[发明专利]采用计算模型优化包核颜料核/壳比的确定方法

权利要求书

1.一种采用计算模型优化包核颜料核/壳比的确定方法，该方法通过麦克斯韦方程和拉普拉斯方程，构建得到核/壳结构包核颜料包括吸收波长和吸收强度的吸收光谱与颜料层厚度之间的计算模型，而后结合未包核颜料的紫外漫反射吸收光谱和未包核颜料的色相，对包核颜料的核/壳比进行优化，运用在计算机中的Matlab软件对上述计算模型进行模拟计算，该方法包括以下步骤：

(1)包核颜料核/壳计算模型的构建

根据麦克斯韦方程和拉普拉斯方程，以包核颜料中核材料及核材料表面颜料的折射率和介电常数为常量，构建核/壳结构包核颜料的吸收光谱σ_abs与包核颜料的核/壳比关系的计算模型，系列公式如下：

φ₁＝-AE₀rcosθ,r<r₁

φ2=(Brt1+Crt2)E0cosθ,r1<r<r2]]>

φ3=(-r+Dr2)E0cosθ,r>r2]]>

E→i=-▿φi(r,θ)]]>

E1=AE0(cosθe^r-sinθe^θ),r<r1]]>

E2=-E0[(Bt1rt1-1+Ct2rt2-1)cosθe^r-(Brt1-1+Crt2-1)sinθe^θ)],r1<r<r2]]>

E3=E0[(1+2Dr3)cosθe^r+(-1+Dr3)sinθe^θ)],r>r2]]>

σabs=kϵ0Im(α),]]>

上述公式中，ε为介电常数；为电势；φ₁为核材料电势；φ₂为颜料层电势；φ₃为周围介质电势；r和θ为球形包核颜料坐标系；r₁为核材料半径；r₂为颜料层半径；E₁为核材料介质电场；E₂为颜料层介质电场；E₃为周围介质电场；α为球极化率；A对应r＝r₁的边界系数；B和C对应r₁＝r₂的边界系数；D对应r＝r₂的边界系数；p为偶极子的极化强度；

再固定核材料半径r₁，以颜料层半径r₂为变量，以5-10nm为颜料层厚度R的变化步长，在所述计算机中运用Matlab软件对上述计算模型系列公式进行模拟计算，并采用计算机中FDTD软件进行辅助验证，从而通过模拟计算得到包核颜料对光的吸收波长与颜料层厚度R之间的变化图，以及包核颜料对光的吸收强度与颜料层厚度R之间的关系图；

(2)通过未包核颜料的漫反射吸收光谱确定包核颜料核/壳比第一范围

测定未包核颜料的漫反射吸收光谱，以包核颜料光吸收强度低于未包核颜料的光吸收强度为依据，对照步骤(1)中所得包核颜料对光的吸收强度与颜料层厚度R之间的关系图，确定图中包核颜料的颜料厚度值R₁，进而确定包核颜料的核/壳比第一范围；

(3)通过未包核颜料的色相确定核/壳比第二范围

依据未包核颜料的色相，确定核材料表面颜料层对光的吸收波长，而后对照步骤(1)中包核颜料对光的吸收波长与颜料层厚度R之间的变化图，确定图中包核颜料的颜料厚度值R₂，进而确定包核颜料的核/壳比第二范围；

(4)包核颜料最佳核/壳比的确定

将步骤(2)中确定的核/壳比第一范围和步骤(3)中所得核/壳比第二范围进行对比，确定这两个范围的交集为包核颜料优化的核/壳比范围，即优化的包核颜料核/壳比范围＝核/壳比第一范围∩核/壳比第二范围。