化學鍍銅木質(zhì)復合材料視覺環(huán)境學特性研究

1/7化學鍍銅木質(zhì)復合材料視覺環(huán)境學特性研究化學鍍銅木質(zhì)復合材料視覺環(huán)境學特性研究木材是構(gòu)成室內(nèi)環(huán)境的主要材料之一，以化學鍍銅法制備木質(zhì)基電磁屏蔽材料，在保持木材優(yōu)異特性的同時，又具有金屬銅的顏色與光澤12，在需要靜電防護和電磁屏蔽的室內(nèi)空間具有較高的推廣和應用價值，是一種具有功能性和裝飾性的新型復合材料。顏色與光澤度與人對視覺環(huán)境的舒適程度密切相關(guān)，是構(gòu)成材料視覺環(huán)境學特性的兩大要素，本文以乙醛酸為還原劑所得化學鍍銅單板為試件34，且電磁屏蔽效能能夠滿足民用及一般軍用領域的要求。通過對涂飾前后鍍銅單板表面視覺物理量的測量與對比分析，為化學鍍木質(zhì)復合材料的實際應用提供依據(jù)，為材料的加工、設計提供指導與參考，并有利于提高材料的附加值。1測量方法色度值測量采用手持式分光色度儀，每塊試件正反兩面各取4點，每點測量2次，取同種條件下多個試件平均值，測得涂飾前后鍍層的色度值，并以公式計算AG、C，孟塞爾表色系統(tǒng)可以直接得到顏色三屬性測量值，但色調(diào)值需通過2/7公式將LAB表色系統(tǒng)的測量值向孟塞爾表色系統(tǒng)進行轉(zhuǎn)換，即C指顏色的飽和度，表示為C1/2，AG為色調(diào)角，公式為AGARCTAN57。1光澤度值測量在60鏡面反射條件下，以數(shù)字型光澤度計進行測量。光澤度是反映物體表面對光線反射能力的強弱，并以反射光強度與入射光強度的比值來表示，公式為G100P/P0。式中P表示物體的反射率；P0表示標準板的反射率。木材表面光澤度值包括與木材紋理方向平行的光澤度值、與木材紋理方向垂直的光澤度值和GB，即二者比值，這是由木材紋理的特殊性決定的，因化學鍍使木材表面保留了固有的紋理，鍍層光澤度測量依然采用這三個指標。結(jié)果與分析材料表面色度值化學鍍銅單板表面色度參數(shù)變化如圖1所示，在CIELAB色空間中，兩種木材單板施鍍前后A值均有較大幅度提高，說明紅色的成分增加本文由論文聯(lián)盟HTTP/收集整理顯著；L值的變化結(jié)果顯示樺木素材單板明度較高，淺黃色單板鍍銅后顏色變?yōu)榧t色，明度降低；而明度較低的水曲柳素材單板在鍍銅后與樺木相反，明度得到提高；3/7兩單板B值在施鍍前后變化較小，表明黃色成分所受影響較小。AG值的對比顯示施鍍前后色調(diào)角改變較為明顯。色飽和度C與A、B有正相關(guān)趨勢，A、B值的提高，相應材料的色飽和度較之素材越高，視覺上鍍銅后單板顏色較素材更為鮮艷飽滿，由圖可知，引起此變化與A值的顯著提高關(guān)系最為密切。由表1可知，在孟塞爾色系統(tǒng)中的標注值顯示樺木素材單板的H值位于YR與Y區(qū)接近的位置，顏色呈現(xiàn)較為明亮的淺黃色；水曲柳素材單板標注值表明其色調(diào)區(qū)域標號與樺木相同，但比樺木更接近Y區(qū)，因此在色相上比樺木更傾向于橙色；水曲柳素材的明度值與純度值均略低于樺木，因此顏色上樺木更顯鮮亮。樺木、水曲柳鍍銅后單板的色調(diào)標號表明二者色相均位于紅色區(qū)且接近橙色區(qū)，且為飽和度較高的紅色，且水曲柳鍍銅單板較之樺木更為明亮，經(jīng)化學鍍銅的單板表面，在基本保持素材紋理的基礎上改變?yōu)榻饘巽~的顏色。2材料表面光澤度值光澤度測量值見表2，樺木、水曲柳素材單板光澤度值較低，GL值均大于GT值，GB1，表明與木材紋理方向平行的光澤度均大于與其方向垂直的光澤度；如圖2所示，施鍍前后單板光澤度差值GL、GT均為正值，表明樺木、水曲柳表面光澤度在化學鍍銅后均得到提高，GB1，即4/7平行紋理光澤度提高幅度大于垂直紋理，且由于受表面紋理的影響，水曲柳較之樺木更加顯著。單板表面的光澤度受其結(jié)構(gòu)的影響，切削后的木材表面由無數(shù)個微小的細胞腔構(gòu)成，細胞腔內(nèi)壁的光滑度、腔內(nèi)物及入射光方向等都會對光線的折射、反射產(chǎn)生影響8，當光線沿著與木材紋理方向平行而射入時，一部分光線會從剖切形成凹痕的細胞壁表面直接折射，另一部分則順著細胞長軸方向從細胞內(nèi)折射，反射光散射程度較小，鏡面反射率較高；反之，當光線沿著與木材紋理方向平行而射入時，部分光線受細胞內(nèi)壁的阻擋，反射光散射程度較大，鏡面反射率較低，因此，平行于紋理方向的光澤度大于垂直于紋理方向的光澤度910。