-
实验十四
材料透光性的测定
一.目的意义
在材料中,玻璃、陶瓷、塑料等是透明或半透明材料。透光性是指材料透过光线的能
< br>
力,
它是一个综合性的指标,
与材料对光线的吸收和反射性质有关.
通常用透光率或雾度
(<
/p>
浑
浊度
)
来表征
。
传统的光学材料是玻璃.
透光性是玻璃最重要的性质。早在十五世纪,人们就开始应
用
这个光学性质。
自那以后,
光学玻璃和平板玻璃的光学性质给人
类带来了文明和繁荣。
现
在,
无论是在
人们的生活中还是在各种生产和科学研究领域里都离不开玻璃。
对于平板玻璃,
由于其用途的需要,
对光的透过率有较高的要
求,
在各国的玻璃标准中对透过率都有具体的
规定。因此,透过率的测定是平板玻璃质量检测的重要项目。
乳白玻璃和半透明瓷器的一个重要光学性质是半透明性
。一些重要的工艺瓷,例如骨
灰瓷和硬瓷,
< br>其半透明性是主要的鉴定指标之一。
单相氧化物陶瓷的半透明性是它的质量标
p>
志。因此,测定乳白玻璃和半透明瓷器的半透明性对科研和生产都
是十分重要的。
对于陶瓷材
料,
好磁器的一种特殊性质是高度的透光性。
透明的
Al
2
O
3
、
MgO
、
Y
2
O
3
等
< br>氧化物陶瓷也有较高的透明度。其透光性也是这些材料的质量指标。
此外,有机玻璃、透明或半透明塑料薄膜也以透光性作
为其质量鉴定和老化后性能变
化程度的评定指标。
本实验的目的:
1
.
明确总透光率、雾度的基本概念;
2
.
了解玻璃透光率测定仪、透光
率/雾度测定仪的基本测量原理及使用方法;
3
.
掌握材料透光率、雾度的测定技术。
二.基本原理
1
.总透光率的定义与测量原理
(1)
总透光率的定义
透光率是衡量一种物体透射光通量的尺度。
1 9 3
3
年,国际照明委员会
( C I E )
< br>对透光率做了明确的定义:透过率是透过物体的光通量和射到物体的光通量之比,即
?
?
0
I
?
V
?
?
p>
?
d
?
T=
=
?
(
14-1
)
?
0
?
I
p>
?
V
?
d
?
0
?
式中:
T
—
—总透过率;光通量之比,即
< br>?
0
——射到物体上的光能量,流
(
明
)
;
?
——透过物体的光能量;
.
I
< br>?
——
A
光源的分谱辐射强度,
瓦每球面度;
V
?
——明视觉相对光谱灵敏度
(
或视见函数
p>
)
;
?
?
——单色光透过率。
d
?
——波长间隔,纳米。
这样,
只要用分光光度计测出物体的一系列单色光的透过率,
就可以累计计算物体的可见光
(3 8
0
―
7 8 0 nm)
透过率。不
过,手工计算十分麻烦,将算法编成程序,让计算机自动计
算则方便得多。
(2)
玻璃透光率测定仪的测试原理
平板玻璃的可见光总透过率
(
简称透光率
)
是指光源
A
发出的一束平行光束垂直照射
平板玻璃时,透过它的光通量
?
2
对入射光通
?
1
的百分数,以
p>
T (
%
)
表示,即
T=
?
2
?
1
00
%
(
14-2
)
?
1
由秦皇岛玻璃研究设计,无锡建筑
材料仪器机械厂生产的“
BT
一
1
p>
型玻璃透光率测
定仪”
,是国家标准
GB 2 6 8
0
—
8 1
指定的测试仪器,其结构如
图
14
—
1
所
示。
由灯泡
(3)
发出的光经过聚光镜
( 4 )
与物镜
( 7 )
变成一束平行光,该束光通过试
件
( 1 0 )
后进入积分球
( 1 4 )
,经球内壁反射层多次反射后成为柔和的漫射光,使
球壁表面各处的光照度
相等。固定在积分球上的硒光电池
( 1 2 )
将球内的
光照吸收后转
换成光电流,并由检流计
( 1 5 )
指示反映出来。
图
14--1 BT
一
1
型平板玻璃透光率仪的测试原理图
(1)
直流稳压电源
(2)
园弧反光镜
(3)
灯泡
(4)
聚光镜
(5)
平行光管
(6)
固定光栏
p>
(7)
物镜
(8)
可调光栏
(9)
快门
(10)
试件
(11)
滤光片
(12)
硒光电池
(13)
微调电位器
(14)
积分球
(15)
检流计
当光路中没有试样时,设光通量为
?
