Использование акустической эмиссии для обнаружения трещин, возникающих при воздействии напряжений в инженерных конструкциях, например в нефтяных платформах в Северном море, в сосудах высокого давления, на самолетных крыльях и т. д., стало обычным делом в последние годы. Однако использование этого метода для изучения покрытий, подвергающихся воздействию напряжений, является новинкой. Методика, предложенная впервые фирмой ICI, находит значительное применение при постоянном контроле за состоянием покрытий и даже, в некоторых случаях, в предсказании их долговечности при натурных испытаниях, как естественных, так и ускоренных, испытаниях коррозионной стойкости путем разбрызгивания соли и т. п. Кроме того, метод очень полезен для оценки влияния изменений рецептуры лакокрасочного материала на механические свойства покрытия и для оценки этих свойств для отдельных слоев системы покрытия, а также для уяснения того, как эти свойства «накладываются» друг на друга, формируя общее свойство всей системы. Методика в принципе очень проста. Любое внезапное микроскопическое перемещение в тел^-^апр-шмер-образсшание и. развитие трещины, может вызвать акустическую эмиссию. Например, напряжение концентрируется на растущем конце трещины. По мере распространения последней энергия напряжения выделяется в двух главных формах: термической и акустической. Последняя излучается как деформационная волна из источника и преломляется и отражается твердыми включениями и поверхностями раздела, пока не достигнет поверхности тела. Здесь волны можно воспринимать чувствительными датчиками, обычно пьезоэлектрическими или мощными преобразователями. Затем усиленный сигнал от преобразователя анализируется. Простыми примерами акустической эмиссии при частотах и интенсивностях, воспринимаемых человеческим ухом, являются растрескивание льда на водоеме или скрип деревянных ступеней лестницы под весом человека.
Покрытие наносится на одну сторону полоски фольги, последняя помещается в зажимы разрывной машины, присоединяется преобразователь, и образец растягивается. Появляющийся «шум» анализируется и строится график зависимости некоторых «шумовых» характеристик от общего напряжения. Хотя испытание на растяжение наиболее распространено, однако можно использовать изгиб или любой другой вид деформации. Единственное существенное ограничение состоит в том, что не должно быть постороннего шума от скольжения образца в зажимах. Это единственный источник шума, от которого следует защищать прибор. Поэтому используют малые скорости деформации.
В работах [75—77] установлено, что для этих целей следует применять пьезоэлектрические устройства с узким диапазоном частот (около 150 кГц). Для увеличения чувствительности детектора существенна хорошая акустическая связь между поверхностью преобразователя и образцом; этого легко достичь, используя тонкий слой силиконовой смазки.

Когда луч света достигает поверхности раздела двух материалов с различной оптической плотностью, часть света отражается, а остаток распространяется во втором материале с изменением направления (рефракция) (рис. 14.1). Количество отраженного света зависит от показателей преломления двух сред и от угла падения пучка света. Количественное определение отражения осложняется тем, что поляризованный в плоскости поверхности свет отражается легче, чем свет, поляризованный перпендикулярно. Это в какой-то степени аналогично тому, что плоский камень, брошенный горизонтально над водой, будет отскакивать от воды, но будет тонуть, если его длинная ось расположена вертикально. Математически [1] коэффициент отражения для света.Выше рассматривалась оптически плоская поверхность. Если поверхность по тем или иным причинам неоднородна, луч света падает на ее различные участки под различными углами. Отраженный свет в результате распространяется под разными углами и чисто зеркальное отражение нарушается Величина структурных неоднородностей поверхности, необходимых для нарушения зеркального отражения, зависит от длины волны и угла падения света. При углах падения от 0 до 45° шероховатости поверхности, эквивалентной длине волны света (0,4—0,7 мкм), достаточно для того, чтобы завуалировать зеркальное отражение; для скользящего луча требуется более сильно выраженная текстура для нарушения отражения. Таким образом, при появлении повреждений на блестящей поверхности покрытия под воздействием окружающей сре ды первым эффектом является потеря блеска, наблюдаемая под большими углами к поверхности. Полностью матовую пленку можно получить путем введения более крупных по сравнению с длиной волны частиц. Для этого достаточен диаметр частиц 10— 15 мкм (в толстых пленках).

