Mikron M390超高温黑体炉——热反应火焰温度测量中的应用

Mikron M390超高温黑体炉在热反应火焰温度测量中的应用 —— 基于氧化剂形态对燃烧性能影响的实验研究

在高温热反应体系中，火焰温度是评估燃烧效率与反应性能的关键参数。为了获得高精度的温度数据，研究人员在实验中引入了Mikron M390超高温黑体炉，作为颜色辐射测温技术中的温度标定标准源。该设备的应用成为论文《连接热反应中的聚集与燃烧速率：氧化剂形态的作用》（Combustion and Flame, 2021）中成功获取火焰温度数据的核心技术手段。简要来说，通过提取三通道强度（红、绿、蓝）比值，结合黑体源（Mikron M390）进行校准，从而获得反应火焰的温度。原始视频通过自建的MATLAB程序处理，并使用MATLAB内置算法进行贝叶斯滤镜的解码，最终输出和报告相应的火焰温度图。

该研究聚焦于铝/氧化铜（Al/CuO）热反应体系，探讨了不同形态的氧化剂（CuO微粒、微线和纳米粒子）对燃烧速率、温度及铝颗粒聚集行为的影响。在实验过程中，研究人员采用高速摄像系统记录燃烧过程，并结合颜色辐射测温技术进行温度分析。通过提取图像中红、绿、蓝三通道的光强比值，并以Mikron M390超高温黑体炉为温度基准进行校准，从而实现了μm级空间和μs级时间分辨率下的火焰温度测量。

Mikron M390超高温黑体炉提供了稳定可控的辐射源，其输出与黑体辐射特性高度吻合，是进行高温热辐射校准的理想设备。结合自编写的MATLAB图像处理程序，研究团队将每一帧图像中像素点的颜色信息转化为实际温度，并生成火焰温度分布图，最终实现不同氧化剂形态下热反应温度对比分析。

实验结果显示，使用CuO微线代替CuO微粒后，热反应的火焰温度从2550 K显著提高至3200 K，燃烧速率提升约27倍。此类对比数据的精确性依赖于Mikron M390超高温黑体炉的稳定温度标定，使研究团队能够准确量化热反应性能的提升，并进一步提出“口袋模型"（Pocket Model）解释氧化剂形态如何影响铝聚集尺寸与燃烧行为。

综上所述，Mikron M390超高温黑体炉在本研究中作为温度测量与校准的核心设备，不仅保证了实验数据的准确性与一致性，也为深入理解高能材料燃烧机制提供了重要支撑。其在热反应研究中的应用，体现了精密热辐射测量设备在前沿材料科学实验中的关键价值。