第九章 感光材料.ppt

1、第九章,感光材料,第九章 感光材料,9.1 概述 9.2 感光材料的基本原理 9.3 片基,9.1.1 感光材料的发展简况,1727年德国J.Schulge发现了AgNO3的感光性能 1839年J.M.Dguerre发明了银版摄像术 1847年N.S.Victor用蛋清做感光物质的载体图与玻璃板上，开始了湿版照相 1871年英国R.L.Maddox发明用明胶代替硝化棉制成AgBr照相干板 1888第一台柯达便携式相机问世 1861年麦克斯韦发现了”三色“原理（颜料三原色：红 黄 蓝 ，光的三原色：红 绿 蓝） 1912年R。Fisher发明了成色显影法,9.1.2 感光材料的结构,超微粒干板由

2、乳剂层、玻璃板、底层和防光晕层组成,照相纸层由保护层乳剂层钡地层和纸基组成,所谓感光材料，系指曝光后发生化学变化经过适当的显影、定影 处理，能够形成影像的材料。感光材料的基本结构是由乳剂层和 支持体组成；支持体一般有纸基、片基、和玻璃三种。,9.1.2 感光材料的结构,黑白底片由保护层、上乳剂层、下乳剂层、底层、片基和防光晕层组成,多层彩色电影胶片由保护层、上、中、下三个乳剂层、黄色滤光层、底层、片基和防光晕层组成,9.1.2 感光材料的结构,、片基：感光乳剂的支持体。 、乳剂层：是感光层，由银盐和动物明胶质组成，银盐以溴化银为主掺有极少的碘化银。 、结合层：增强乳剂膜对片基的附着力。 、保护

3、层：防止感光片在装卸和显影时划伤。 、防光晕层： 防止强光在底片上形成光晕。 防止软片卷曲。 防止静电 。,9.1.3 感光材料的分类,感光材料分类方法很多，通常有以下几种： 照相性能:高感光度、中感光度和低感光度材料。 照相反差系数：高反差、中反差和低反差材料。 感色性能：核磁照相材料；X光照相材料；紫外线照相材料；普通照相材料；红外线照相册材料。 形成影像的性能：负性材料和正性材料。 支持体的不同：照相纸、胶片和干版。 色彩的不同：黑白感光材料和彩色感光材料。 用途：电影胶片；民用胶片；军工胶片。,9.1.3 感光材料的分类,正性材料：经曝光和显影后，得到的景象其明暗和色彩都和被摄物一样，

4、通常洗印的相纸，电影胶片就是这类感光材料。 负性材料：经曝光和显影后，得到的影像其明暗正好和被摄物相反，其色彩则为被摄物的互补色。,9.1.4 感光材料的照相性能,感光材料的照相性能主要是指感光材料的感光度、灰雾密度、最大密度、反差系数、平均斜率、宽容度、分辨率、清晰度、颗粒度、感色性和保存性等。,9.1.4 感光材料的照相性能,1.灰雾密度（D0）和最大密度(Dmax) 灰雾密度：表示感光材料未经曝光而冲洗加工后产生的密度，用D0表示；,最大密度：感光材料随曝光量增大到一定程度后，在增大曝光量其密度就再也上不去了，此时的密度及特性曲线的中D点，用Dmax表示。,9.1.4 感光材料的照相性能

5、,2.感光测定 感光材料的感光测定程序为：试验样片曝光，按标准要求进行冲洗加工，获得样片的影像；测量样片的密度，绘制特性曲线；根据特性曲线测得感光材料的有关照相性能。,9.1.4 感光材料的照相性能,3.感光度（S） 感光度指感光材料对光的敏感程度 4.反差、反差系数（） 反差是指被摄体中的明亮部分和阴暗部分的差别程度,反差系数是指影像反差与被摄体反差的比值,9.1.4 感光材料的照相性能,5.宽容度（L） 宽容度是指感光材料所能正确容纳被摄体的亮度范围 6.分辨率和清晰度 分辨率是对感光材料记录最小细部能力的一种评价 7.模量传递函数（MTF） 模量传递函数是指感光材料记录到的信息量与投照到

