彩色玻璃的颜色是怎么来的, 玻璃是生活中非常常见的物品,因为玻璃的应用非常广泛,所以玻璃的种类和颜色也是五花八门,丰富多彩。你知道彩色玻璃的颜色是怎么来的吗?让我们带你去了解一下。
普通玻璃是由石英砂、纯碱和石灰石熔化在一起制成的。它是硅酸盐的混合物,成分不确定。人做的第一个玻璃是一些小块玻璃,透明度差,有些颜色。它的颜色不是有意添加的,
但是用的原料不纯,混有杂质。当时彩色玻璃只是作为装饰品,要求不高。人们只是偶然生产了有色玻璃。但是,我们今天要求的有色眼镜,都有很高的科学要求。只有在揭开有色玻璃的秘密后,
为了成功。
经过研究发现,如果在普通玻璃的成分中加入0.4 ~ 0.7%的着色剂,就可以使玻璃着色。着色剂主要是金属氧化物。我们已经知道,每种金属元素都有其独特的“光谱特征”。
所以不同的金属氧化物可以呈现不同的颜色。如果将这些氧化物添加到玻璃配合料中,玻璃将会着色。例如,当加入氧化铬(Cr2O3)时,玻璃变成绿色;加入二氧化锰(MnO2 _ 2)使玻璃呈紫色。加入氧化钴(Co2O3),
玻璃是蓝色的,钢铁工人和焊工用的防护目镜就是这种玻璃。
事实上,玻璃的颜色不仅取决于添加的着色剂,还取决于熔化温度和炉焰的性质来调整元素的化合价,使玻璃呈现不同的颜色。例如玻璃中的铜,
如果玻璃在高价氧化铜的存在下呈现蓝绿色;在氧化亚铜(Cu2O)的存在下,玻璃是红色的。有时候,一次熔化并不能让玻璃很好的显现,需要二次加热才能让玻璃显现颜色。珍贵的金红色玻璃就是这样。
它是在普通玻璃配料中加入少量黄金,烧制而成。第一次熔化后,金以原子的形式分布在玻璃中,此时玻璃不显色;当再次加热到接近软化的温度时,其中的金原子聚合成胶体颗粒,然后玻璃呈现出美丽的红色。
现在,人们用稀土元素的氧化物作为着色剂来制作各种高级彩色玻璃。掺杂稀土元素的彩色玻璃色调清晰,色泽鲜艳,甚至在不同的光线下变色。比如氧化钕玻璃就有这种特性,在阳光下呈紫红色。
在荧光下呈蓝紫色,非常漂亮。有一种玻璃会随着光线的强弱而变色。人们用它作为眼镜的镜片和房子的窗户玻璃。用这种玻璃做窗户玻璃可以在室内保持一定的亮度,再也不用用窗帘遮阳了。
所以有人称之为“自动窗帘”。还能阻挡太阳中紫外线的通过。在图书馆和博物馆安装这种玻璃后,书籍和文物可以免受紫外线的伤害。
除了稀土元素,还可以直接在玻璃中加入钨和铂,还可以制成变色玻璃。
普通颜料因太阳紫外线的照射或空气中氧气、二氧化硫的作用而褪色;然而,彩色玻璃能够经受日晒雨淋,永远保持美丽的青春容颜,是因为起着色作用的金属等氧化物已经与玻璃融为一体。随着科学技术的发展,
彩色玻璃的品种会越来越丰富多彩,我们的生活也会因为它的点缀和装饰而变得多姿多彩。
简单来说,就是通过吸收、反射、透射一定波长的光,呈现出不同颜色的眼镜。主要用作建筑物内公共设施的门窗装饰材料和室内外装饰。玻璃着色有两个过程:材料着色和表面着色。
材料着色
根据呈色机理,在玻璃原料中加入能形成有色离子、复合胶体和金属胶体颗粒的物质,使其呈现不同颜色的过程可分为四种。
(1)离子着色。它是一种化合物,其中过渡元素如钴(Co)、锰(Mn)、镍(Ni)、铁(Fe)和铜(Cu)被添加到以离子状态存在的玻璃料中。因为它们的价电子在不同能级(基态和激发态)之间跳跃,
引起对可见光和颜色的选择性吸收,如钴蓝、锰紫、镍绿等有色玻璃。
(2)复合胶体颗粒着色。加入硫或硒的化合物(如硫化镉、CdSe等。)到含锌(ZnO)的玻璃中,形成CdO、ZnS、ZnSe等。然后在低于退火温度的温度下进行两次热处理。
CdS和CdSe形成并生长成较大的胶体颗粒,玻璃因光散射而着色,如硒红、镉黄等有色玻璃。
金属胶体颗粒的着色。氧化物(如金、银、铜等。)加入玻璃原料中,玻璃原料先以离子态溶解在玻璃中,热处理后转变成原子态,聚集生长成胶体颗粒,由于光散射吸收可见光而着色。
如金红色、铜红色、银黄色等颜色的玻璃。
(4)半导体着色。玻璃料中添加了CdS、CdSe、CdTe等着色剂,在可见光区没有吸收峰,而是一个连续的吸收区,透光区和吸收区是一条陡峭的分界线。不同于以前的着色机制,
它的颜色随着CdS/CdSe的比例而变化。比如CdS接近橙色,CdSe是红色,CdTe是黑色,也就是它们按照O2-,S2-,Se2-,Te2-的顺序向长波方向运动。
根据半导体能带理论,这些阴离子的亲电子势依次降低,它们的价电子可以依次被能量较低的光(近可见光)激发到导带(激发态),使它们的短波截止极限进入可见光区,导致玻璃着色。
建筑用的大块彩色玻璃可以用平板玻璃的生产工艺制作,也可以与无色玻璃或其他颜色的玻璃“配色”生产彩色玻璃。
表面着色
它是为了涂覆金属、金属氧化物等。在玻璃表面形成透明、半透明或不透明的彩色涂层。通过化学热分解在玻璃表面涂覆SnCl4和FeCl3可以制备蓝色的SnO2薄膜和金色的Fe2O3薄膜。
通过真空蒸发、真空阴极溅射、反应溅射等方法,可以制备金、银、铜等金属膜或In2O3、SnO2、TiO2等金属氧化物膜。由于膜厚和折射率不同,可以形成不同颜色的干涉膜和反射膜。
在浮法玻璃生产线上,可以用电浮法或热喷涂法制造出表面有颜色的彩色玻璃。釉面玻璃也可以通过印刷或喷涂玻璃釉料制成。
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