化学镀铜木质复合材料视觉环境学特性研究

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1、化学镀铜木质复合材料视觉环境学特性研究　　木材是构成室内环境的主要材料之一，以化学镀铜法制备木质基电磁屏蔽材料，在保持木材优异特性的同时，又具有金属铜的颜色与光泽[1-2]，在需要静电防护和电磁屏蔽的室内空间具有较高的推广和应用价值，是一种具有功能性和装饰性的新型复合材料。　　颜色与光泽度与人对视觉环境的舒适程度密切相关，是构成材料视觉环境学特性的两大要素，本文以乙醛酸为还原剂所得化学镀铜单板为试件[3-4]，且电磁屏蔽效能能够满足民用及一般军用领域的要求。通过对涂饰前后镀铜单板表面视觉物理量的测量与对比分

2、析，为化学镀木质复合材料的实际应用提供依据，为材料的加工、设计提供指导与参考，并有利于提高材料的附加值。　　1测量方法　　色度值测量　　采用手持式分光色度仪，每块试件正反两面各取4点，每点测量2次，取同种条件下多个试件平均值，测得涂饰前后镀层的色度值，并以公式计算Ag*、C*，孟塞尔表色系统可以直接得到颜色三属性测量值，但色调值需通过公式将L*a*b*表色系统的测量值向孟塞尔表色系统进行转换，即C*指颜色的饱和度，表示为：C*=1/2，Ag*为色调角，公式为Ag*=arctan[5-7]。　　1.光泽度值测

3、量　　在60°镜面反射条件下，以数字型光泽度计进行测量。光泽度是反映物体表面对光线反射能力的强弱，并以反射光强度与入射光强度的比值来表示，公式为：　　G=100×P/P0。　　式中：P表示物体的反射率；P0表示标准板的反射率。　　木材表面光泽度值包括与木材纹理方向平行的光泽度值、与木材纹理方向垂直的光泽度值和GB，即二者比值，这是由木材纹理的特殊性决定的，因化学镀使木材表面保留了固有的纹理，镀层光泽度测量依然采用这三个指标。　　结果与分析　　材料表面色度值　　化学镀铜单板表面色度参数变化如图1所示，在CIE

4、L*a*b*色空间中，两种木材单板施镀前后a*值均有较大幅度提高，说明红色的成分增加联盟显著；L*值的变化结果显示桦木素材单板明度较高，浅黄色单板镀铜后颜色变为红色，明度降低；而明度较低的水曲柳素材单板在镀铜后与桦木相反，明度得到提高；两单板b*值在施镀前后变化较小，　　表明黄色成分所受影响较小。Ag*值的对比显示施镀前后色调角改变较为明显。色饱和度C*与a*、b*有正相关趋势，a*、b*值的提高，相应材料的色饱和度较之素材越高，视觉上镀铜后单板颜色较素材更为鲜艳饱满，由图可知，引起此变化与a*值的显著提高

5、关系最为密切。由表1可知，在孟塞尔色系统中的标注值显示桦木素材单板的H值位于YR与Y区接近的位置，颜色呈现较为明亮的浅黄色；水曲柳素材单板标注值表明其色调区域标号与桦木相同，但比桦木更接近Y区，因此在色相上比桦木更倾向于橙色；水曲柳素材的明度值与纯度值均略低于桦木，因此颜色上桦木更显鲜亮。桦木、水曲柳镀铜后单板的色调标号表明二者色相均位于红色区且接近橙色区，且为饱和度较高的红色，且水曲柳镀铜单板较之桦木更为明亮，经化学镀铜的单板表面，在基本保持素材纹理的基础上改变为金属铜的颜色。　　2.材料表面光泽度值　　

6、光泽度测量值见表2，桦木、水曲柳素材单板光泽度值较低，GL值均大于GT值，GB>1，表明与木材纹理方向平行的光泽度均大于与其方向垂直的光泽度；如图2所示，施镀前后单板光泽度差值△GL、△GT均为正值，表明桦木、水曲柳表面光泽度在化学镀铜后均得到提高，△GB>1，即平行纹理光泽度提高幅度大于垂直纹理，且由于受表面纹理的影响，水曲柳较之桦木更加显著。　　单板表面的光泽度受其结构的影响，切削后的木材表面由无数个微小的细胞腔构成，细胞腔内壁的光滑度、腔内物及入射光方向等都会对光线的折射、反射产生影响[8]，当光线沿

7、着与木材纹理方向平行而射入时，一部分光线会从剖切形成凹痕的细胞壁表面直接折射，另一部分则顺着细胞长轴方向从细胞内折射，反射光散射程度较小，镜面反射率较高；反之，当光线沿着与木材纹理方向平行而射入时，部分光线受细胞内壁的阻挡，反射光散射程度较大，镜面反射率较低，因此，平行于纹理方向的光泽度大于垂直于纹理方向的光泽度[9-10]。经化学镀处理的木材单板表面纹理清晰可见，且改变为金属铜的颜色，具有独特的金属光泽。　　2.涂饰前后视觉物理量分析　　涂饰可以起到保护镀层的作用，涂饰选择硝基漆，室内自然晾干，放置7日后

8、进行电磁屏蔽效能、视觉物理量等测量，镀铜单板涂饰前后的颜色差值如图3所示，两种化学镀铜单板涂饰前后颜色明度差△L*均为数值较大的负值，涂饰使镀铜单板较涂饰前产生大幅度变暗，△a*值表示颜色中红色的成分发生小幅变化。△b*为负值，说明颜色中蓝色成分增加而黄色成分减少。△C*值显示颜色较之前暗浊，色调角Ag*也为负值，表明由于色调角的减小，颜色产生了偏向红色的趋势。△E*值>12，色差变化较大，达到易被识别的程度。见