光澤度是在一組幾何規(guī)定條件下對材料表面反射光的能力進行評價的物理量,可通過測量物體表面反光的能力求得,測定光澤度的儀器就是光澤儀,它是一種精密的光學儀器。本文對光澤度測量原理、測量儀器和測量方法做了介紹,對光澤度知識感興趣的朋友不妨了解一下!
光源G發(fā)射一束光經(jīng)過透鏡L1到達被測面P,被測面P將光反射到透鏡L2,透鏡L2將光束會聚到位于光欄B處的光電池,光電池進行光電轉(zhuǎn)換后將電信號送往處理電路進行處理,然后儀器顯示測量結(jié)果。測試方法如下圖所示。
設(shè)光源G處發(fā)射的能量為E,透鏡L2距離樣品距離為R,樣品表面的方向反射率為G(ε1,ε2,σ,R)(其中ε1和ε2如上圖中所示,為入射角與反射角,σ為樣品表面特性),則光電池處接收到的能量可近似為:
EB=E·G(ε1,ε2,σ,R)·AL2
式中:AL2為透鏡 L2的接收截面。
原始參照標準應(yīng)是高度拋光的石英玻璃或黑玻璃,其上表面是平整的,用光學干涉法測量時,每cm不能超過2個干涉條紋。用波長587.6nm單色光測量時折射率為1.567的玻璃應(yīng)賦予鏡面光澤值為100。如果這種折射率的玻璃不能得到,則需進行校正。
光澤是物體表面對光的反射特性,通俗地說,也就是物體表面對光反射的能力越強,光澤也越高。物體表面對光反射能力的大小取決于物體表面的光滑程度,即物體表面光滑程度不同,光線向一定方向反射的能力也不同。表面越光滑,反射能力越大,光澤也越高;反之表面越粗糙,反射能力越差,關(guān)澤也越低。
光澤大小的量度稱為光澤度。光澤度是通過測量物體表面反光的能力求得的,測定光澤度的儀器就是光澤儀。光澤度儀的測量原理是,儀器的測量頭由發(fā)射器和接收器組成,發(fā)射器由白熾光源和一組透鏡組成,它產(chǎn)生一定要求的入射光束。接收器由透鏡和光敏元件組成,用于接收從樣品表面反射回來的光束。通常以試樣在鏡面反射方向的相對于標準表面的反射率乘以100來表示,即光澤度G=100R/R0,公式中的R 為試樣表面的反射率,R0為標準樣板的反射率。標準樣板以拋光完善的黑玻璃作為參照,其折射率為1.568。
根據(jù)國際標準ISO-2813,光澤度測量在三種標準幾何條件下進行,分別是入射角20°、60°和85°。對于大部分具有一定光澤度的表面來說,可以在60°入射角條件下進行測量,其典型的光澤度測量值在10—70的單位范圍之內(nèi)。對于高度反光的光亮表面,如果用60°入射角條件進行測量,測量值都會遠遠超過70個單位,相互比較過于接近,這時可以采用 20°入射角進行測量。而在另一個比較極端的情況下,亦即表面的光澤很低的材料表面,如果用 60°入射角條件進行測量,測量值都會遠遠低于10個單位,相互比較也過于接近,這時可以采用85°入射角進行測量。不過,需要注意的是,要比較一組試樣的光澤度時,需要在同一角度下進行測量,否則測量值沒有可比性。多數(shù)的測量儀器對光澤度的測量以平面區(qū)域為主,帶有具有曲率的曲面測量,如果曲率太小,會影響到測量的精確性。
1.測量標定
每次測試之前必須校標,將光澤計放在黑色標準板上,按下“電源開關(guān)”鍵,液晶屏顯示為0.0,且顯示校標,表示儀器進入校標工作狀態(tài)。按下“測試”鍵計算機便進行自動校準,校標結(jié)果即20°、60°、85°的光澤度值應(yīng)該等于或近似等于黑色標準板的出廠值。
將標定后的光澤計平穩(wěn)地放在白色標準板上,液晶屏顯示測試工作狀態(tài)。按“測試”鍵,此時,液晶屏顯示的20°、60°85°光澤度值與白色標準板出廠標定值之差不大于±1.5°,說明標定與校對后的儀器可以進行測試了,此時不能關(guān)電源,否則必須重新進行標定。
2.測量方法
將儀器放在被測樣品上,按“測試”鍵,則液晶屏顯示的讀數(shù)為該樣品在不同角度下的光澤度值(被測樣品必須為平面制品)。按下“測試”鍵時不能移動儀器。對被測樣品的同一點,可以按一次“測試”鍵,也可以按多次“測試”鍵,測試時計算機具有取平均值的功能,顯示的光澤度值是多次測量的平均值。