Свет, прошедший через пленку, частично поглощается подложкой, а частично ею отражается; часть отраженного света вновь проходит через пленку, так что пленка тем светлее, чем выше светоотражающие свойства подложки.
Полное математическое описание этих явлений сложно даже для упрощенного случая, когда глянцевая пленка постоянной толщины нанесена на матовую подложку. Это связано с тем, что значительная часть (обычно более половины) света, рассеянного на пигментных частицах, подвергается отражению на границе раздела пленка во дух (рис 14.4) и, таким образом, ослабляется вновь ввиду поглощения пигментами или подложкой прежде, чем вторично достигнет поверхности раздела. Аналогичная ситуация возникает на границе раздела пленка/подложка, когда свет подвергается отражению между подложкой и пигментированным слоем [3]. На рис. 14.5 показан последовательный ряд актов внутреннего отражения, которые происходят до тех пор, пока весь свет не поглотится или окончательно не отразится от пленки.Одно существенное следствие отражения на поверхности раздела важно в рассмотрении оптических свойств пленок. Свободная пленка (или пленка, наложенная на прозрачную фольгу) имеет поверхность раздела воздух/пленка с обратной стороны такую же, как и с освещенной. Эта вторая поверхность раздела также имеет коэффициент внутреннего отражения около 0,55 для рассеянного света.

Белые пигменты изготавливают из прозрачных, почти бесцветных материалов, используемых в красках в виде мелких частиц. Соотношение между размерами частиц и светорассеянием изучалось в 1908 г. Маем [4], который показал, что максимальное светорассеяние на единицу количества материала имеет место для частиц с диаметром несколько меньшим, чем длина волны света. Рис 14.6 показывает изменение рассеяния в зависимости от диаметра сферических частиц. Строго говоря, эта кривая относится к рассеянию на единственной частице, т. е. когда свет рассеивается каждой частицей. В пленке оптимальный для светорассеяния размер частиц не сильно отличается, за исключением случаев очень сильного пигментирования, где светорассеяние значительно меньше из-за того, что частицы расположены гораздо ближе друг к другу. Промышленные белые пигменты выпускаются с диаметром частиц, который обеспечивает наилучшее рассеяние зеленого света (для максимальной кроющей способности лакокрасочного материала); это составляет для рутильного диоксида титана около 0,25 мкм. Частицы этого размера менее эффективны при рассеянии "желтого или красного света, так что тонкие белые пленки проницаемы для оранжевого света.
В работах по рутильному диоксиду титана оценена степень, 'в которой коэффициент светорассеяния уменьшается при повышении концентрации пигментов. Для частиц оптимального для светорассеяния размера при низких концентрациях рассеяние на частицу уменьшается примерно вдвое при ОКП = 30%. Для частиц такого размера увеличение ОКП выше 30% не дает дальнейшего прироста кроющей способности; последняя может даже упасть в диапазоне концентраций, где прирост рассеяния от увеличения числа частиц меньше, чем уменьшение рассеяния от более плотной упаковки. При очень высоких ОКП связующего недостаточно, чтобы заполнить промежутки между пигментными частицами, и кроющая способность растет. Имеются данные, что при ОКП = *=30%, несколько более крупные частицы (например 0,4 мкм вместо 0,25'мкм) дают лучшую укрывистость. Также показано [5], Лто изменение содержания рутильных частиц путем добавки мелких частиц наполнителя с низким показателем преломления (таких как тонкоизмельченный диоксид кремния или карбонат кальция) значительно улучшает укрывистость при высокой ОКП.
Эти выводы совпадают с предположением, что при высоких концентрациях пигментов рассеяние происходит на гранях пустот между частицами в большей степени, чем на отдельных частицах. Теория светорассеивающих систем, которая базируется на пред ставлениях о наличии пустот с низким показателем преломления, образующихся в непрерывной среде с высоким показателем преломления, может быть столь же эффективной, как и другие теории. Предпринято много попыток для использования пустот в пленке с целью улучшения ее укрывистости. Простой метод заключается в эмульгировании несмешивающейся жидкости, (например уайт-спирита) в водном растворе желатина; при высыхании образуется непрозрачная белая пленка, наполненная мелкими сферическими пустотами.