6、感光材料的光信息量之比；多用来评价感光材料的感光性能,9.1.4 感光材料的照相性能,8.感色性 感色性是指感光材料对不同颜色光波的感受程度 9.保存性 保存性是指感光材料的各项照相性能在一定时间内的稳定程度,9.2 感光材料的基本原理,9.2.1 卤化银的物化性质和晶体结构 9.2.2 潜影的生成,9.2.1 卤化银的物化性质和晶体结构,1. 物化性质 卤化银是卤素和金属银生成的化合物的总称。卤化银分为氟化银、氯化银、溴化银和碘化银。除氟化银外其余三种金属都是制造感光材料的重要原料 卤化银作为感光材料的特殊性质：一是难溶于水，二是在光线下分解，逐渐变黑；,古人所指的毒，主要是指剧毒的砒霜，即

7、三氧化二砷，(古人称其为鹤顶红)古代的生产技术落后，致使砒霜里都伴有少量的硫和硫化物。其所含的硫与银接触，就可起化学反应，使银针的表面生成一层黑色的“硫化银”，到了现代，生产砒霜的技术比古代要进步得多，提炼很纯净，不再参有硫和硫化物。银金属化学性质很稳定，在通常的条件下不会与砒霜起反应。 可见，古人用银器验毒是受到历史与科学限制的缘故。有的物品并不含毒，但却含许多硫，比如鸡蛋黄，银针插进去也会变黑。相反，有些是很毒的物品，但却不含硫，比如毒蕈、亚硝酸盐、农药、毒鼠药、氰化物等，银针与它们接触，也不会出现黑色反应。因此，银针不能鉴别毒物，更不能用来作为验毒的工具。,9.2.1 卤化银的物化性质和

8、晶体结构,9.2.1 卤化银的物化性质和晶体结构,卤化银的颜色随金属性的增强而呈现暗黄色，氯化银是白色的，溴化银是淡黄色的，碘化银是黄色的。,溴化银对光的作用最敏感，氯化银次之，碘化银对光的感受能力最低，通常在乳剂制备中很少使用单一的卤化银，而是依乳剂的照相性能按不同比例使用所谓复合型的卤化银。,9.2.1 卤化银的物化性质和晶体结构,2.晶体结构,氯化银与溴化银的晶体结构相同，都是立方体结构，如左图所示；在溴化银晶体结构中，每个银离子周围有6个溴原子，每个溴原子周围有6个氯原子；,碘化银的晶体结构有三种晶体结构，两种属正方体，另一种属六方体。,9.2.1 卤化银的物化性质和晶体结构,像溴化银

9、晶体一样，两个相邻离子之间不仅有固定的距离，而且有固定的角度，这种有规则的空间排列在浸提化学上称作点阵结构，而这种规则的对称排列的晶体称为理想晶体。,晶体的不完整性：不规则的有某些缺陷的晶体。,产生晶体不完整性的原因：在晶体形成的过程中，离子迅速聚集、受外部诸因素的影响各晶体生长不平衡所致。,9.2.2 潜影的生成,潜影： 在样片曝光后，乳剂层中的卤化银起光化作用，产生了肉眼看不见的影像，在摄影学上称为潜影,潜影的化学反应如下：AgBr+hvAg+Br- Ag+eAg潜影只有在经过随后的显影、定影等加工过程之后才能变成可见的影像。显影时，溴化银中的溴与显影剂反应，生成溴化物而进入显影液；而溴化

10、银中的银离子被还原为黑色的银微粒，形成可见的影像。,在照相乳剂制备过程中，明胶中的微量杂质和化学成熟时加入的金盐，都可使卤化银离析出微量的银，这些微量的银质点极易集中在卤化银的点阵缺陷和位错部位，形成感光中心。,9.2.2 潜影的生成,潜影和显影中心的区别：潜影是由若干银的质点组成的不可见的影像，是指整个潜伏的影像而言；而显影中心是指卤化银在显影时起中心作用的各个银的质点,显影：使已曝光的感光材料显出可见影像的过程。,显影的原理: 1,感光胶片经拍摄感光，银盐发生光化学效应，记录了景物的潜影。 2，由于来自景物不同部位的光强度不同，胶片上不同部位接受到的光量不同，银盐发生的光化学效应的程度也不

