信息记录材料与技术剖析

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1、信息记录材料与技术,郅 云 轻工与纺织学院印刷工程系 Tel: 13337119020 Email: zhiyunabc,2013.3,信息记录材料与技术,2,课程介绍,专业限选课，考试课 32学时（周学时 6） 2学分 （28学时讲课，4学时实验） 教材：信息记录材料 制版感光材料 课程考核方式： 笔试闭卷，考试成绩占70%， 平时成绩占20%，实验成绩占10%。,2013.3,信息记录材料与技术,3,课程内容,第一章 绪论 第二章 银盐感光材料 第三章 非银盐感光材料 第四章 光物理记录系统 第五章 热敏记录系统 第六章 喷墨记录系统 第七章 其它记录系统,第一章 绪 论,1-1 信息记录

2、材料的发展与应用 1-2 信息记录系统的分类 1-3 信息记录的形式与载体,第一章 绪 论,第一节 信息记录材料的发展与应用,2013.3,信息记录材料与技术,6,第一节 信息记录材料的发展与应用,一、银盐感光材料的发展概况 18世纪发现了银盐的感光性能，尝试用其作为感光材料来拍摄物体； 19世纪发现了海波可用于定影，实现了照片的保存，标志着现代照相的开始； 1871年，明胶照相干版的发明标志着感光材料制造技术的开始；出现了生产照相干版的公司美国伊斯曼（Kodak）； 1887年，片基代替干版，胶卷的出现使感光材料得到了广泛的应用电影的发明； 20世纪，多层彩色感光材料出现，彩色照片、彩色影片

3、相继问世Kodak，Agfa。,2013.3,信息记录材料与技术,7,二、银盐感光材料的应用 民用照相摄影底片、相纸（黑白、彩色） 影视行业电影胶片（黑白、彩色） 射线用感光材料医用射线胶片（X光片，CT片）；工业射线胶片（用于无损探伤检测金属的焊接缺陷）； 印刷用感光材料照相制版胶片、电子分色胶片，激光照排胶片，直接制版版材等； 遥感用感光材料要求高分辨（200800L/mm），主要用于航天、气象、军事、海洋探测等领域。,第一节 信息记录材料的发展与应用,2013.3,信息记录材料与技术,8,三、非银盐感光材料的发展简况及应用 1826年，利用沥青的光固化特性，可记录下永久影像； 19世纪，

4、利用沥青的固化膜具有抗酸耐蚀性，发明了照相制版术，出现了凸版； 1850年，重铬酸盐用于制版，照相凹板获得成功，并发展用于印刷线路板的制造； 20世纪，重氮成像体系、自由基成像体系、高分子感光材料、微泡感光成像体系等不断涌现，广泛应用于印刷制版领域。,第一节 信息记录材料的发展与应用,2013.3,信息记录材料与技术,9,第一节 信息记录材料的发展与应用,四、其它记录系统的发展与应用 光物理记录系统近代复制行业中的静电复印：20世纪，电子照相技术在文件复制应用领域迅速发展起来，主要是利用光导作用与静电吸引效应的巧妙结合来实现的； 磁记录技术19世纪，磁记录材料首先用于声音的记录；20世纪中叶，

5、磁记录进入图像记录的时代，随后便出现了软磁盘、硬磁盘等高密记录存储系统；现已发展成为一门涉及多学科、综合性的应用技术。,第一章 绪 论,第二节 信息记录材料的性能及分类,2013.3,信息记录材料与技术,11,什么是信息记录材料？,信息记录材料： 借助于某些敏感材料，在光、热、电、磁等能量的直接作用下，引起体系内部产生某些物理和化学变化，并可通过一定的方式再现出来，从而实现信息的记录和传递。 是信息记录、储存、传输和再现的工具。 实例：摄影感光材料、印刷胶片、印版、打印机感光鼓，磁带、磁盘、光盘等。,2013.3,信息记录材料与技术,12,第二节 信息记录系统的性能及分类,一、信息记录材料的性

