CN109143427B - 一种漫反射板及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种漫反射板的制作方法包括以下步骤：对基板进行预处理；根据不同的反射比对喷涂材料配比；根据不同的反射比控制喷涂量和喷涂时间在基板面上进行喷涂形成漫反射面；对漫反射面进行固化。采用该方法制作的漫反射板在紫外－可见－近红外光谱区内光谱平坦，具有良好的热稳定性和化学稳定性，且易于清洁，具有高稳定性、高反射率、耐高低温、耐辐射的特性，适合在长期暴露或严苛环境条件下的实验及野外应用。
Description
技术领域
本发明涉及物理光学材料技术领域，特别是一种漫反射板及其制作方法。
背景技术
目前，光谱校准是在光谱仪器测量中不可缺少的一个步骤，漫反射板是光谱定标应用中的一个重要的光学器件，其反射性的好坏直接影响光谱仪器测量的精确度，从而影响仪器对测量物体获取数据的准确度。随着科技的发展，光谱仪器能快速分析从而应用于机械制造、生物技术等多个行业，在目标定位、矿物勘探、生态系统研究等方面有着快速的发展。例如，漫反射板可用于野外环境对无人机机载相机的标定，经过标定的漫反射板，利用光谱分析可对目标紫外－可见－红外波段的光谱测量，从而获取目标的方向反射因子的光谱信息。
然而现如今，多数漫反射板可工作波长范围不大，多数仅可工作于可见光源范围，而且反射率单一，材料的稳定性差，漫反射面容易发黄和脱落，因此不易保存，在一些条件恶劣的野外环镜则会影响其性能，从而影响测量工作的效率。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种漫反射板及其制作方法，利用该制作方法制作的漫反射板可以根据需求有不同的反射比，且具有良好的热稳定性和化学稳定性。
本发明解决其问题所采用的技术方案是：
一种漫反射板的制作方法，包括以下步骤：
对基板进行预处理；
根据不同的反射比对喷涂材料配比；
根据不同的反射比控制喷涂量和喷涂时间在基板面上进行喷涂形成漫反射面；
对漫反射面进行固化。
进一步，所述对基板进行预处理包括以下步骤：
对基板进行清洁处理；
对基板进行磷化处理；
对基板进行研磨处理。
进一步，所述的对基板进行清洁处理包括利用机械方式进行去油清洁处理。
进一步，所述的对基板进行研磨处理包括在基板面上加入研磨剂，通过基板面与基板面贴合进行相互研磨。
进一步，所述的对基板进行研磨处理还包括以“8”字形或螺旋形和直线运动相结合的方式进行研磨，并不断变更研磨方向，直至达到精度要求。
进一步，对基板进行研磨处理后，根据研磨后的基板面的凹陷程度，对基板面涂刮导电腻子，并对基板进行干燥。
优选地，所述的喷涂材料是电阻率为1010～1016欧姆/厘米的硫酸钡粉末。
优选地，所述漫反射面的厚度是1毫米。
优选地，所述基板是铝板、银板或其合金板。
另一方面，一种漫反射板，其特征在于，采用如权利要求1至9任一项所述的制作方法制作而成。
本发明的有益效果是：采用该制作方法制作而成的漫反射板可以根据需要而制作成反射比各不相同的漫反射板，该漫反射板适用于紫外－可见－近红外宽光谱谱段且在紫外－可见－近红外光谱区内光谱平坦；具有良好的热稳定性和化学稳定性，且易于清洁，具有高稳定性、高反射率、耐高低温、耐辐射的特性，经得起各种试验条件测试，能在较广范围的光照条件下能保持恒定对比度，适合在长期暴露或严苛环境条件下的实验及野外应用。
附图说明
下面结合附图和实例对本发明作进一步说明。
图1是本发明漫反射板的制作方法的流程图；
图2是本发明漫反射板的制作方法的另一流程图；
图3是不同配比的喷涂材料关于波长与反射率的关系图；
图4是步骤对漫反射面进行固化中的温度与时间的关系图。
具体实施方式
参照图1，一种漫反射板的制作方法，包括以下步骤：
步骤a1，对基板进行预处理；
步骤a2，根据不同的反射比对喷涂材料配比；
步骤a3，根据不同的反射比控制喷涂量和喷涂时间在基板面上进行喷涂形成漫反射面；
步骤a4，对漫反射面进行固化。
参照图3，图3是不同配比的喷涂材料关于波长与反射率的关系图；不同反射比的漫反射板用于不同的功能用途，按照实际要求进行配比；不同配比的喷涂材料会影响漫反射层的反射比，具体可得到的反射比为2％至99％。同时，由于喷涂材料配比成分的不同，要控制好喷涂过程中的喷涂量和喷涂时间。
一个具体实施例，首先将喷涂材料装入喷涂室的喷枪位置准备喷涂，并开启静电发生器。静电发生器通过喷枪枪口负极的电极针向工件方向的空间释放高压静电，依靠静电吸引在工件表面形成一层均匀的涂层。
在喷涂开始阶段，喷涂量的大小对膜厚有一定的影响，一般喷涂量小，沉积率高。喷涂量一般控制在50克/分到100克/分范围内。随着喷涂时间的增加，喷涂量对膜厚的增长率的影响显著减小，控制适宜的喷涂时间。
