательную способность рассчитывают по формуле

,

(1)

где - поток зеркально отраженного излучения;

- поток падающего излучения.

3.2.2 - отражательная способность образцов при низком уровне энергии лазерного импульса (на длине волны  = 1062 нм), полученная в тестовых режимах, рассчитываемая по формуле (1).

Для ртути (Hg)  = 0,51  0,05; для алюминия (Al)  = 0,80  0,045.

3.2.3 p_t - отражательная способность образцов при высоком уровне энергии лазерного импульса (на длине волны  = 1062 нм), полученная в результате экспериментальных исследований, рассчитываемая по формуле (1).

3.2.4 Относительную величину отражательной способности рассчитывают по формуле

.

(2)

3.3 В случае непрозрачных тел (металлы вдали от фазового перехода металл - диэлектрик) величина () = 0 и излучательная (поглощательная) способность (), как спектральная, так и интегральная по длинам волн, определяется в соответствии с законом Кирхгофа следующим образом:

;

.

4 Стандартные справочные данные об отражательной и излучательной способности ртути и алюминия в диапазоне температур от 1500 К до 7200 К и давлений от 18 до 635 МПа

Стандартные справочные данные об отражательной и излучательной способности ртути в диапазоне температур от 1500 К до 2800 К и давлений от 165 до 635 МПа приведены в таблицах 1, 2.

Таблица 1 - Стандартные справочные данные об отражательной и излучательной способности ртути в диапазоне температур от 1500 К до 2100 К и давлений от 165 до 290 МПа ( = 1062 нм;  = 0,51  0,05; Р_пад = 400 МДж/см²)

Т, К	1500	1600	1700	1800	1900	2000	2100
	0,64 0,07	0,56 0,06	0,53 0,06	0,48 0,05	0,40 0,04	0,32 0,04	0,28 0,03
	0,33	0,29	0,27	0,24	0,20	0,16	0,14
	0,67	0,71	0,73	0,76	0,80	0,84	0,86
Р, МПа	165	185	220	235	260	280	290

Таблица 2 - Стандартные справочные данные об отражательной и излучательной способности ртути в диапазоне температур от 1500 К до 2800 К и давлений от 300 до 635 МПа ( = 1062 нм;  = 0,51  0,05; Р_пад = 530 МДж/см²)

Т, К	1500	1600	1700	1800	1900	2000	2100
	0,62 0,08	0,61 0,08	0,59 0,08	0,57 0,07	0,56 0,07	0,49 0,06	0,43 0,06
	0,32	0,31	0,30	0,29	0,29	0,25	0,22
	0,68	0,69	0,70	0,71	0,71	0,75	0,78
Р, МПа	300	305	310	325	365	400	445
	0,38 0,05	0,33 0,04	0,26 0,03	0,25 0,03	0,23 0,03	0,20 0,026	0,17 0,02
	0,19	0,17	0,13	0,13	0,120	0,10	0,09
	0,81	0,83	0,87	0,87	0,88	0,90	0,91
Р, МПа	460	500	560	570	585	600	635

Стандартные справочные данные об отражательной и излучательной способности алюминия в диапазоне температур от 3000 К до 7200 К и давлений от 18 до 200 МПа приведены в таблицах 3, 4.

Таблица 3 - Стандартные справочные данные об отражательной и излучательной способности алюминия в диапазоне температур от 3000 К до 3900 К и давлений от 18 до 38 МПа ( = 1062 нм;  = 0,80  0,045; Р_пад = 1,0 Дж/см²)

Т, К	3000	3100	3200	3300	3400	3500	3600	3700	3800	3900
	0,97 0,11	0,93 0,12	0,92 0,12	0,92 0,12	0,87 0,1	0,80 0,10	0,74 0,10	0,69 0,09	0,64 0,08	0,62 0,08
	0,78	0,74	0,74	0,74	0,70	0,64	0,59	0,55	0,51	0,50
	0,22	0,26	0,26	0,26	0,30	0,36	0,41	0,45	0,49	0,50
Р, МПа	18	38	41	52	52	51	48	38	-	-

Таблица 4 - Стандартные справочные данные об отражательной и излучательной способности алюминия в диапазоне температур от 3000 К до 7200 К и давлений от 36 до 200 МПа ( = 1062 нм;  = 0,80  0,045; Р_пад = 3,0 Дж/см²)

Т, К	3000	3500	4000	4500	5000	5500	6000	6500	7000	7200
	0,78 0,11	0,82 0,11	0,80 0,11	0,77 0,11	0,72 0,10	0,67 0,09	0,60 0,08	0,52 0,07	0,43 0,06	0,18 0,03
	0,62	0,66	0,64	0,62	0,58	0,54	0,48	0,42	0,34	0,14
	0,38	0,34	0,36	0,38	0,42	0,46	0,52	0,58	0,66	0,86
Р, МПа	36	38	45	51	60	69	88	106	130	200

Погрешность относительной величины отражательной способности обусловлена систематической (инструментальной) погрешностью и случайной погрешностью. Инструментальная погрешность составляет  5 %, случайная погрешность и связанный с ней разброс точек при проведении эксперимента составляет до 15 % в отдельных экспериментах.

Средняя квадратическая погрешность определения относительной отражательной способности состоит из суммы двух указанных составляющих и для таблиц 1 и 2 равна 11,6 %; для таблиц 3 и 4 - 14,4 %. Расчет погрешностей проводят по ГОСТ Р 54500.3/Руководство ИСО/МЭК 98-3:2008.

Методические вопросы экспериментального исследования и вопросы температурных измерений представлены в приложении А.

Библиография

[1]	Фортов B.E., Храпак А.Г., Якубов И.Т. Физика неидеальной плазмы. - М.: Физматлит, 2004. 528 с.
[2]	Свет Д.Я. Объективные методы высокотемпературной пирометрии при непрерывном спектре излучения. - М.: Наука, 1967. 236 с.
[3]	Фортов В.Е. Динамические методы в физике плазмы//УФН. 1982. Т. 138. Вып. 3. С. 36
[4]	Крохин О.Н. и др. Лазерная плазма. Физика и применения. - М.: МИФИ, 2003. 400 с.
[5]	Методика ГСССД МЭ 179-2011. Методика экспериментального определения температуры исследуемых объектов до 105 К с наносекундным временным разрешением при специальной калибровке оптического тракта пирометра//Ивочкин А.Ю., Каптильный А.Г., Карабутов А.А., Ксенофонтов Д.М. Деп. в ФГУП "СТАНДАРТИНФОРМ" 13.04.2011 г., N 873а-2011кк
[6]	Ахманов С.А., Никитин С.Ю. Физическая оптика. - М.: Изд-во МГУ; Наука, 2004. 656 с.