6、能: 1. 敏感性 对记录信息的外界能量变化的敏感程度 2. 可识别性 记录信息的再现方式 3. 稳定性、可靠性 记录的信息不随环境或时间的变化而改变 4. 成本、操作性、污染程度等 信息记录材料的性价比、可实施及应用性能,2013.3,信息记录材料与技术,13,第二节 信息记录系统的性能及分类,二、按记录信息的特点分类: 非重复性记录技术 (Non-rewritable Marking Technology) 只能进行一次信息写入的记录技术，所记录的信息在常规条件下能稳定存在，不随时间和空间的变化而变化。银盐记录技术、光 (或X射线、电子束、离子束等)微刻技术、硬拷贝技术（晒版）等等都属于这

7、个范畴。,2013.3,信息记录材料与技术,14,2. 可重复性记录技术 (Re-writable Marking Technology) 信息可以多次重复写入和擦除的记录技术，所记录的信息在所记录的信息在常规条件下能稳定存在，不随时间和空间的变化而变化，但在适当外部物理刺激下可以被擦除，记录媒介回到其初始状态。磁记录技术、光致变色技术、可逆热敏记录技术等都属于这个范畴。,第二节 信息记录系统的性能及分类,2013.3,信息记录材料与技术,15,第二节 信息记录系统的性能及分类,3. 显示技术 (Display Technology) 靠特定不间断物理刺激维持的“记录”技术，所“记录”的信息随

8、物理刺激强弱的变化而变化，不存在上述两种系统的时空稳定性。激光显示、荧光屏/液晶/霓虹灯显示等等都属于这个范畴。,2013.3,信息记录材料与技术,16,第二节 信息记录系统的性能及分类,三、按材料内部转换模式分类: 1. 光敏记录系统 (Photosensitive Systems ) 光化学记录系统 银盐成像系统 非银盐成像系统 光物理记录系统 静电成像系统 光致热敏记录系统,2013.3,信息记录材料与技术,17,第二节 信息记录系统的性能及分类,2. 热敏记录系统 (Thermal Sensitive Systems) 不可逆热敏记录系统 热致物质转移（染料热升华、热蜡转移） 热致化学

9、反应 热蚀刻系统 可逆热敏记录系统 依据物理变化的可逆热敏记录材料 依据化学变化的可逆热敏记录材料,2013.3,信息记录材料与技术,18,第二节 信息记录系统的性能及分类,3. 喷墨记录系统 (Ink Jet System) 如：大幅喷绘，人物写真，数码打样等 4. 磁记录系统 (Magnetic Recording Systems ) 如：磁带、磁卡、磁盘等 5. 压敏记录系统 记录特点：隐色染料，微胶囊油墨，压力显色 6. 其它高密记录/存储系统 光化学烧孔技术，磁光盘，光盘等,2013.3,信息记录材料与技术,19,第二节 信息记录系统的性能及分类,四、信息记录系统的质量评价参数 信息

10、记录密度，即信息容量； 信息记录速度或敏感度； 信息记录的可靠性； 记录信息的稳定性； 记录信息的可识别性；,2013.3,信息记录材料与技术,20,第二节 信息记录系统的性能及分类,记录系统的可操作性； 记录系统的抗干扰性（杂音或信噪比）； 记录系统的性价比（成本或价格性能比）； 记录系统对耗材的技术要求； 记录系统对环境的污染程度。,第一章 绪 论,第三节 信息记录的形式与载体,2013.3,信息记录材料与技术,22,第三节 信息记录的形式与载体,一、信息的形式 模拟量信息 颜色，密度，图像，图形等； 数字式信息 二进制记录：01001000110 符号信息 文字，字母，符号，条码等,20

11、13.3,信息记录材料与技术,23,第三节 信息记录的形式与载体,二、信息的载体 能量信息的载体 (Energy Information Carrier) 光波长，强度，振动状态 电电压，电流，静电荷，电子束 热热量，温度 磁磁场的强度，磁场的方向 声频率，强度 力引力的强弱,2013.3,信息记录材料与技术,24,第三节 信息记录的形式与载体,物性信息的载体 (Material Property Information Carrier) 光物性反射，吸收，透射，干涉，衍射 电物性导电率，起电性，介电性，电荷接受性 热物性热导率，热熔性 磁物性磁化率 化学物性反应性 界面物性附着性，润湿性 形

