Основная особенность полупрозрачных конструкционных матери-
алов, которую необходимо учитывать при рассмотрении процессов
лучистого теплопереноса, — это оптическая неоднородность, обусло-
вленная наличием микроскопических инородных объектов, частиц,
пор, флуктуаций плотности, комплексный показатель преломления ко-
торых отличается от соответствующих значений связующей среды.
В отличие от оптически однородных материалов в неоднородных,
кроме поглощения излучения имеет место и рассеяние электромаг-
нитных волн на оптических неоднородностях полидисперсной среды
с определенной функцией распределения неоднородностей по разме-
рам. Таким образом, проникающее излучение поглощается в зависи-
мости от оптических свойств среды, а при длине волны электромаг-
нитного излучения, сравнимого с эффективным размером инородных
объектов, — рассеивается. В микроскопическом приближении, когда
существенны дифракционные эффекты, свойства рассеивающей сре-
ды характеризуются показателями поглощения (
κ
λ
) и рассеяния (
σ
λ
).
Нередко, особенно в зарубежной литературе, их называют коэффи-
циентами, но тогда следует корректировать терминологию, чтобы не
использовать одинаковые названия для различных характеристик. На-
пример, это касается безразмерного коэффициента поглощения (по-
глощательной способности) — как отношения поглощенного и падаю-
щего потоков излучения. Для решения уравнений теплопроводности
важны размерные параметры, которые можно рассчитать, используя
экспериментально измеренные спектрофотометрические (отражатель-
ную
r
(
H
)
, пропускательную
τ
(
H
)
и излучательную
ε
w
) способности
плоских образцов материалов с толщиной
H
[18, 19].
Частичная прозрачность среды обусловливает исключительное
своеобразие процессов теплопереноса. При действии внешних ис-
точников излучения нагреву подвергается не только поверхность (в
области непpозpачности), но и прилежащий к облучаемой границе
подповерхностный слой конечной толщины. Так, при воздействии
мощного потока излучения на непрозрачные материалы происхо-
дит нагрев с отрицательным градиентом температур, который при
определенных температурах сопровождается поверхностным плавле-
нием (испарением или сублимацией). При действии излучения на
полупрозрачные материалы (особенно коллимированного излучения)
при определенном соотношении теплофизических и оптических па-
раметров и граничных условиях теплообмена развивается перегрев
внутренних слоев относительно поверхности. В отличие от поверх-
ностного нагрева непрозрачных материалов в полупрозрачных может
формироваться подповерхностный температурный максимум с поло-
жительным приповерхностным градиентом температур. Указанный
18 ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2012. № 4
