非银感光材料

用卤化银以外的无机或有机光敏物质制成的各种感光材料

非银感光材料是指用卤化银以外的无机或有机光敏物质制成的各种感光材料。非银感光材料可借助光、电、热、压、磁等对敏感层的作用，使体系内产生某种物理或化学变化而形成图像。虽然其灵敏度不如卤化银感光材料，但其制造工艺简单，采用干法显影和明室操作，有的还能实时记录和显示，并做到写后可读，且成像过程的非晶粒性质又使其具有很高的分辨率，因此在复制、印刷、缩微成像、全息记录、大屏幕显示、半导体制板和辐照加工技术等方面得到了广泛应用，有些已取代了传统的卤化银感光材料。

简介

使用卤化银以外的无机或有机光敏物质所制成的各种感光材料。20世纪50年代后发展成为一个新体系。可借助光、电、热、压、磁等因素对敏感层的作用，使得体系内产生某种物理或化学变化而形成图像。由于不用银且它的性质和作用已不同于常规的银盐感光材料，因此也把这类体系称之为非银成像材料，习惯上仍称之为非银感光材料。它虽然在灵敏度方面还不能与卤化银感光材料相比，但具有制造工艺简单，干法显影和明室操作等优点,有的还能实时记录和显示，做到写后可读,且这类材料成像过程的非晶粒性质使得它们的分辨率很高，所以在复制、印刷、缩微、全息记录、大屏幕显示、半导体制版和辐照加工技术等方面得到了广泛的应用。有些已取代了传统的卤化银感光材料。

分类

非银感光材料的品种繁多，可按不同的方法进行分类。

按照感光层的化学体系分类

按照感光层的化学体系，可分为无机体系（如光敏玻璃、重铬酸明胶等）、有机体系（如重氮感光材料和高分子体系（如感光树脂；按照成像过程的特征，则可分为光化学成像、光物理成像、热敏成像和压敏成像等。

按感光原理分类

按感光原理主要有以下各种：

光致变色材料　采用螺吡喃、俘精酐或其他光致变色物质制成的感光材料。在一定波长的光线照射下，会引起该种化合物结构上的变异,从而造成颜色的变化;当受到另一波长的光或热的作用时，它又可恢复到原来结构的颜色。光致变色过程包括光照、激活反应、发色和消色等阶段。如6′-硝基-1，3，3-三甲基吲哚苯并螺吡喃的光致变色反应为：光致变色材料可加入到硬化硅胶薄片中或玻璃片中，成为变色镜片，也可制成滤色镜。由于光致变色材料分辨率高,理论上达106线/毫米，且可做到多次重复使用，故在缩微成像中有重要的用途。光致变色材料也可用做全息记录材料和计算机的短期存贮元件或显示材料。

自由基感光材料　以四溴化碳和三芳基甲烷染料作为光敏物质制成的感光材料。在光或电离辐射作用下，光敏物质光解产生自由基，经一系列自由基链反应，生成染料或破坏染料，从而形成染料图像。近年来又发展了由聚乙烯咔唑，四溴化碳和染料隐色体组成的变色材料。这些材料具有高分辨率,其灵敏度较高,在复制、印刷、幻灯、缩微等方面得到应用。

酸敏变色记录材料　由含卤共聚物(如偏二氯乙烯-丙烯酸甲酯) 和酸敏指示剂所组成。酸敏变色记录材料在受到紫外线、电子束或高能粒子等作用时，含卤共聚物会受激释放出氯化氢,使酸敏指示剂改变颜色,从而形成图像。采用不同的指示剂,可获得不同的颜色,以得到多色图像。这种记录材料可以实时记录和显示，其灵敏度和分辨率高。可以作为大屏幕实时显示光阀介质，用于某些加速器和准分子激光器中，粒子束的空间分布轨迹实时记录和显示,还可用于钴-60γ射线和紫外线辐照灭菌的剂量监测和控制。

银盐感光材料

从构造上简单的说，银盐感光材料是由乳剂层、支持层和一系列辅助层构成的。不同的品种的感光材料，由于其照相性能和用途的不同，结构上稍微有些差异。图1为几种常见银盐信息记录材料的结构特征。

