1、云母珠光顏料的光學原理作者：Werner Rudolf Cramer透明的云母顏料是汽車和工業(yè)涂料中采用的最吸引眼球的顏料之一。因其特殊的化學組成 產生的干涉現象決定了它們的光學特性。當云母顏料與其它云母顏料或者其它著色顏料混 合時，就會發(fā)生奇妙的變化。涂料的混合是一個物理過程，但必須將其與色彩視覺的理論區(qū)分開來。然而不幸的是，在 配色的過程中，當令人驚訝的結果出現時，人們卻經常遺忘這一點。直到最近，汽車廠所采用的絕大多數油漆還是用吸收顏料來生產的。同時，含特殊效果顏 料的顏色也在汽車市場上占重要比例并且在車主中很流行，比如那些具有亮麗珠光效果的 一些顏色。然而，人們知之甚少的是，特殊效果的油

2、漆混合原理與吸收顏料是截然不同的。云母顏料透明的珠光顏料是顏料中的新品種，通過干涉作用來達到其色彩效果。它們由云母薄片做 基材，外面包覆高折射的二氧化鈦涂層。白色光照射到此類型的顏料上時被二氧化鈦層部 分反射，余下的光則穿過(折射)二氧化鈦層抵達云母表面，接著部分光線又被反射，平 行于第一道反射光線離開顏料表面。云母黃(Iriodin 97205)，云母藍(Iriodin 97225)，以及其混合物在 25。/140。，45。/120。，75。/95。(入射角/觀察角)的干涉的a*b*值。25。/140。測量幾何學的連接線顯示了顏色變化的方向取決于入射 光的角度。云母黃(Iriodin 972

3、05)，云母藍(Iriodin 97225)以及其混合物通過一個節(jié)點振動的反射曲線?；A色的最大值和最小值相互對應。第二道光線的光波相對與第一道光線會有部分偏移，根據所經過路線的長短不同，偏移大 小不同。這個差距可以這么計算：光線穿過二氧化鈦涂層所經過的距離減去相同時間內第 一道反射光線所傳播的距離。如果波峰和波峰疊加，波谷和波谷疊加，將強化光波。在簡化的干涉公式中，最終反射的顏色是由二氧化鈦涂層的膜厚，它的折射率以及入射光入射 的角度決定的。云母綠（Iriodin ?9235），云母紅（Iriodin 9215）以及其混合物在 25。/140。，45。/120。，75。/95。通過在云母上涂

4、覆不同厚度的二氧化鈦，可以得到從銀白，經過黃色，紅色，藍色，直到 綠色（膜厚從低到高）。用物理學的術語講，就是對入射光線進行了選擇性的反射。與著 色顏料不同的是，這里很少或者幾乎沒有吸收。同時，對于云母顏料來說，因入射光是可 操控的，當不止一個這樣的顏料混合的時候，是遵循光的加和原理。舉個例子來說，當混 合黃色和藍色的云母顏料時，產生的是白色，而非綠色。（入射角/觀察角）的干涉的a*b*值。25。/140。測量幾何學的連接線顯示了顏色變化的方向取決于入射光的 角度。當干涉曲線旋轉時，顏色變得與角度無關。當觀察角度離光澤角度越來越遠的時候，它們基本上 集中到一點，當角度差距變大時，也是如此。云母

5、顏料的光學特性要理解透明云母顏料的混合結果，就必須先描述它們的光學特性。上述的試驗是一塊用含 云母顏料的油漆噴涂的薄的金屬片，可以看出大范圍的顏色變化。色差計提供了一個精確 的方法來測量這些顏色變化。干涉的公式描述了反射顏色與入射光角度有關。如果維持反射光角度和觀察角度之間的差距恒定，改變入射光的角度，測量涂料，其讀數 就可描繪出該顏料的典型的干涉曲線。進一步測量，則維持入射光線角度不變（例如45。）， 改變反射光和觀察角度的差異，則可獲得該入射光角度下的光澤曲線。云母綠(Iriodin 9235),云母紅(Iriodin 9215)及其混合物的反射曲線顯示其通過兩個節(jié)點振蕩。即使以不同比例混

6、合以上兩個顏料，節(jié)點也保持相同的位置。對于兩個基本色而言，最大值和最小值相對應。干 涉和色相線描述了云母綠(Iriodin 9235)，云母紅(Iriodin 9215)以及其混合物的光學屬性。在45。/120。測量幾何學，光澤和干涉線相交。25。/140。在幾何學上被確定為綠色節(jié)點。如果測量的是一個在白色底材上涂裝含云母顏料的油漆，那么在反射光上面30。的位置， 可觀察到顏料透射的顏色。該透射色是由那些與反射光線相補償的呈現在顏料側面的光線 所組成。它包含那些與反射光線互補的呈現在顏料側面的光線。可以感受到的是，該透射 色是從白色底材上反射出來的。干涉的結果是，當入射光源趨于平坦時，反射光的

7、最大值向小波長段遷移，而越來越垂直 的入射光則導致最大值向大的波長段遷移：云母綠在平坦光源下偏向藍相，在垂直光源下 偏向黃相。依此類推，云母藍，會分別偏向藍紫或綠相，而云母黃，則偏向綠相或紅相。當云母顏料相互混合的時候，它們遵循加色混合原理。事實上，理想的結果是，1 : 1混合 時，混合物的a*b*值在CIE Lab系統中均介于兩個基色之間。相反，一個紅色著色顏料的 色強度是指當該顏料與黃顏料1 : 1混合時，紅色顏料的顏色僅僅有微小的變化。這些現象可以相互融合。一方面，這是一個加法過程，可以通過定義好的測量幾何學下的 讀數來檢驗。另一方面，因干涉特性而產生的附加現象以及產生的不可思議的結果。

8、例如， 在保持角度差異不變的情況下，云母綠Iriodin ?9235在水平入射光下顏色從黃相變到藍綠 相。而云母紅Iriodin ?9215,則是相反的結果。當入射光角度趨于平坦時，顏料呈現黃相。 兩種顏料混合將會把干涉效果最低化。即使維持入射角不變而改變觀察角，這種現象也不 會消失。加法原理在這里適用，但是干涉也不可忽視。觀察起始顏色和混合色的反射曲線，可觀察 到特征振動節(jié)點（在這些波長段沒有變化發(fā)生）。而云母綠的最大值和云母紅的最小值就 位于兩個節(jié)點之間。在用于測量干涉的測量幾何學中，混合顯示了在反射最大值處只有較 輕微的遷移。這種現象也可以在其他的混合中觀察到，例如云母黃和云母藍相混，可見顏色變化的趨勢 在兩種顏料之間。反射曲線僅僅通過一個節(jié)點振動，但也可以看出，反射的最大值和最小 值是相互抵消的。結論透明的云母顏料與眾不同的混合效果創(chuàng)造出迷人的色彩。這里，它們的光學特性起著特別 重要的角色，歸功于干涉作用。對于能達到效果的具體估計，比色儀可以提供很好的方式 來定義目視效果。如