Jaki jest najlepszy odporny na ciepło materiał prześwitujący?

Szukam materiału, który może być używany w środowisku niekomercyjnym, które pozwoli na przenikanie światła (lub prawie wszystkich), ale będzie odporne na ciepło (przez odporność na ciepło rozumiem, że nie pozwoli przeniknąć ciepła na drugą stronę) , nie że samo urządzenie nie nagrzeje się - chociaż mogą być od siebie zależne).

Aby lepiej zrozumieć moje wymagania, próbuję oświetlić pomieszczenie światłem o natężeniu 40 000 luksów, używając kilku żarówek metalohalogenkowych (MH) do eksperymentu naukowego. Żarówki zużywają 1800 - 2400 wat, co oznacza, że ​​będzie produkować dużo ciepła. Ponieważ prawdziwi ludzie będą uczestniczyć w eksperymencie (siedząc około 6-12 cali od źródła światła w celu zwiększenia ilości luksów docierających do obiektu), obawiam się, że ciepło wytwarzane przez żarówki będzie zbyt trudne do zniesienia. Dlatego chcę umieścić jakiś materiał (taki jak szkło lub plastik) pomiędzy obiektem a źródłem światła, tak aby maksymalne światło przenikało z minimalnym ciepłem.

Jak najlepiej to zrobić?

Oświetl pomieszczenie pośrednio przez reflektory dichroiczne pod kątem 45 stopni do każdej przezroczystej ściany. Będą odbijać światło pod kątem 90 stopni (tj. Do pomieszczenia), ale pozwolą, by ciepło przechodziło prosto.

(Uwaga: możesz chcieć, aby chłodzone wodą radiatory znajdowały się za reflektorami lub inne odpowiednie urządzenia do usuwania ciepła).

Problemem będzie podczerwień.

Będzie to kompromis między wagą, przepuszczalnością światła, kosztami, przewodnością cieplną.

Najlepiej będzie szukać tak zwanych „żeli” filtrów, jak to określa się w przemyśle oświetleniowym, zwłaszcza oświetlenia scenicznego. Zwykle są one opracowywane dokładnie według twoich wymagań; absorbować podczerwień i rozpraszać ją jako ciepło, pozostawiając nienaruszone spektrum kolorów. Są to zasadniczo arkusze z tworzywa sztucznego z nastrojonymi właściwościami optycznymi / termicznymi. Uważam, że osłony termiczne na podczerwień są tym, czego możesz chcieć. Filtry LEE to renomowany producent. Porozmawiaj z nimi

Na początek zwykłe szkło okienne będzie dobrze działało w tej sytuacji, ale istnieje niewielka szansa, że ​​lokalne ogrzewanie spowoduje pęknięcie. Prawdopodobnie przetestuję to najpierw, zanim przejdę do czegoś bardziej egzotycznego, co będzie trudniejsze do znalezienia / zastąpienia i kosztuje więcej.

W moim laboratorium używamy przede wszystkim szkła Pyrex (szkło borokrzemianowe) jako materiału okiennego do wpuszczania dużych ilości światła, jednocześnie blokując przepływ powietrza. Dobrze radzi sobie z ciepłem i jest przezroczysty od widma widzialnego oraz do krótkiego IR. Ostatnio odniosłem również sukces ze szkłem Gorilla, które jest droższe, ale jest w bardzo cienkich arkuszach.

Rozproszony kwarc z łatwością poradzi sobie z ciepłem, ale będzie kosztował więcej niż Pyrex.

Ostrzegam przed tworzywami sztucznymi, wiele z nich silnie absorbuje w podczerwieni (które wytwarzają lampy oprócz światła widzialnego). W naszej pracy używamy mocnych lamp do promiennego ogrzewania tworzyw sztucznych do punktu topnienia i zapłonu. Jedna lub dwie lampy o mocy 500 W oddalone o kilka centymetrów będą w ciągu kilku minut topić się i bulgotać. Pyrex pomiędzy nimi, który prawie dotyka lamp, ledwo zauważa ciepło nawet po zapaleniu się plastiku.

Sugerowałbym też poliwęglan lub pleksiglas / pleksiglas / akryl . Oba mają dobre właściwości termiczne, o przewodności cieplnej rzędu 0,2 W / m / K i są dobrymi substytutami szkła pod względem właściwości optycznych. Im grubszy arkusz, tym lepsza izolacja termiczna, ale w zależności od rozmiaru może być konieczne pewne wzmocnienie, aby arkusz z tworzywa sztucznego nie zginał się pod własnym ciężarem.

W zależności od tego, gdzie jesteś, są różne osoby, które sprzedają tego typu materiały inżynieryjne. Mam tendencję do używania Projektowanie techniczne Tworzywa sztuczne , ponieważ są lokalne (dla mnie), ale są też inni.

Możesz użyć (jeśli możesz sobie na to pozwolić) materiału znanego jako aerożel. Jest znany jako jeden z najlepszych znanych izolatorów. Materiał ma jednak pewne wady, jest bardzo kruchy, więc trzeba użyć matrycy pomocniczej, aby użyć go do aplikacji, a materiał ma lekko niebieskawe zabarwienie, nie wiem, czy to byłby problem dla Ciebie.