太赫茲光譜檢測不同橡膠材料研究

梁煦　張娟

摘 要：隨著我國科學技術不斷發展，太赫茲檢測技術得到了較快的發展，太赫茲檢測技術比傳統的檢測技術更具有優勢性，因此將其運用到各種行業檢測中，能夠有效推動研究事業發展。本文主要研究的是運用太赫茲光譜來檢測橡膠材料，從而得出不同橡膠材料對光的吸收率等，使太赫茲檢測技術成為檢測橡膠材料的有效手段。

關鍵詞：太赫茲 光譜 橡膠 檢測技術

中圖分類號：TN29 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）02（c）-0249-02

1 太赫茲技術與實驗材料分析

1.1 太赫茲技術概述

太赫茲檢測技術的誕生為太空、生物行業等帶去了便利，并且太赫茲檢測技術具有傳統的光譜檢測技術沒有的優勢，是科技發展的產物。太赫茲輻射主要是指其輻射的波長在30μm～3mm之間的電磁波，屬于遠紅外波段的一種，太赫茲光譜中具有豐富的物理化學信息，能夠有效的運用這樣的特征進行材料屬性的檢測，太赫茲技術可以對被檢測物體進行一定的光譜分析，這種方法最常運用的就是對炸藥與毒品等波段特征較強的物質，這種新技術的產生極大地推動了我國各行業的發展。運用太赫茲技術對橡膠材質進行一定的檢測，可以利用其技術優勢對橡膠內部的分子結構與形態等進行一定的檢測，從而能夠更好的研究橡膠材料的構成與其特有的性能。

1.2 實驗材料分析

橡膠是一種可以隨意改變形狀的材料，在室內正常的溫度下橡膠會變得充滿彈性，在一定力的作用下橡膠的形狀會發生一定的改變，外力移除則又會恢復原狀，天然的橡膠就是樹木的汁液經過凝固形成的固體形態，而現在人們經常使用的橡膠大多是經過加工合成的聚合物，橡膠經過一定的加工會變得更加富有彈性，由于橡膠的優點較多，因此被應用的范圍較廣，使用較廣的橡膠材料主要有三種，分別是三元乙丙橡膠、氯丁橡膠與丁腈橡膠，三種橡膠的市場各有不同，三元乙丙橡膠與氯丁橡膠是人們較為常用的產品，而丁腈橡膠則是用來制作各種加工產品，市場的消耗量較大。

氯丁橡膠的主要組成材料是橡膠與CClCH=CH?，其優勢主要是抗氧化能力較強，也具有一定的耐熱功能，由于具備的優勢原因，這種橡膠被主要運用于皮帶與膠管的制作中，除了制作一系列的橡膠制品，氯丁橡膠具有較強的粘合效果，也被充當粘合劑使用。丁腈橡膠的優勢則是抗磨、抗熱，主要的用途就是將其運用在汽車制造、航空等領域，三元乙丙橡膠的組成成分就較為復雜，是由C2H?、C3H6等化學成分組成，其優點是抗氧化能力較強。

2 實驗方法與實驗結果分析

2.1 實驗方法

為對現今市場上應用范圍較廣的三種橡膠材料進行檢測，需要使用太赫茲檢測裝置進行進一步的材料檢測與分析，裝置如圖1所示。運用太赫茲技術進行橡膠的檢測，首先需要將光譜放大器的波長進行調整，調整為800nm，其脈寬調整為100滿量程，頻率調整為1Hz。電磁波技術主要運用的是電光采樣技術進行橡膠材料的探測，實驗進行時所需溫度為室溫，濕度需要控制在4%以內，實驗時需要盡可能地控制水蒸氣的產生，避免造成實驗結果的偏差，為使實驗結果能夠更具準確性，防止產生水蒸氣導致實驗結果不準確，可以在充滿氮氣的環境中進行實驗，在最大程度上保證了實驗結果的準確性。

在橡膠材料的檢測實驗中，可以通過檢測橡膠材料的不同振幅來進行實驗結果的分析，通過檢測可以得出相應的光譜值，從而得出各種數據之間的關系見公式（1）：

T=e i2π（n-1）dv/c=Aeiφ （1）

實驗檢測過程中用過對不同材質的橡膠進行檢測，發現橡膠的厚度對光學的參數有著一定的影響，為保證實驗結果的準確性，需要將橡膠材料的厚度保持在0.6mm左右。

2.2 實驗結果分析

運用太赫茲光譜檢測法對不同橡膠進行檢測的實驗，可以發現橡膠的材料不同，其對光的折射能力與吸收能力都不一樣，從而呈現出的最后光波也不一樣，主要的光譜圖如圖2所示。

從光譜圖中可以清楚的看出三種不同橡膠材料在波段中吸收光的效果有著明顯的區別，并且橡膠材料吸收光的系數會受到頻率的影響，系數越高頻率也會逐漸增高。對三種不同橡膠材料的實驗結果可以看出丁腈橡膠與三元乙丙橡膠并沒有吸收高峰，而氯丁橡膠與前兩種橡膠有一定的區別，呈現出了一定的吸收高峰，通過實驗可以看出三種橡膠材料的吸收性都比較不錯，且存在一個共同的特點就是三種材料的吸收方式都為共振吸收，造成上述現象的主要原因是橡膠中的小分子與聚合物之間產生了微小的反應。

在測量橡膠材料對于光的折射中，通過實驗結果圖3可以清晰的看出不同的橡膠材料對于光的折射是不同的，三元丙丁橡膠的折射率會隨著頻率增加，而其他兩種橡膠材料則呈現相反的結果，因此可以看出橡膠材料的不同，其內在的性質也是不一樣的。

3 結語

通過對不同橡膠材料的實驗分析，可以發現橡膠材料的不同，對光的折射程度也是不一樣的，對橡膠材料的折射率進行分析，能夠運用橡膠材料的不同性質將其運用到更加合適的領域中去。運用太赫茲的光譜技術進行橡膠材料的檢測，具有高效率的特點，并且對于橡膠材料的分析結果也較為準確，可以將其技術運用到各種領域中去。

參考文獻

[1] 徐鳳.太赫茲光譜檢測不同橡膠材料研究[J].現代電子技術，2016（8）：135-137.

[2] 常勝利，王曉峰，邵錚錚.太赫茲光譜技術原理及其應用[J].國防科技，2015（2）：17-22.

[3] 王凌輝，王迎新，劉圓圓，等.太赫茲光譜數據庫的建立和使用[J].中國激光，2012（8）：216-221.