三元合金系与参比合金的色差图及其制作方法技术

本发明专利技术涉及一种三元合金系与参比合金的色差图及其制作方法，首先用分光光度计对三元合金系和参比合金进行颜色测量，得到色度参数Ｌ＊，ａ＊，ｂ＊，在计算机上进行数据处理求出色差ΔＥ＊，再通过图形处理技术，得到表征三元合金系与参比合金颜色差别的黑白或彩色ΔＥ＊－三角形。通过本发明专利技术的方法，将三元合金系与参比合金的颜色差别直观而准确地描绘出来，可以建立不同三元合金系与不同目标合金的色差数据库。本发明专利技术适于以颜色为主要设计指标的行业，特别对仿金、仿银、仿白铜合金的研制具有较高的参考价值和积极的指导意义。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，通过绘制表征三元系合金与参比合金色差的ΔE*-三角形，将三元系合金与参比合金的颜色差别直观而准确地描绘出来，适于以颜色为主要设计指标的行业，特别对仿金、仿银、仿白铜合金的研制具有较高的参考价值和积极的指导意义。
技术介绍
现有资料中，对于金属的颜色，通常采用肉眼目测、用红黄蓝等颜色名词描述的方法进行评价。但是，由于各人眼睛光谱响应不同和视觉适应性的差异等，不同的人对同一色调感受不同。因此，不同的人对同一种色调可能会有不同的语言描述，同一个人对相近的颜色也可能会用相同的色调语言表达。如《重有色金属加工手册》(第一分册)图示介绍，Cu-Mn-Zn三元系合金可能呈黄色、红色或白色。由于黄、红、白色涵盖的范围很广(如黄色包括金黄色、浅黄色、蜜黄色、杏黄色和纯黄等)，而且不同的人对黄、红、白色的主观感受不尽相同，所以图中的文字形式描述合金表面色是定性和含糊的。从色度学颜色定量的角度看，此黄色区域的黄与纯金的颜色是否一致？此白色区域的白与纯银的颜色是否相同？如果不同，该合金系的颜色与金黄、银白的差别究竟有多大，能否用作仿金或仿银合金？诸如此类的问题该图并没有告诉我们。可见颜色的肉眼目测、文字定性评价不能对材料的颜色进行精确、客观的描述，在评价二种颜色间的色差特别是细微色差时，更显得力不从心。1994年TRANSACTIONS OF NFsoc(中国有色金属学报，英文版)第4卷第3期上刊登了一篇题为“Color Characteristics of Cu-Zn-Al Alloys”的文章，该资料从研制仿金材料的角度，测定了Zn≤50％wt、Al≤14％wt的Cu-Zn-Al三元系合金的色度参数，定量计算了试验合金与24K、18K、14K金的色差ΔE*大小，根据ΔE*计算值来评价该合金系与纯金和K金的颜色差异。然而，该文献只是通过表格罗列出试验合金与参比对象的色差计算值，没有将散乱的ΔE*数据通过图形有机地表达出来，没有给出整个三元合金系与参比合金色差的总体印象，不能迅速直接地查找最接近参比对象颜色的合金含量范围。因此色差描述不直观、使用不方便。
技术实现思路
本专利技术通过一种表征三元合金系与参比合金的颜色差别的色差图的制作方法，绘制出ΔE*-三角形图，该图既定量显示了各合金与参比对象的色差值的大小，又给出了此三元系中与参比合金的颜色差别最小或颜色最为接近的合金成分范围。通过这种方法，可以建立不同三元合金系与不同目标合金的色差数据库，得到与目标合金色差最小、颜色最接近的合金系及其合金元素含量范围。ΔE*-三角形图的具体制作方法按如下步骤进行1、待测合金系以及成分范围的确定，试验合金成分、参比合金的选择，样品制备。2、合金的颜色测量与计算选用CIE LAB表色系统，用色度参数L*、a*和b*来描述合金的颜色。L*为颜色的明度，L*＝0表示黑色，L*＝100表示白色即全反射色；a*＞0表示物体表面色中含有红色成分，a*＜0表示物体表面色中含有绿色成分；b*＞0表示物体表面色中含有黄色成分；b*＜0表示物体表面色中含有蓝色成分。在同台测色仪器上，测量三元系合金与参比合金的色度参数。由于同样的合金材料，不同的测色仪器，不同的测试条件，不同的制备条件，存放时间不同，将直接影响到测色结果。因此，进行颜色测量时，尽可能使样品条件和测试条件保持一致。如果三元合金系的色度参数已知时，在与三元合金系测色尽可能相同的条件下，如采用同种或同台测色仪器、相同的测色条件和样品条件，测量参比合金的色度参数。测色仪器主要可分为两类光电积分式仪器和分光测色仪器。