参照图4，将喷涂后的制品放进烤箱进行高温烧结使其固化，温度在100－150摄氏度，室温保持在25℃，严格控制好温度。因为硫酸钡传热很慢，刚到烧结温度时，喷涂层仅表面固化，其内部并未达到烧结的温度，所以，必须在规定的烧结温度下保持一定时间，使喷涂层充分塑化，达到内外的温度一致。该漫反射板的喷涂层的厚度为在1mm，升温速度保持在65℃/h，当温度达到150℃的时候应保持此时的温度，恒温烘烤3h左右，当喷涂层充分烧结后开始缓慢降温，降温速度保持在50℃/h左右，过快的升、降温速度都会影响到漫反射目标白板的性能，使其膨胀、收缩不均匀进而导致变形或者产生裂纹。
严格的温度控制才能使得漫反射板可以具有良好的热稳定性和化学稳定性，才能适合在长期暴露或严苛环境条件下的实验及野外应用。
参照图2，进一步，步骤a1对基板进行预处理包括以下步骤：
步骤a101，对基板进行清洁处理；
步骤a102，对基板进行磷化处理；
步骤a103，对基板进行研磨处理。
上述步骤为喷涂前对基板的预处理，将挑选好的基板进行预处理可以增加喷涂的漫反射面的成品率，提高漫反射板的质量。
进一步，步骤a101对基板进行清洁处理包括利用机械方式进行去油清洁处理；令基板面无油污可以使喷涂材料在基板面形成的漫反射层更加均匀。
进一步，步骤a102对基板进行研磨处理包括在基板面上加入研磨剂，通过基板面与基板面贴合进行相互研磨。
进一步，步骤a103对基板进行研磨处理还包括以“8”字形或螺旋形和直线运动相结合的方式进行研磨，并不断变更研磨方向，直至达到精度要求。
进一步，步骤a103对基板进行研磨处理后，根据研磨后的基板面的凹陷程度，对基板面涂刮导电腻子，并对基板进行干燥；经过研磨处理后，基板面还会存在一些坑坑洼洼的凹陷情况，通过对基板面涂刮导电腻子可以使基板面更加光滑平整，则喷涂在基板面上的喷涂层也会更加光滑平整。之后，对基板的表面进行质量检测，具体的质量检查指的是检测表面质量、平面度、粗糙度等光学表面参数，确保这些参数满足设计要求。
优选地，所述的喷涂材料是电阻率为1010～1016欧姆/厘米的硫酸钡粉末。电阻率过低易产生粉末分散，电阻率过高会影响涂层厚度。
优选地，所述漫反射面的厚度是1毫米。
优选地，所述基板是铝板、银板或其合金板。
另一方面，基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种漫反射板，采用上述的漫反射板制作方法制作而成。由此制成的漫反射板的面积尺寸最大可达3m＊3m。
以上所述，只是本发明的较佳实施例而已，本发明并不局限于上述实施方式，只要其以相同的手段达到本发明的技术效果，都应属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种漫反射板的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
对基板进行预处理，其中所述的对基板进行预处理包括以下步骤：
对基板进行清洁处理；对基板进行磷化处理；对基板进行研磨处理；
对基板进行研磨处理后，根据研磨后的基板面的凹陷程度，对基板面涂刮导电腻子；
根据不同的反射比对喷涂材料配比；
根据不同的反射比控制喷涂量和喷涂时间，将喷涂材料装入喷涂室的喷枪位置并开启静电发生器，使静电发生器通过喷枪枪口负极的电极针向工件方向的空间释放高压静电，依靠静电吸引在基板面上进行喷涂形成漫反射面；
对漫反射面进行固化，其中所述的对漫反射面进行固化具体为：将表面形成漫反射面的基板放进烤箱进行高温烧结；在规定的烧结温度下保持一段时间，使喷涂层充分塑化，达到内外的温度一致；使烤箱的升温速度保持在65℃/h，当烤箱的温度达到150℃的时候应保持此时的温度，恒温烘烤3h；当喷涂层充分烧结后开始缓慢降温，使烤箱的降温速度保持在50℃/h。
2.根据权利要求1所述的一种漫反射板的制作方法，其特征在于，所述的对基板进行清洁处理包括利用机械方式进行去油清洁处理。
3.根据权利要求1所述的一种漫反射板的制作方法，其特征在于，所述的对基板进行研磨处理包括在基板面上加入研磨剂，通过基板面与基板面贴合进行相互研磨。
4.根据权利要求3所述的一种漫反射板的制作方法，其特征在于，所述的对基板进行研磨处理还包括以“8”字形或螺旋形和直线运动相结合的方式进行研磨，并不断变更研磨方向，直至达到精度要求。
5.根据权利要求1所述的一种漫反射板的制作方法，其特征在于，在对基板面涂刮导电腻子后，对基板进行干燥。
6.根据权利要求1所述的一种漫反射板的制作方法，其特征在于，所述的喷涂材料是电阻率为1010～1016欧姆/厘米的硫酸钡粉末。
7.根据权利要求1所述的一种漫反射板的制作方法，其特征在于，所述漫反射面的厚度是1毫米。
8.根据权利要求1所述的一种漫反射板的制作方法，其特征在于，所述基板是铝板、银板或其合金板。
9.一种漫反射板，其特征在于，采用如权利要求1至8任一项所述的制作方法制作而成。
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