非銀感光材料是指用鹵化銀以外的無機或有機光敏物質製成的各種感光材料。非銀感光材料可藉助光、電、熱、壓、磁等對敏感層的作用，使體系內產生某種物理或化學變化而形成圖像。雖然其靈敏度不如鹵化銀感光材料，但其製造工藝簡單，採用乾法顯影和明室操作，有的還能實時記錄和顯示，並做到寫後可讀，且成像過程的非晶粒性質又使其具有很高的解析度 ，因此在複製、印刷、縮微成像、全息記錄、大螢幕顯示、半導體制板和輻照加工技術等方面得到了廣泛套用，有些已取代了傳統的鹵化銀感光材料。
基本介紹
- 外文名：non-silver photographic material
簡介,分類,按照感光層的化學體系分類,按感光原理分類,銀鹽感光材料,
簡介
使用鹵化銀以外的無機或有機光敏物質所製成的各種感光材料。20世紀50年代後發展成為一個新體系。可藉助光、電、熱、壓、磁等因素對敏感層的作用，使得體系內產生某種物理或化學變化而形成圖像。由於不用銀且它的性質和作用已不同於常規的銀鹽感光材料，因此也把這類體系稱之為非銀成像材料，習慣上仍稱之為非銀感光材料。它雖然在靈敏度方面還不能與鹵化銀感光材料相比，但具有製造工藝簡單，乾法顯影和明室操作等優點,有的還能實時記錄和顯示，做到寫後可讀,且這類材料成像過程的非晶粒性質使得它們的解析度很高，所以在複製、印刷、縮微、全息記錄、大螢幕顯示、半導體製版和輻照加工技術等方面得到了廣泛的套用。有些已取代了傳統的鹵化銀感光材料。
分類
非銀感光材料的品種繁多，可按不同的方法進行分類。
按照感光層的化學體系分類
按感光原理分類
按感光原理主要有以下各種：
光致變色材料 採用螺吡喃、俘精酐或其他光致變色物質製成的感光材料。在一定波長的光線照射下，會引起該種化合物結構上的變異,從而造成顏色的變化;當受到另一波長的光或熱的作用時，它又可恢復到原來結構的顏色。光致變色過程包括光照、激活反應、發色和消色等階段。如6′-硝基-1，3，3-三甲基吲哚苯並螺吡喃的光致變色反應為： 光致變色材料可加入到硬化矽膠薄片中或玻璃片中，成為變色鏡片，也可製成濾色鏡。由於光致變色材料解析度高,理論上達106線/毫米，且可做到多次重複使用，故在縮微成像中有重要的用途。光致變色材料也可用做全息記錄材料和計算機的短期存貯元件或顯示材料。
光致變色反應
光致變色反應自由基感光材料 以四溴化碳和三芳基甲烷染料作為光敏物質製成的感光材料。在光或電離輻射作用下，光敏物質光解產生自由基，經一系列自由基鏈反應，生成染料或破壞染料，從而形成染料圖像。近年來又發展了由聚乙烯咔唑，四溴化碳和染料隱色體組成的變色材料。這些材料具有高解析度,其靈敏度較高,在複製、印刷、幻燈、縮微等方面得到套用。
酸敏變色記錄材料 由含鹵共聚物(如偏二氯乙烯-丙烯酸甲酯) 和酸敏指示劑所組成。酸敏變色記錄材料在受到紫外線、電子束或高能粒子等作用時，含鹵共聚物會受激釋放出氯化氫,使酸敏指示劑改變顏色,從而形成圖像。採用不同的指示劑,可獲得不同的顏色,以得到多色圖像。這種記錄材料可以實時記錄和顯示，其靈敏度和解析度高。可以作為大螢幕實時顯示光閥介質，用於某些加速器和準分子雷射器中，粒子束的空間分布軌跡實時記錄和顯示,還可用於鈷-60γ射線和紫外線輻照滅菌的劑量監測和控制。
銀鹽感光材料
從構造上簡單的說，銀鹽感光材料是由乳劑層、支持層和一系列輔助層構成的。不同的品種的感光材料，由於其照相性能和用途的不同，結構上稍微有些差異。圖1為幾種常見銀鹽信息記錄材料的結構特徵。
（一） 乳劑層