光电积分式仪器对颜色的绝对测量精度不高，但对颜色的相对测量，尤其对色差测量还是比较常见的。所以在许多场合中，称之为测色色差计。对合金颜色的绝对测量，宜采用分光光度型。分光测色仪是颜色测量中最基本的仪器，采用比较法，通过定量地比较某些已知光谱特性的“标准“(参照物)和样品在同一波长上反射的单色辐射功率，从而测出样品的待测合金的反射特性光谱反射比或光谱辐亮度因数，经过计算求得样品颜色的三刺激值。X=K∫S(λ)ρ(λ)x‾(λ)dλ]]>Y=K∫S(λ)ρ(λ)y‾(λ)dλ]]>Z=K∫S(λ)ρ(λ)z‾(λ)dλ]]>式中S(λ)为光源的光谱分布；p(λ)为物体的光谱反射比；x(λ)、y(λ)、z(λ)为标准观察者的光谱三刺激值。XYZ(或X10Y10Z10)是表征颜色的最基本参数，它们是假定的理想三原色。CIE LAB色空间的表色数据L*、a*和b*就是由这三个参数换算而来的。当X/Xn或Y/yn或Z/Zn大于0.008856时L*＝116(Y/Yn)1/3-16 (Y/Yn＞0.008856)a*＝500 (X/Xn＞0.008856)b*＝200 (Z/Zn＞0.008856)式中X、Y、Z为颜色样品的三刺激值；Xn、Yn、Zn为标准照明体照射在完全漫反射体上，再经过完全漫反射体反射到观察者眼中的白色刺激的三刺激值。当X/Xn或Y/Yn或Z/Zn小于0.008856时L*＝903.3Y/Yn(Y/Yn＜0.008856) a*＝383.5(X/Xn-Y/Yn)(X/Xn＜0.008856)b*＝1557.4(Y/Yn-Z/Zn) (Z/Zn＜0.008856)目前，自动分光光度计不仅能测出样品的光谱反射比或光谱辐亮度因数，而且可直接给出颜色的三刺激值和其它色度参数如L*、a*、b*等。如果采用测色色差计，可以直接测得三元系合金与参比合金的色差ΔE*值。3、计算机数据处理将三元合金系的试验成分和色度参数L*、a*和b*输入到计算机中，利用CIELAB色差公式计算出色差ΔE*，公式如下ΔE*＝1/2式中ΔL*、Δa*和Δb*分别是三元系合金与参比合金的明度差、红绿色品差和黄蓝色品差。ΔE*色差等于1称为1个NBS色差单位。根据色差大小，可以定量地评价三元系合金与参比合金颜色之间的差异。表1列出NBS单位的感觉值。表1NBS单位的感觉值 如果采用测色色差计，直接将测得的色差ΔE*和三元合金系的试验成分输入计算机。将各试验合金的含量转换成直角坐标系等边三角形中的相应点的坐标。4、用计算机绘制色差ΔE*随成分的变化图5、计算机图形处理，得到黑白或彩色色差三角形图——ΔE*-三角形。这种制作方法可以绘制三元合金系与参比合金的色差三角形图，该图直观呈现出三元系合金与参比合金的色差大小以及色差随合金元素变化的规律，而且可以用不同的色调、不同的饱和程度将三元系合金与参比合金的颜色差别描述得一目了然。利用ΔE*-三角形图，可以直接查找与参比合金的颜色最为接近的三元系合金的成分范围本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三元合金系与参比合金的色差图的制作方法，其特征在于按如下步骤进行：（１）、确定待测合金系以及成分范围，选择试验合金成分、参比合金，制备样品；（２）、选用ＣＩＥ ＬＡＢ表色系统，用色度参数Ｌ↑［＊］、ａ↑［＊］和ｂ↑［＊］来描述合 金的颜色，在同台测色仪器上，测量三元合金系与参比合金的色度参数，利用ＣＩＥＬＡＢ色差公式ΔＥ＊＝［（ΔＬ＊）↑［２］＋（Δａ＊）↑［２］＋（Δｂ＊）↑［２］］↑［１／２］计算出色差ΔＥ＊，或采用测色色差计直接测得三元合金系与参比合金的色差ΔＥ＊值；（３）、将三元合金系的试验成分和色度参数Ｌ＊、ａ＊和ｂ＊及色差ΔＥ＊输入到计算机中，将各试验合金的含量转换成直角坐标系等边三角形中的相应点的坐标。（４）、用计算机绘制色差ΔＥ＊随成分的变化图。（５）、计算机图形处理，得到 黑白或彩色色差三角形图－ΔＥ＊－三角形。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张玉平，吴建生，张津徐，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]