經(jīng)化學鍍處理的木材單板表面紋理清晰可見，且改變?yōu)榻饘巽~的顏色，具有獨特的金屬光澤。2涂飾前后視覺物理量分析涂飾可以起到保護鍍層的作用，涂飾選擇硝基漆，室內(nèi)自然晾干，放置7日后進行電磁屏蔽效能、視覺物理量等測量，鍍銅單板涂飾前后的顏色差值如圖3所示，兩種化學鍍銅單板涂飾前后顏色明度差L均為數(shù)值較大的負值，涂飾使鍍銅單板較涂飾前產(chǎn)生大幅度變暗，A值表示顏色中紅色的成分發(fā)生小幅變化。B為負值，說明顏色中藍色成分增加而黃色成分減少。C值顯示顏色較5/7之前暗濁，色調(diào)角AG也為負值，表明由于色調(diào)角的減小，顏色產(chǎn)生了偏向紅色的趨勢。E值12，色差變化較大，達到易被識別的程度。見表1中涂飾后顏色在孟塞爾色系統(tǒng)標號值表明在色相環(huán)上的位置已偏移向紅色中心區(qū)，且仍與橙色區(qū)保持較近距離，結(jié)合V值和C值可知，涂飾后鍍層表面呈現(xiàn)較為深暗的橙紅色，其結(jié)果與目測視覺感覺一致。由此可知，涂飾使單板表面顏色明度降低較大，色調(diào)也略有改變?；瘜W鍍銅單板涂飾前后光澤度測量值見表2，涂飾后樺木、水曲柳的GB值仍然大于1，但均有所降低，表明涂飾后鍍層表面依然保持木材獨特的光反射特性，但程度略有所減弱；從圖2可知，鍍銅單板涂飾前后的光澤度參數(shù)GL、GT均為負值，表明涂飾后單板的光澤度降低，GB值的變化表明GL的下降幅度始終大于GT的下降幅度，同時從涂飾前后GB變化幅度不同可知，涂飾對鍍層的光澤度產(chǎn)生了一定的影響，其原因是涂飾過程會導致原有的表面結(jié)構(gòu)受到不同程度地破壞并重構(gòu)新的表面，從而影響了橫順紋理的光澤度比，導致鍍層對光反射程度的不同。2鍍銅單板的視覺心理特性周圍環(huán)境所傳遞的信息及相關(guān)刺激均可以對人的視覺心理產(chǎn)生影響，材料的顏色、光澤度則是其中最主要的兩個因素，通過刺激人眼傳遞信息到大腦不同的感受區(qū)域6/7內(nèi)，從而使人產(chǎn)生不同的心理反應。主觀評價法指用一些心理量詞直接評價主體對外界刺激產(chǎn)生的直覺量，木質(zhì)材料對視覺心理量影響的視覺環(huán)境學評價通常采用SD法1112，經(jīng)測試結(jié)果顯示紅綠色品指數(shù)A、黃藍色品指數(shù)B、色飽和度C均與“溫暖感”心理感量均呈一定正相關(guān)趨勢，即A、B值越高，顏色越偏紅、黃色，顏色純度也隨之提高，給人的“溫暖感”越強，“豪華”、“富貴”等心理量感隨之增強；B與“明快”、“華麗”“漂亮”等心理感量呈正相關(guān)趨勢，即黃色成分增多，“明快感”增加；“溫暖感”與L呈負相關(guān)，當明度降低，“溫暖感”則有上升的趨勢；L與光澤度GL、GT表達極為相近的物理意義，與三者呈正顯著相關(guān)的是“明快感”“現(xiàn)代感”，隨明度、光澤度提高，其程度大幅度提升，鍍銅后的木材表面可以使人產(chǎn)生“溫暖感”、“豪華感”、“明快感”。通常光滑的金屬材料表面具有較高的反射率，使人感覺刺眼、極易產(chǎn)生視覺疲勞感。鍍銅木材表面光澤度與素材相比有所提高，具有金屬銅的光澤感，但由于保留了木材多孔及獨特的紋理，且在不同方向呈現(xiàn)出的光澤和顏色略顯差異，這種表面特征不會產(chǎn)生刺激性的反射光線，使人視覺感覺舒適。涂飾后鍍銅單板視覺物理量變化最顯著的應為明度的降低，其次紅綠、黃藍色品指數(shù)的改變，隨之色飽和度有所降低，涂飾后鍍銅單板變?yōu)樯畎档某燃t7/7色。飽和度低、明度低的紅色除了給人“溫暖感”，也會產(chǎn)生“穩(wěn)重感”、“深沉感”等心理感受。由于涂飾后各色品指數(shù)的變化均不顯著，因此，視覺心理感覺不會產(chǎn)生較大改變，涂飾后表面光反射各向異性程度略有減弱，鍍層光澤度降低，此種表面特性的材料應用于室內(nèi)環(huán)境中會使“穩(wěn)定感”、“平靜感”等視覺心理感覺隨之增加。結(jié)論木材化學鍍銅使材料表面改變?yōu)榻饘巽~的顏色且保持著原有的紋理特征，樺木、水曲柳鍍銅單板顏色在