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开心- - (2016-03-23 09:41分更新)

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积分球涂料那点事 2016/5/23 10:55:15
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本文根据Avian Technologies LLC 公司 CTO Art Springsteen Ph.D.在CORM 2009年的讲座翻译、整理。

CORM:Council for Optical Radiation Measurements

CORM is an organization of industrial, academic and government professionals coming together to promote and advance the changing needs of industry in the development of physical standards, calibration services and interlaboratory collaboration programs. Our organization has a rich history of inter-industry technical interchange. We have proven to be a valuable resource to the National Institute of Standards and Technology (NIST) in helping them to determine what the national priorities are in the Optical Radiation Measurement community and how to address them in a timely and cost-effective manner.


理想的积分球涂料应该具备几个性能:

高朗伯特性(较好的漫反射特性)

在波长较宽的范围内具有高反射率

高度稳定

容易施工

容易去除


积分球体的发展历史:

Principle of Optics 在1934年提到了积分球的原理以及对内壁涂料的配方说明:对于积分球体内部涂层最重要的是涂料应该具有完美的漫反射特性,而且是非选择性的漫反射。使得在球体内部反复的反射下而不会改变光的颜色,这个涂料含有标准的氧化锌颜料。如下:

成分            比重

变性酒精        100

无色赛璐珞      10

樟脑            15

先将樟脑溶解在酒精中然后添加赛璐珞直到10个小时后赛璐珞溶解为止,并且将酒精蒸发。

后来,涂料配方改进如下

成分           比重

纤维素漆     4

酒精           1

氧化锌         1

搅拌这种混合物直到一个合适的粘度为止,这大概需要一个多小时。然后再加两份的酒精和一到两份的水,松节油。酒精加到里面主要是为了延缓松节油的干燥。

常用的在喷涂白涂料的工艺,一般会推荐使用氧化镁工艺,并对喷涂的表面进行雾化处理。这种工艺主要使用金属镁,利用其与氧气燃烧,凝聚在球壁上。在处理氧化镁涂层时,要特别小心防止变为黄色的MgN3

以上工艺在积分球上已经很少使用了。


常用喷涂型积分球涂料

1,硫酸钡积分球涂料(市场上最常见的积分球涂料):

这种可以商业使用的经典积分球涂料由柯达公司 (Eastman Kodak)在上世纪70年代由Grum and Luckey 开发的,正式的商品名是“ Eastman 6080 White Reflectance Coating”,目前市场上可售的积分球涂料都是以此涂料为基础改进的。

这种涂料的优点是:

高反射率

喷涂容易

容易清除

无毒

高朗伯特性(工艺正确)

缺点:

水溶性的

不够牢固、容易损害(如掉粉)


Avian-B是该种涂料的经典产品,下图是Avian-B的反射率曲线


2,牢固性积分球涂料

采用特殊配方的积分球涂料,具有一定的牢固性,环境适应性号

主要有:

Avian Technologies 公司的Avian-D (可对外出售)

Optronic Laboratory公司的Optolon 1 / Optolon 2 (不出售)

优点:

高反射率、防水(可水洗)、高朗伯特性(工艺有关)

缺点:反射率略低、不易去除、紫外反射率低


3,基于特氟龙(PTFE)的积分球涂料:

压制的PTFE粉末 :

使用硅酮真空胶,将PTFE粉末压制在一起,比重大约 1.0 g cm‐3

优点:非常高的反射率和朗伯特性

缺点:较脆,易碎   对温度敏感、热稳定性差, 容易污染


烧结的PTFE

优点:非常高的反射率和朗伯特性,非常稳定

缺点:比重大、价格高

典型产品是Fluorilon™ (Avian Technologies),






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