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材料透过率的性能分析
材料透过率的性能分析
篇一:吸光度与透过率
吸光度与透过率光密度(OD)定义为材料遮光能力的表征。它用透光镜测量,表示被检测物吸收掉的光密度,是检测方法里出现的专有名词。
光密度没有量纲单位,是一个对数值,光密度是入射光与透射光比值的对数或者说是光线透过率倒数的对数。
计算公式为OD=log10(入射光/透射光)或OD=log10(1/透光率)。深圳林上科技生产一款专业的检测仪器---LS1017
《科技编辑大辞典》对光密度的定义是:入射光强度与透射光强度之比值的常用对数值。专业书籍则这样解释“吸光度”:入射光和透射光的透过率(透光率仪)之比值的常用对数值,也称光密度。
分析可见,两个概念其实是一致的,“光密度”就是“吸光度”,且用“光密度”符合国家标准,更规范。
—11013中对所谓“吸光度”的标准量名称是“光密度”,量符号是D(*)-----节选《光密度标准名称、量符号及其使用规范探讨》
OD值与吸光度A是否是一回事
OD是opticaldelnsity(光密度)的缩写,表示被检测物吸收掉的光密度,是检测方法里出现的专有名词一般人理解较困难具体检测涉及到很多物理等方面知识你只须知道是阴性即可光通过被检测物,前后的能量差异即是被检测物吸收掉的能量,特定波长下,同一种被检测物的浓度与被吸收的能量成定量关系。检测单位用OD值表示,OD是opticaldelnsity(光密度)的缩写,表示被检测物吸收掉的光密度,OD=1og(1/trans),其中trans为检测物的透光值。
吸光度吸光度,absorbance,是指光线通过溶液或某一物质前的入射光强度与该光线通过溶液或物质后的透射光强度比值的对数,影响它的因素有溶剂、浓度、温度等等吸光系数与入射光的波长以及被光通过的物质有关。只要光的波长被固定下来,同一种物质,吸光系数就不变。当一束光通过一个吸光物质(通常为溶液)时,溶质吸收了光能,光的强度减弱。吸光度就是用来衡量光被吸收程度的一个物理量。吸光度用A表示。A=abc,其中a为吸光系数,单位L/(g·cm),b为液层厚度(通常为比色皿的厚度),单位cm,c为溶液浓度,光密度在线检测仪。1
单位g/L影响吸光度的因数是b和c。a是与溶质有关的一个常量。此外,温度通过影响c,而影响A。
篇二:透光材料
按材料的透光率大小,可以将其分为:透明材料:波长400nm-800nm可见光的透光率在80%以上;半透明材料:400nm-800nm可见光的透光率在50%-80%之间;不透明材料:400nm-800nm可见光的折射率在50%以下。按上述分类,可以将树脂分为透明性树脂:主要包括PMMA、PC、PS、PET、PES、、CR-39、SAN(又称AS)、TPX、HEMA、BS(又称K树脂)等;半透明树脂:PP、PA;不透明树脂:ABS、POM、PTFE、PF等。
一、PMMA(亚克力):化学名称叫聚***丙烯酸甲酯,俗名有机玻璃
1、物理特性:高度透明的无定形热塑性聚合物,PMMA的密度大约在1150-1190kg/m3,是玻璃(2400-2800kg/m3)的一半;高度通明性,透光率90%-92%,比无机玻璃还高(普通玻璃的透光率大约在86%左右,光学玻璃透光率能达到92%),%。。机械强度高、韧性好,拉伸强度60--75MPa,冲击强度12-13kJ/m,比无机玻璃高8-10倍。具有优良的耐紫外线和大气老化性。玻璃化温度80-101℃,分解温度>200℃。使用温度-40~80℃。耐碱、耐稀酸、耐水溶性无机盐、烷烃和油脂。溶于二***乙烷、***仿、***、冰醋酸、二氧六环、四氢呋喃、醋酸乙酯等,不溶乙醇、***、石油醚等。电绝缘性良好。PMMA具有质轻、价廉,易于成型等优点。
