什么是黑度（My，dM）?黑度相关标准及测定方法与步骤

黑度，是一个描述物质吸收光能力的物理量，通常用于描述物质对光的吸收、反射、散射等特性。本文将详细介绍黑度的概念、相关标准以及测定方法与步骤。

一、黑度的概念

黑度通常指的是物体或物质对光的吸收程度或者反射能力的强弱。在物理学中，特别是电磁学领域，黑度是一个重要的概念，它描述了一个物体或物质相对于理想黑体（完全不发射任何形式的辐射）的辐射特性。黑度的量纲是辐射率（emissivity），其符号通常用希腊字母“e”表示，范围从0到1。

对于理想的黑体，其黑度为1.0，意味着它能够完全吸收所有波长的辐射。

当黑度小于1.0时，表明物体能够吸收某些波长的辐射，但同时也会发射其他波长的辐射。

当黑度大于1.0时，物体主要是发射体，而不是吸收体。

黑度的确切值依赖于物体的性质、温度、表面状态以及照射光波长的具体情况。不同的物质有不同的黑度值，而且同一物体的黑度也会随温度的变化而改变。例如，对于炭黑来说，黑度主要基于对光的吸收，并且受到粒子表面几何结构的影响产生的光散射效应。此外，炭黑的黑度与其分散性密切相关，而且对于非常细小的炭黑，提高浓度可以提升黑度，但对于较粗大的炭黑，光散射程度随炭黑数量的增加而提高，导致黑度相对降低。

二、黑度值测量标准

DIN55979标准《炭黑颜料黑度值的测定》中指出了评价黑度的两个指标My和dM。黑度值计算公式如下：

My=100 Log(100/Y)

Mc=100(logXn/X-logZn/Z+logYn/Y)

dM=Mc-My=100(logXn/X-logZn/Z)

其中X、Y、Z----试样的三刺激值XYZ

Xn,Yn,Zn----表示完全漫反射体的三刺激值XYZ

实验方法为：将颜料碳黑与沸腾的亚麻子油混合成色浆，然后按精确规定地工艺条件把该色浆涂在玻璃板上，再通过仪器进行反射测量得到其数据。My值越高，黑度越高。dM代表色相，当dM＞0时，显示的是蓝相，而当dM＜0时，显示的是棕相，也就是红相。

一般来说，比如钢琴漆、汽车原厂黑车漆和修补漆中的黑漆等，通常对黑度都有比较高的要求，他们希望能得到黑度值高的蓝相碳黑，也就是说，My值及dM值均越高越好。

从上面的公式我们可以看到黑度与三刺激值XYZ相关，而我们常用的颜色表示方法CIEL*a*b*的计算也与XYZ密切相关，我们主要来看下L*值。

L*=116(Y/Yn)1/3-16 (若Y/Yn>0.008856)

L*=903.3(Y/Yn) (若Y/Yn<0.008856)

从My和L*的公式中我们可以看到，Y值越大，L*值越大，My值越低，那我们就可以得出L*和My的关系，L*值越低，黑度My就越高。在这里我们会发现既然L*值就可以评判黑的程度，那为什么还要使用My这个黑度的参数呢？

前面提到过，黑度与分散性能密切相关。通常来说，分散的好的黑浆，光泽都较高，当采用某些色差仪来测量漆板时，入射的一部分光线在漆膜的表面没来得及被碳黑颗粒所吸收就被反射回来，所以L值会比较高，对应黑度值就会偏低，这是积分球式仪器包含镜面测量的特性。但实际上黑度测量是要求排除光泽的影响。

举例说明，两块喷漆的样板数据如下，其光泽度分别为100和11.25。图1为包含镜面测量数据，我们会看到高光和哑光样板L*值和My值都非常接近；图2为排除镜面测量数据，高光样板的L*值明显降低，My值大幅度提升，所以排除镜面的数据才真正体现了黑漆的真实黑度数值。

图1 包含镜面测量数据

图2 排除镜面测量数据

DIN55979标准中有明确规定，黑度测量所用的仪器结构为45°/0°和d/8°均可，但是采用d/8°积分球式仪器时，要使用排除镜面反射测量。

在进行黑度测量时，要注意以下几个方面：

1、 将炭黑的分散性做好

2、 在上下游使用时，要统一测量结构和光源视角，以便于数据沟通。

3、 如若使用积分球式仪器测量，要采用排除镜面反射。

参考标准：DIN55979: 《炭黑颜料黑度值的测定》

三、炭黑黑度的测定方法与步骤

最早黑度用于炭黑质量的评级，随着发展色素炭黑广泛用于油墨，油漆等行业作为黑色颜料使用，橡胶用炭黑主要用于轮胎行业，橡胶密封件，减震件等等。所以除炭黑需要测量黑度外，油墨、油漆、色母粒、轮胎、橡胶都需要测量黑度。

第一步：根据不同的样品形态，选择合适的黑度计（分光测色仪）型号。

	YS6010	YS6060	TS8500	TS7600
固体表面 （橡胶、炭黑膜）	✔	✔	✔	✔
糊状物、粉末 （油墨、炭黑）	✔	✔	✔
颗粒（黑色母粒）	✔	✔

第二步：测量方案选择

①国家标准GB/T 7048-2012，用反射率表示样品的黑度值。

只需测量仪器参数中的Y值，Y值范围为0~100，数值越大，黑度越小。

②国际标准通过MY、MC、dM三个参数来表述，其中dM=MY-MC。

MY值由反射率通过计算得到，MY值越高，黑度越高。

dM：表示蓝相黑还是红相黑，

当dM＞0时，是蓝相；dM＜0时，是红相；

一般蓝相的炭黑比红相炭黑更黑，所以MY和dM都越高越好。

选择仪器中的黑度参数，直接测出MY和dM值，MY值范围为0~400，dM为正负值。

国内的有些企业采用光泽度计来测量黑度，测量结果跟黑度只有相关性，并不准确，也不符合国家和国际规定的测量标准。