11、同。经过显影，使感光的卤化银还原成金属银粒，就形成不同密度的银粒构成的景物影像。 3，影像中银盐堆积得多的部位，是感光时曝光量多的部分，也就是景物中明亮部位；银盐堆积得少的部位，则是感光时曝光量少的部分，也就是景物中阴暗部位。这样就得到一张用不同明暗层次记录下来的可视影像，但明暗与景物正好相反。 4，因感光片上所用的银粒非常细，而银在很细的颗粒状态时是黑色的。银粒堆积的量越多，就越黑。银盐堆积的量不同，就形成了不同程度的从黑到白的过渡，把景物明暗层次表现了出来。,9.3 片基,片基在感光材料中起乳剂层支持体的作用，不仅直接决定着胶片的机械性能而且还影响着胶片的照相性能，因而是感光材料的基本原料

12、。,现在广泛使用的有两类：一类是纤维素酯片基，如硝酸纤维素片基和三醋酸纤维素酯片基；另一类是聚酯片基，如聚对苯二甲酸乙二醇酯片基和聚碳酸酯片基；,9.3.1 片基的基本结构和基本性能,下图是各类片基的结构剖面图，由基体、底层和背面的辅助图层等三部分组成。片基基体为三醋酸纤维素酯或聚酯，片基底层是片基基体与照相乳剂层之间的粘结层；片基另一面对不同品种的胶片的要求，涂布一个多用途的辅助层。,1，片基的结构,9.3.1 片基的基本结构和基本性能,1，片基的性能,涤纶片基的物理机械性质见课本第328页表91，厚度见表9-2,对于片基的要求：所有片基必须不影响照相性能。,9.3.2 三醋酸纤维素酯片基的

13、制造,1，主要原料,（1）部分水解三醋酸纤维素酯,纯纤维素上的三个羟基与醋酐反应后生成的酯即为三醋酸纤维素酯。,三个羟基完全被酯化的酯化率为62.5%，用这种完全被酯化的三醋酸纤维素制造的片基脆性大，没有柔性。因此实际上采用的酯化率为60%61%部分水解的纤维素。,（2）溶剂,因为三醋酸片基是通过棉胶流延法制造的，因此必须用溶剂将纤维素酯溶解，制成有一定黏度的溶液。常用的溶剂二氯甲烷、甲醇和丁醇。,9.3.2 三醋酸纤维素酯片基的制造,（3）增塑剂,由于片基很脆，因此加入增塑剂。适量的加入增塑剂，能改善片基的柔性和抗寒性能。,对增塑剂的要求：必须能与醋酸纤维素有很好的互溶性，不析出，不挥发，不

14、分解，对乳剂的照相性能不产生影响。,常用的增塑剂有如下几种： 磷酸三苯酯，邻苯二甲酸二丁酯， 邻苯二甲酸二辛脂和磷酸三甲苯酯 以上增塑剂可以混合使用。,9.3.2 三醋酸纤维素酯片基的制造,2，片基成型工艺,三醋酸纤维素酯片基制造主要有两个工艺完成：一个是棉胶液的制备，另一个是流涎成型。,9.3.3 涤纶片基的制造,1，涤纶片基原料涤纶树脂,涤纶树脂的结构如下：,n表示聚合度，约为100150，定性的表示聚合度的重要性能是黏度，用于片基的涤纶树脂的特性黏度为0.570.59.,9.3.4 附加层,涂布附加层的原因：为达到制造各种感光材料的要求，须在成型的薄膜上涂布附加层。附加层包括：底层、防光晕层、防静电层等。,1，底层的作用,片基的表面是憎水性的，不能与亲水的乳剂层很好的粘接，涂底层的目的就是使乳剂层能牢固地黏附在片基上，防止在涂布乳剂和显影加工时乳剂层从片基上脱落,涂布底层的目的：,2.底层的类型：,底层有胶底层和高分子树脂层两类,一，底层,9.3.4 附加层,二，防光晕层,1，防光晕层的作用,为了克服感光材料在曝光时所产生的光晕和光渗现象，因此在片基背面涂防光晕层，使该层最大限度地吸收透过乳剂层和片基的散射光及直射光，以防止这些光的反射和折射，降低出现光晕和光渗现象的可能性。,2，防光晕层的要求,a. 能吸收一定光谱范围的光线，