2、压克力板分类:压克力板(亚克力板)按透光度又可分纯透明板、著色透明板、半透明板(如彩色板);按表面光泽,则可分为高光板,丝光板和消光板(也称磨砂板);按照性能,亚克力板还可他普通板、抗冲板、抗紫外线板、阴燃板及高耐
磨板等等。
3,工,电子产品的按键(。日用消费品(饮料杯、文具等)。
二、PC材料:化学名为聚碳酸酯,是一种综合性能优良的非晶型热塑性树脂
1、物理特性:具有特别好的抗冲击强度、热稳定性、光泽度、抑制细菌特性、阻燃特性以及抗污染性;工作温度为115℃,PC有很好的机械特性、透光特性,透光率达89%,还具有自熄、无毒、可着色等优点。缺点:1:流动特性较差,因此这种材料的注塑过程较困难;2:是和金属相比硬度不足,这导致它的外观较容易刮花,但其强度和韧性很好;3:不耐强酸,不耐强碱,不耐紫外线,耐弱酸,耐中性油
2、应用范围:宽波透光的光学器械,
(1).作为一种透明性能良好的工程塑料,PC作为光盘基材在全球大量使用;
(2).阻燃环保的通信电器,由于PC良好电绝缘性能,广泛应用于通信电信设备领域,目前PC已经大量替代原有的酚醛塑料,今后重点开发阻燃PC用于通信电器领域中,因此无污染阻燃PC材料成为开发重点;
(3).表面金属化的汽车部件,PC表面金属化后具有良好的金属光泽及高强度,广泛应用于各种汽车零部件中;
(4).
PC是双酚义型,由于合成时有微量未反应的单体双酚A在作为饮用水桶和食品容器时,易被溶出而影PC树脂,用作饮水桶和其他食品容器的生产与使用,国内应用前景非常看好;
(5).防开裂脆化的医疗器械,PC具有诸多优异性能,目前已应用于医疗器械中,由于其耐化学品性较差,在化学药品存在下易引起内应力开裂,如PC在人工透
析器、人工肺等医疗器械中应用要解决高温消毒导致裂纹的老化现象,若克服这
些缺点,PC在医疗器械中应用可迅速扩大
三、PS材料:化学名聚苯乙烯
1、物理特点:PS材料具有良好的电绝缘性,又因吸湿性小,可用于潮湿的环境中。PS的分子结构不对称,大分子链运动困难,PS呈现刚性和脆性,制品易产生内应力。PS燃烧时发浓烟并带有松香油气味,吹熄可拉长丝。制品质硬似玻璃状,。能断不能弯,断口处呈蚌壳色银光。%,稍大于PE,但对于制品的强度和尺寸稳定性影响不大;透明性好是PS的最大特点,透光率可达88%-92%同PC和PMMA一样属最优秀的透明塑胶品种。PS硬而脆、无延伸性,拉伸至屈服点附近即断裂。PS的拉伸强度和弯曲强度在通用热塑料中最高,但冲击强度很小,难以用作工程塑料。PS的耐磨性差,耐蠕变性一般。PS的力学性能受温度的影响比较大;PS的耐热性能不是很好,热变形温度仅为70-90℃只可长期在60-80℃范围内使用。PS的耐低温性能也不好,脆化温度为-30℃。PS的热导率低,线膨胀系数较大,与金属相差悬殊,故制品不宜带金属嵌件;PS的化学稳定性较好,可耐一般酸、碱、盐矿物油及低级醇等,PS的耐候性不好,其耐光、耐氧化性都差,不适于长期户外使用。但PS的耐辐射性好。
2、PS的应用范围:
(1)电器制品PS兼有透明性和良好的绝缘性,可用于各种电器的配件、壳体及高频电容器等;
(2)透明制品PS具有优异的透明性,可用于一般的光学仪器、透明模型、灯罩、一起罩壳、包装容器等;
(3)日用品PS的着***和光泽性好,可广泛用于日用品的制造;
(4)包装材料PS发泡制品的防震及保温性能好,可用作包装和保温隔热材料。
四、PET材料:化学名聚对苯二甲酸乙二醇酯,俗称“涤纶”英文简称PET。
