熔体光谱辐射率有着广阔的应用背景,不仅对熔体真温测量、换热分析、制备工艺优化有着重要的意义,而且能够给出熔体结构分析的有用信息,促进对熔体学科的认识和发展。我国载人航天“空间站”“无容器材料实验柜”已规划熔体光谱辐射率的测量功能。本文基于辐射率定义即材料光谱辐射强度与同一温度下标准黑体辐射强度的比值,采用在相同光路条件,相同温度下分别测量熔体和黑体光谱辐射强度方法,然后求取二者比值,进而得到熔体材料光谱辐射率。基于此原理建立了熔体光谱辐射率的测量装置,包括样品加热炉,黑体炉,光路系统以及辐射能测量系统。样品加热炉装置采用红外线灯管这种非传统加热方式进行加热,该方法中将红外线加热灯管与样品分别放置在椭圆形反射罩焦点处,椭圆形布置利用焦点会聚特点使红外线灯管热量集中照射样品。采用三只灯管布置在样品周围,呈等边三角形状,三只灯管使样品表面全面受热。红外线穿透样品加热,加热效率可提高几倍以上;另一方面,灯管加热比激光加热成本低,节省空间,无二次污染。通过对辐射测量系统线性度的测试,拟合残差分布,得到最大非线性误差为0.4039%,符合系统的线性度要求。对固体镍材料辐射率在2.5μm²5μm波长范围测量并分析其随温度和波长的变化规律。在2.5μm¹1μm,其光谱辐射率随着波长增加呈下降趋势,11μm¹6μm以后逐渐平缓;在305℃¹000℃,随着温度升高光谱辐射率呈现上升趋势。与文献测量结果符合较好,对结果不确定度分析,最大不确定度为5%,验证了装置可靠性和准确性。采用搭建装置和气悬浮装置分别测量了金属Sn熔体,金属氧化物MgO、Al₂O₃熔体的光谱辐射率。结果表明金属Sn熔体的光谱辐射率随着波长的增加而上升,随着温度升高其值也增大。对MgO熔体光谱辐射率在波长350nm²200nm的变化规律分析发现,MgO熔体光谱辐射率在350nm⁹80nm随波长增加而呈下降趋势,在980nm²200nm随波长的增加呈抛物线状,其先上升到最大而后降低。在2600℃,2700℃,2800℃三个温度点下随温度的变化规律为在350⁹80nm随温度上升而下降,在980nm²200nm随温度变化呈现波动情况,2700℃下光谱辐射率达到最大。Al₂O₃熔体的辐射率随波长变化规律同MgO随波长变化规律相同,在350nm⁹80nm随波长增加而下降,在980nm²200nm随波长变化呈抛物线形状,先上升到极点而后又下降。其在2400℃,2500℃,2600℃,2700℃,2800℃五个温度点下随温度变化规律为在350nm⁹80nm随温度上升呈现下降趋势;在980nm²200nm波长范围内,2700℃下光谱辐射率最大。本文建立了金属熔体的光谱辐射率测量装置,通过该装置和气悬浮装置分别测量了金属Sn熔体和金属氧化物MgO、Al₂O₃熔体的光谱辐射率。目前,对熔体光谱辐射测量数据尚少,本文中对熔体光谱辐射率的测量研究可以为空间“无容器”熔体光谱辐射率奠定基础。