反射UV光的材料要求對(duì)固化段uv光反射效率高,表1列出幾種材料對(duì)UV光的反射系數(shù)。
表1 某些材料對(duì)紫外線和可見光的反射系數(shù)
表2所示經(jīng)拋光氧化后的鋁表面對(duì)不同波長(zhǎng)光的反射率。
表2 經(jīng)過氧化拋光的鋁表面對(duì)不同波長(zhǎng)的紫外線反射率
從表1看出氧化鎂表面對(duì)UV光反射系數(shù)最髙,處理過的鋁表面次之,而鎳(不銹鋼的主要材料)對(duì)UV光反射率很低。氧化鎂很不穩(wěn)定,不能用于制造UV光反射板材。最實(shí)用的是經(jīng)處理過的鋁表面,經(jīng)酸氧化鋁表面硬度髙、表面粗糙度低、耐氧化等特性。從表2看出經(jīng)拋光氧化的鋁表面對(duì)長(zhǎng)波長(zhǎng)光反射效率高。
鋁、氧化鋁、氧化鎂等金屬,用電子顯微鏡觀察是晶體結(jié)構(gòu)。所謂“晶體”是組成分子的原子或離子按固定的點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)排列,就好像用同樣的磚碼起來(lái)的房子。每塊磚相當(dāng)于一個(gè)原胞,是構(gòu)成晶體的最基本單元,在固態(tài)條件下,每個(gè)晶格形狀不變,而晶體是無(wú)數(shù)小晶格的堆積。圖1所示 為尖晶石型鐵氧體結(jié)構(gòu)。
? ? ? ? ? ? ? ? ?(a)甲型立方單元 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? (b)乙型立方單元
圖1 MgAl2O4晶體結(jié)構(gòu)中的小單元
從圖中看出同樣的分子組成都是MgAl2O4,但由于形成晶體的外界條件不同,其晶體結(jié)構(gòu)不相同。同種材料的同一種晶體結(jié)構(gòu)熔點(diǎn)相同,而同種材料不同晶體結(jié)構(gòu)熔點(diǎn)不相同。例如鋁、鑄鋁、一般鋁材和鍛壓后的鋁材晶體結(jié)構(gòu)不完全相同,其熔點(diǎn)也不同,鍛壓或碾壓后的鋁更耐溫。經(jīng)氧化后的鋁表面有氧原子摻在鋁晶體結(jié)構(gòu)中間,其晶體結(jié)構(gòu)與純鋁晶體結(jié)構(gòu)差異較大。
金屬表面對(duì)某一波長(zhǎng)的光波的作用由金屬表面晶體結(jié)構(gòu)和光波的波長(zhǎng)共同決定的。光射到金屬表面會(huì)發(fā)生三種現(xiàn)象,反射、吸收、穿入產(chǎn)生衍射。從能量守恒原理分析,入射光能量等于反射光能量加透射光能量。從上述分析得出結(jié)論,金屬表面對(duì)某一種光波的反射決定于金屬表面晶體結(jié)構(gòu)和光波波長(zhǎng),而與金屬表面粗糙度無(wú)直接關(guān)系。選擇反光材料時(shí)正確地選擇與某光波對(duì)應(yīng)的材料及表面晶體結(jié)構(gòu)最重要。從表1看出氧化鋁表面比未處理鋁表面UV光反射率髙很多。因此材料通過表面改性提高反射率也很重要。
反射板表面平滑反射光效率高的原理是,其實(shí)反射板某一微小面積可視為小平面,但是無(wú)數(shù)微小平面反射光的角度不同,如果是雜亂無(wú)章地反射,我們稱之為漫反射;如果每個(gè)小平面按規(guī)則排列例如排列成橢圓柱形,則每個(gè)小平面將光反射到橢圓焦點(diǎn),若將測(cè)量表對(duì)準(zhǔn)焦點(diǎn)測(cè)量則光強(qiáng)度較大,如圖2所示。而漫反射情況,同樣的能量被反射板反射出來(lái),只是沒有集中在某一點(diǎn)上,但總能量沒有改變。
圖2 反射板反射UV光示意圖
上述意思是說,光滑的反光板和不光滑的反射板對(duì)光能量的反射效率是相等的,光能量的反射只與材料性質(zhì)有關(guān),而與材料表面幾何性質(zhì)無(wú)關(guān)。但反射區(qū)域某一點(diǎn)光強(qiáng)與材料表面曲率有關(guān)系。