1、物理特性:PET树脂为乳白色半透明或无色透明体,,透光率90%。PET膜的拉伸强度很高,可于铝箔媲美,耐磨性良好,PET的力学性能受温度的影响较小;纯PET的耐热性能不高,但增强处理后大幅度提高,在180℃时的机械性能比PF层压板好,是增强的热塑性工程塑料中耐热较好的品种。PET的耐热老化性好,脆化温度为-70℃,在-30℃时仍有一定韧性。PET不易燃烧,火焰呈黄色,有滴落;PET在高温和水蒸气的条件下不耐水、酸及碱的作用。PET对有机溶剂比较稳定,对一些氧化剂也有较高的抵抗性。PET耐候性优良,可长期用于户外。
2、应用范围:PET除纤维之外主要用于包装材料、瓶类及工程塑料三大类。
篇三:材料的红外光学性能
一、红外线的基本知识
红外线同可见光一样在本质上都是电磁波,它的波长范围很宽(~1010mm),按波长又可分为三个光谱区:近红外(~15mm),中红外(15~50mm),远红外(50~1010mm)。红外线同样具有波粒二象性,遵守波的反射定律和折射定律,在一定的条件下也会发生干涉和衍射效应。
红外线与可见光不同之处是人的肉眼看不见红外线,且在大气层中对红外波段存在一系列吸收很低的透明波段,如1~,~,~,~,大气层的透过率在80%以上;8~12mm,大气层的透过率为60%~70%。这些特点使得红外线在军事、工程技术和生物医学上得到许多应用。
二、红外材料的性能
红外材料应具有对不同波长红外线的透过率、折射率和色散,当然,材料的强度和硬度、抗腐蚀和防潮解能力、密度、到热率、热膨胀系数、比热容等在红外光学器件(如透镜、棱镜、滤光片和整流罩等)的制备和实用中也是需要考虑的。
材料的光谱透过率与材料的结构,特别是化学键和原子量有关。任何材料只能在某一波段具有较高的透过率。对于纯的晶体材料,若不考虑杂质吸收的话,其透射短波限ls取决于电子吸收,即引起电子从价带激发到导带的光吸收。因而,一般说来,短波截至波长大致相当于该晶体禁带宽度能量对应的光频率。其长波透射限l1主要取决于声子吸收,即晶格震动吸收,它可以是一次谐波震动吸收,也可以是高次谐波震动吸收。声子吸收和晶体结构、构成晶体元素的平均分子量及化学键有关。在晶体结构相同的情况下,平均分子量越大,则声子吸收出现的波长越长,材料的红外透射长波截至波长l1也越长。
对于金刚石、锗、硅等具有金刚石结构的晶体,由于在红外区域没有活跃的一次谐波晶格震动,高次谐波也较弱,因而是一类透过率较高、透射波段也较宽的优秀的红外光学材料,使用也较为普遍。
折射率和色散是红外光学材料的另一重要特性。首先,折射率和反射率损失密切相关,折射率越大,反射损失也越高。其次,对于不同用途,对折射率有不同的要求。例如,对于制造窗口和整流罩的光学材料,为了减少反射损失,要求折射率低一些;而用于制造高放大率、宽视场角光学系统中的棱镜、透镜及其他光学部件的材料则要求折射率要高一些。例如,有时为了消色差或其他像差,不但需要使用不同折射率的材料作为复合透镜,而且对色散
也有一定要求。作为分光光度计中色散元件的棱镜,它的性能直接与材料的折射率和色散有关。
除了透过率、折射率和色散外,材料的力学性能、抗腐蚀、防潮解等性能对于一个好的光学器件也视非常重要的。比如,绿化钠晶体虽然是很好的红外光学材料,但却容易潮解,不宜在野外使用;锗也是很好的红外光学材料,但当温度升高时,透过率显著下降,而且它比较脆,软话温度也太低,因此用作整流罩是不合适的。同样,虽然金刚石的各种性能很优异,可是它不能做成大尺寸的器件,而且价格过于昂贵,所以很少有人用它来作实际的光学材料。此外,要格外注意的是材料受热时的子辐射特性,为了避免探测器中出现假信号,受热材料在工作波段内的子辐射应当很小,这在搜索跟踪系统中尤其要引起重视。