（一）乳剂层

乳剂层是感光材料的光敏涂层，直接决定了感光材料的照相性能。印刷行业中使用的银盐感光材料如基层的厚度在5-25m之间。尽管乳剂层很薄，但是整个照相过程，从曝光、显影、定影到形成稳定的影像，这一系列物理化学变化都发生在这薄薄的乳剂层中。

卤化银是感光材料中见光分解的光敏性物质。它见光后，会以每个晶体为单位发生光化学反应，使部分卤化银发生如下所示的分解反应：

在照相过程中，由于光线的光量受到相机快门和镜头光圈的控制，感光胶片实际感受到的光量是极少的。因此，在光化学反应中，只有极少数的卤化银分子发生了分解反应。但是就是这些微量的银，在显影过程中能起到自身催化显影作用，致使曝光的整个晶体中的卤化银全部被还原为银。

卤化银的感光能力从高到低依次为溴化银、氯化银、碘化银。不同的感光材料乳剂层中的感光物质成分也不同。在负性感光材料(如照相胶卷)中，常以溴化银为主，加有少量的碘化银，以获得较高的感光度。而在正性感光材料(如照相纸)中，则以氯化银为主，加有少量的溴化银。

由于感光度高低和卤化银颗粒的受光面积也有密切关系，因此，为使负性感光材料具有较高的感光度，卤化银颗粒相应比较大。而正性感光材料不直接用于拍摄．其感光度远比负片低，所以卤化银的颗粒相应比较小。

以晶体形式存在的卤化银是无法均匀的涂抹在支持体上的，即使涂布上去，卤化银晶体也必须在分散良好的情况下，才能形成清晰的影像。因此，必须将卤化银晶体均匀的分散到某一保护性胶体中。这种保护性胶体就是1871年由英国物理学家麦道克斯发明的明胶。明胶是乳化剂的重要组成部分。它所具有的多种物理化学性能，以及微量活性杂质在感光材料中发挥着重要的作用。明胶作为卤化银乳剂的分散体和成膜材料已有一百多年，至今仍未发现更理想的物质能取代它。

乳剂层中除了卤化银和明胶两种主要成分外，还需要添加一些补加剂来完善感光材料的照相性能与物理机械性能。例如，为了提高感光乳剂对光线的敏感性，可以加入化学增感剂，如金增感剂，硫增感剂、还原增感剂等。它们会和卤化银发生化学反应，在卤化银晶体上形成金、银、硫化银的微斑。这些微斑被称为“感光中心”，有助于提高卤化银对光的敏感度。图2为化学增感前后卤化银感光能力的变化。

为扩大感光乳剂的感光范围，可加入光谱增感激。实际上，卤化银自身只对光线中波长比较短的蓝紫光敏感，比蓝光更短的其它电磁波中的紫外光、X射线以及射线等也可使其感光。但是，它对波长较长的绿光、红光却不敏感。加入光谱增感剂后（多为菁染料），这些染料分子吸附在卤化银晶体的表面。它们并不和卤化银乳剂发生化学反应，只是起中间桥梁的作用，吸收卤化银不能感受的某些单色光，并将吸收的能量传递给卤化银，由此扩大卤化银的感色范围，使其对绿光、红光都能感光。

补加剂的种类很多，在提高乳剂性能方面发挥着极其重要的作用。

（二）支持体

乳剂层虽然已经具备了照相功能，但是其本身缺乏必要的机械强度，在干燥状态下又薄又脆，在显影过程中吸水膨胀，极易发生断裂。因此必须将乳剂层依附在合适的支持体上。支持体有纸基、片基和玻璃基三种。玻璃底基是早期使用的支持体，以玻璃底基为支持体的感光材料称为玻璃干版，以纸基为支持体的感光材料为照相纸，以片基为支持体的称为照相胶片。

（三）辅助层

银盐感光材料除乳剂层和支持体两大组成部分之外，还需要涂布一些辅助层，来完善感光材料的物理化学性能，以满足使用的要求。根据不同的品种，辅助层还包括有保护层、底层、防卷曲层、防静电层、防光晕层等。

彩色银盐信息记录材料在结构上与黑白感光材料类似，但由于彩色感光材料的成像过程要比黑白感光材料的成像过程复杂的多，在材料结构上主要表现为乳剂层和辅助层等涂层更多。

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