光學復合材料構造纖維和微粒分析金相顯微鏡
光學復合材料
往往為了某種原因而要求彩色裝飾。對于裝飾應用,需要各種
彩色鍍層。光學儀器、印刷機械和軍用設備要求黑色鍍層以減少反
光。黑色鍍層的較新工程應用是用在太陽能集熱器上作為選擇吸
收鍍層以提高吸熱效率。
這類鍍層是由于其特殊光學性能而獲得應用,因而稱為光學
復合材料.其他章節討論過的復合材料是由于其機械性能而獲得
應用,可以稱為機械復合材料。這些名稱都是基于復合材料的主要
性能。早先介紹的其他名稱是基于復合材料在構造上的特點。
纖維和微粒都能改善機械性能,而只有微粒能改善光學性能。
復合材料光學性能的理論
復合材料在本質上是不均勻的。在微粒增強復合材料中,盡管
基體可能是連續的(尤其是在微粒的體積含量不高時),而微粒體
現了非均勻性。如果微粒尺寸超過光波的波長,則這種復合材料對
光線的反射和透射在各個區域會有所不同。這類復合材料不會表
現出特殊的光學性能,也就不被認為是光學復合材料。
如此相反.如果微粒尺寸比光線的波長小得多,則微粒不會直
接影響電磁波的傳播。這是因為電場任何瞬間在球面上都不會發
生顯著變化。但是微粒可以使其附近介質中的電磁場發生變化,從
而改變極化強度,于是影響到鄰近介質的光學常數。結果是復合材
料的光學性能不同于基體和微粒。這類復合材料被認為是光學復
合材料。
從光線傳播的觀點看,光學復合材料是一種非均勻介質。描述
這類介質的較佳方案是用有效光學常數來對其進行表征。這些光
學常數值可根據微粒和基體的光學常數進行計算得出。為此提出
了兩種理論