在红外光学系统中,一些常用的部件对材料性能有不同的要求。对于探测器窗口材料,要求在探测器的响应波段内窗口必须有很高的透过率(因此要求吸收率和反射率要很低),
这样能很好的透过从目标来的辐射,而自身辐射却很小。对于制冷探测器,窗口必须要能很好的与玻璃或其他探测器外壳材料相封接,因此热膨胀系数要匹配,并且窗口的透过率不应随温度变化显著变化。一般窗口要暴露在空气中,因此,它应该不怕潮,化学稳定性好,较长时间内不发霉、发毛,负责散射等影响将使透过率降低。另外,窗口材料应当易于加工和切割成各种形状。为了减小反射损失,可选择折射率低的材料作窗口材料,若必须折射率高的材料,则要易于镀增透膜。同时,窗口一般较薄,材料应有足够的强度。
对整流材料的要求是在探测器相应波段内,整流罩必须有很高的透过率,自辐射应很小,以免产生假信号。有些材料在室温有很高的透过率,但高温时,由于只有载流子吸收增加,透过特性显著恶化(例如锗),这种材料就不能作为整流罩。整流是安装在飞机、导弹、飞船等高速飞行体的光学系统的前部,由于空气动力加热,整流罩的温度是很高的,因此,要求整流罩的溶点、软化温度要高,并且材料的热稳定性要好,要能经受得住热冲击。整流罩得硬度要大,这样,一方面有利于加工、研磨和抛光,另一方面不至于被飞扬的尘土和沙石所擦伤。由于整流罩暴露在空气中,因此化学稳定性要好,要能防止大气中的盐溶液或腐蚀性气体的腐蚀,并且不怕潮解。应当特别指出的一点是:一般的窗口尺寸较小,而整流罩的尺寸往往较大(直径几十毫米到几百毫米),并且折射率要连续,以免发生散射。因此,常常要求整流罩用单晶或折射率在晶粒间界没有突变的均匀的多晶制成。整流罩的曲线率往往很大,因此要有足够的强度,以便于加工、装配,并且经受住震动和气浪。
对透镜和棱镜的要求是透镜和棱镜材料要纯净均匀,对折射率的要求较严,其他要求与窗口材料差不多。不过,对热膨胀系数的要求,只有在浸没透镜中才是很重要的,以为假使探测器制冷,若膨胀系数匹配不好,浸没透镜和探测器可能脱开,使反射损失增加。对棱镜材料的一个突出要求是它的投射波段要宽,色散要大。
高分子材料价格便宜、耐酸碱和耐腐蚀性良好,不溶于水,在近红外和远红外有良好的透过率,这是它的优点。但是高分子材料结构复杂,分子的振动和转动吸收带以及晶格震动吸收带正好在中红外波段,因此在中红外波段塑料的透过率很低,并且塑料的软化温度较低,强度不高,只能在较低温下做窗口和保护膜等,少数塑料可做透镜,但不能做整流罩。塑料的用途主要在远红外区域,中近红外使用较少。做常用的塑料是有机玻璃,即聚***丙烯酸甲酯,它透可见光和近红外,常用作保护膜、增透膜和窗口材料。
聚乙烯不透可见光,但远红外的透过率很高,是一种常温下使用的远红外光学材料。高密度聚丙烯比聚乙烯坚硬,在中红外某些波段有一定的透过率。图3-14为聚丙烯在15~21m波段的透过率,并与未镀增透膜的热压ZnSe做了比较。在17~21m波段内,聚丙烯的透过率是不错的,因此它常常用来做为这一波段的真空红外装置(或充气装置)的窗口,能经受6atm(1atm=101325Pa)而不变形。
聚四***乙烯是另一种常用的塑料,其近、中、远红外透过性如图3-15和图3-16所示,可以看出,它有很高的远红外透过率,在很薄时,也有相当好的近红外和中红外透过率。它不溶于水,耐腐蚀,使用温度从-269~260℃,广泛用作保护膜材料和远红外光学材料。
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