1
的平行光束进入积分球内之后,此光束被硒光电
池吸收所转换成的光电流是
I
1
,此时
打开快门
( 9
)
,光电流使检流计
( 15
)
的光亮点偏
转
1 0
0
格:而将试样
( 1 0 )
推入
光路后,平行光束经试件反射,吸收后进入积分球内
腔的光通量为
?
2
,被硒光电池吸收转换成的光电流为
I
2
,检流计光亮点偏转的格数为
a
,
则试样的透光率为:
T=
?
2<
/p>
I
2
a
?
?
?
100
%
?
a
?
100
%
(
14-3
)
?
1
I
1
p>
100
这样;从检流计光亮点偏转的格数就可以直接读出被测试洋的
透光率值。
2
.雾度的定义与测量原理
(1)
雾度的定义
光线射到一透明或半透明物体上时,部分产生定向反射,部分产生漫反射,如图
< br>14
—
2
中的左半球所示。光线
进入样品后部分被吸收,部分被透过。
在出射样品的光中,
主透
射部
分按折射定律前进,
其余部分产生半球透射,
其前进方向是散乱的,因此称为漫透射,
如图
中的右
半球所示。
按照
G
B
2
4
1
0
―
8
0
及
ASTM D1
0
0
3
—
6
1(
1
9 9 7 )
,以半球透射来考
核的透光率,称为半球透光
率。
透过
试样而偏离入射方向的散光通量与透射光通
量之比称为雾度,同样,在
< br>GB 2 4 1 0
―
8
0
及
ASTM
D 1 0 0
3
―
6 1(1 9 9 7)
中所定
义的雾度是指样品的
半球雾度.
(2)
测量原理
雾度测定仪采用平行照射,半球散射,积分球光
图
14-2
半球反射与透射原理
电接收的方式,
其测量原理如图
14
—
3
所示。由光源
1
(
卤钨灯
)
发出的光经过聚光镜
2
,通
过光栏
3
,经遮光式调
制器
4
射到物镜
5
上。物镜
5
射出一束平行光束,其光线偏离角不大
于
3
,并将光拦
3
p>
成像在出射窗口
1
0
上。出射窗对入射窗口中心的张角为
8
,光斑边缘与
出射窗形成
1.3
的环带。
< br>积分球
7
内装有一可摆动的标准发射器
< br>9
,
当测定透光率及总透射
光时
,标准发射器被控在位,挡住出射窗;当测散射光时,从出射窗处让开。固定在积分球
0
0
0
图
p>
14--3
雾度测定仪的测量原理图
1
.光源
2
.聚光镜
3
.光栏
4
.调制器
5
.物镜
6
.试样
7
.积分球
8
.光电池
9
.发射标准器
10
.出射窗口
11
.入射窗口
上的硒光电池
8
将球内的光照吸收后转换成光电流,经检波放大
A
/
D
转换,微机处理后,
显示透光率和雾度的测定值,需要时还可打印输出。
三.玻璃总透光率的测定
(
p>
一
)
.仪器结构
透光率测定仪主要由直流稳压电源、平行光管、光接受
器、检测计四部分组成。
1
.稳压电源
(
见
< br>14
—
1
图
)
直流稳压电源的作用是将
2 2 0
v
交流电源变为透光仪所需的测定
1 2
v
直流电源。
透光率仪采用的是天津
市无线电元件三厂生产的
WYJ
―
1
5A
型晶体管稳压电源。
2
.平行光管
(
见
< br>14
—
1
图
)
平行光管是光路系统的主要部件,由,圆
弧反光镜、灯泡、聚光镜、固定光栏和物镜组
成。其作用是将灯泡发出的光变成较强的平行
光,这光束的大小由可调光栏
( 8 )
进行调节,
用快门
( 9 )
截断光源,校对检流计的零点。
3
.光接受器
(
见
< br>14
—
1
图
)
光接受器由积分球、
硒光电池、
滤光片组成,
其作用是接收射入积分球内的光,
p>
并转换成光电
流。
4
.检流计
检流计用来显示光电流的大小,
检流计的标
-
-
-
-
-
-
-
-
-
上一篇:建筑给水排水外文翻译文献
下一篇:高中英语课时分层作业20(含解析)新人教版必修1