乳劑層是感光材料的光敏塗層，直接決定了感光材料的照相性能。印刷行業中使用的銀鹽感光材料如基層的厚度在5-25m之間。儘管乳劑層很薄，但是整個照相過程，從曝光、顯影、定影到形成穩定的影像，這一系列物理化學變化都發生在這薄薄的乳劑層中。
鹵化銀是感光材料中見光分解的光敏性物質。它見光後，會以每個晶體為單位發生光化學反應，使部分鹵化銀髮生如下所示的分解反應：
在照相過程中，由於光線的光量受到相機快門和鏡頭光圈的控制，感光膠片實際感受到的光量是極少的。因此，在光化學反應中，只有極少數的鹵化銀分子發生了分解反應。但是就是這些微量的銀，在顯影過程中能起到自身催化顯影作用，致使曝光的整個晶體中的鹵化銀全部被還原為銀。
鹵化銀的感光能力從高到低依次為溴化銀、氯化銀、碘化銀。不同的感光材料乳劑層中的感光物質成分也不同。在負性感光材料(如照相膠捲)中，常以溴化銀為主，加有少量的碘化銀，以獲得較高的感光度。而在正性感光材料(如照相紙)中，則以氯化銀為主，加有少量的溴化銀。
由於感光度高低和鹵化銀顆粒的受光面積也有密切關係，因此，為使負性感光材料具有較高的感光度，鹵化銀顆粒相應比較大。而正性感光材料不直接用於拍攝．其感光度遠比負片低，所以鹵化銀的顆粒相應比較小。
以晶體形式存在的鹵化銀是無法均勻的塗抹在支持體上的，即使塗布上去，鹵化銀晶體也必須在分散良好的情況下，才能形成清晰的影像。因此，必須將鹵化銀晶體均勻的分散到某一保護性膠體中。這種保護性膠體就是1871年由英國物理學家麥道克斯發明的明膠。明膠是乳化劑的重要組成部分。它所具有的多種物理化學性能，以及微量活性雜質在感光材料中發揮著重要的作用。明膠作為鹵化銀乳劑的分散體和成膜材料已有一百多年，至今仍未發現更理想的物質能取代它。
乳劑層中除了鹵化銀和明膠兩種主要成分外，還需要添加一些補加劑來完善感光材料的照相性能與物理機械性能。例如，為了提高感光乳劑對光線的敏感性，可以加入化學增感劑， 如金增感劑，硫增感劑、還原增感劑等。它們會和鹵化銀髮生化學反應，在鹵化銀晶體上形成金、銀、硫化銀的微斑。這些微斑被稱為“感光中心”，有助於提高鹵化銀對光的敏感度。 圖2為化學增感前後鹵化銀感光能力的變化。
為擴大感光乳劑的感光範圍，可加入光譜增感激。實際上，鹵化銀自身只對光線中波長比較短的藍紫光敏感，比藍光更短的其它電磁波中的紫外光、X射線以及射線等也可使其感光。但是，它對波長較長的綠光、紅光卻不敏感。加入光譜增感劑後（多為菁染料），這些染料分子吸附在鹵化銀晶體的表面。它們並不和鹵化銀乳劑發生化學反應，只是起中間橋樑的作用，吸收鹵化銀不能感受的某些單色光，並將吸收的能量傳遞給鹵化銀，由此擴大鹵化銀的感色範圍，使其對綠光、紅光都能感光。
補加劑的種類很多，在提高乳劑性能方面發揮著極其重要的作用。
（二） 支持體
乳劑層雖然已經具備了照相功能，但是其本身缺乏必要的機械強度，在乾燥狀態下又薄又脆，在顯影過程中吸水膨脹，極易發生斷裂。因此必須將乳劑層依附在合適的支持體上。支持體有紙基、片基和玻璃基三種。玻璃底基是早期使用的支持體，以玻璃底基為支持體的感光材料稱為玻璃乾版，以紙基為支持體的感光材料為照相紙，以片基為支持體的稱為照相膠片。
（三）輔助層
銀鹽感光材料除乳劑層和支持體兩大組成部分之外，還需要塗布一些輔助層，來完善感光材料的物理化學性能，以滿足使用的要求。根據不同的品種，輔助層還包括有保護層、底層、防捲曲層、防靜電層、防光暈層等。
彩色銀鹽信息記錄材料在結構上與黑白感光材料類似，但由於彩色感光材料的成像過程要比黑白感光材料的成像過程複雜的多，在材料結構上主要表現為乳劑層和輔助層等塗層更多。