12、态物性凹凸性，平滑度,2013.3,信息记录材料与技术,25,第三节 信息记录的形式与载体,三、信息载体的转换 E E型：电磁（电流强度的变化磁场强度的变化）； E M型：磁磁物性（磁场强度不同记录材料的磁化率不同）； M E型：热物性热（材料的热导率不同表现出的温度不同）； M M型：形态物性界面物性（材料的平滑度不同材料对液体的润湿性不同）,2013.3,信息记录材料与技术,26,第三节 信息记录的形式与载体,四、信息记录材料 信息记录材料是信息记录、储存、传输和再现的工具。 信息记录的主体：影像（图文）信息 记录/获取的方式：光、热、磁、电 材料种类：银盐感光材料、非银盐感光材料、热敏记

13、录材料、磁记录材料,2013.3,信息记录材料与技术,27,第三节 信息记录的形式与载体,五、信息记录的基本过程 原始信息载体转换能量吸收材料内部转换后处理加工实现信息的记录/再现 示例制版过程（胶片输出） 电脑中的数字信号电流信号转换成激光束感光材料见光（吸收光量子）发生化学反应银盐生成潜影显影、定影等后期处理得到记录有原信息的印刷软片。,第二章 银盐感光材料,2-1 银盐感光材料的基本结构 2-2 银盐感光材料的分类 2-3 感光成像理论 2-4 后处理的基本理论 2-5 彩色感光材料 2-6 银盐感光材料的应用,第二章 银盐感光材料,第一节 银盐感光材料的基本结构,2013.3,信息记录

14、材料与技术,30,第一节 银盐感光材料的基本结构,2013.3,信息记录材料与技术,31,第一节 银盐感光材料的基本结构,一、乳剂层 从曝光、显影到生成影像的整个信息记录过程都在此进行。 厚度：525m 乳剂层的基本组成 卤化银晶体(AgX) 照相明胶 补加剂,2013.3,信息记录材料与技术,32,第一节 银盐感光材料的基本结构,AgX晶体 银盐感光材料中见光分解的光敏性物质，主要的成像物质。 AgNO3 + KX AgX + K+ NO3- 颗粒度：0.52m（印刷用1m） AgX晶体以极细微的颗粒状态均匀地分散在明胶中； AgX晶体颗粒的大小、形状和分散的均匀性直接影响感光材料的成像性能

15、。,2013.3,信息记录材料与技术,33,第一节 银盐感光材料的基本结构,照相明胶 组成：由多种氨基酸组成的高分子蛋白质； 形态：微黄色、无味的细颗粒，可溶解于温水形成有粘性的水溶液； 作用： 作为成膜物质，使AgX均匀地分散其中，不发生聚结而沉降； 用来改善AgX的成像特性，并对AgX晶体颗粒起保护作用；,2013.3,信息记录材料与技术,34,第一节 银盐感光材料的基本结构,补加剂 作用用来完善感光材料的成像性能和物理机械性能。 常用补加剂的类型 增感剂提高感光乳剂的光敏性和感光范围； 坚膜剂增强乳剂膜的机械强度； 稳定剂使感光剂的照相性能具有较好的稳定性。,2013.3,信息记录材料与

16、技术,35,第一节 银盐感光材料的基本结构,二、辅助层 作用完善感光材料的物理化学性能。 辅助层的分布 保护层涂布在乳剂层表面 底层涂布在乳剂层与支持体之间 防卷曲层、防静电层、防光晕层涂布在片基（支持体）背面 隔层、滤色层专用于彩色多层片,2013.3,信息记录材料与技术,36,第一节 银盐感光材料的基本结构,银盐感光材料的结构示意图,2013.3,信息记录材料与技术,37,第一节 银盐感光材料的基本结构,辅助层的主要类型 底层粘接乳剂层和支持体，厚度12um 片基用底层材料 明胶、高分子树脂 纸基用底层材料 黑白：钡底，BaSO4+明胶 彩色：涂塑，TiO2+聚乙烯 玻璃用底层材料 蛋白、明胶,2013.3,信息记录材料与技术,38,第一节 银盐感光材料的基本结构,防卷曲层涂布有