光致变色玻璃.pptVIP

* * * * * 卤化银作为感光剂，微量氧化铜作为敏化剂（氧化铜其催化作用，最近逆反应发生）。在制备硅酸盐玻璃中，也同样加入少量卤化银做感光剂，微量铜作为敏化剂，采用玻璃常规工艺进行熔制和退火，使卤化银颗粒均匀分布在玻璃体内。然而玻璃遇光以后并不发生颜色变化，这是为什么呢？原来经过熔制和退火后，卤化银警惕数量太少，颗粒太小，对光线不发生反应。为了解决这个问题，必须经过热处理阶段。在十一的温度下进行热处理，玻璃体内卤化银颗粒开始聚集长大，这样才会在光照下发生变色现象。由于玻璃是一种致密的固体，在发生光色过程中，卤素不可能逃逸，银原子也无法在玻璃内扩散，因此，当光照停止后，由于分子热运动，卤素又重新与银结合成卤化银，恢复原来的透明状态。 光色玻璃的特征：变暗-复明特征，永久可逆特征，变暗波长范围有限（280-460nm，最佳变暗波长为380nm） * * * * * 2.3 光致变色玻璃 概念 光致变色：光照射时产生吸收而变暗，照射停止后褪色复明的现象。 光致变色材料：出现可逆的或不可逆的显色、消色现象的物质。 光致变色玻璃（光色玻璃）：受蓝紫、紫外等短波长光或日光照射后，玻璃能够在可见光区产生光吸收而自动着色，着色深度会随光照的强弱而改变；光照一旦停止又可逆地自动恢复到初始的透明状态。 * 　　许多有机物、无机物有光致变色性能，但是光色玻璃优于其他光色材料。 　　例如，光色玻璃可以长时间反复变色而无疲劳(老化)现象，而且机械强度好，化学稳定性好，制备简单，可获得稳定的、形状复杂的制品。 * 4.4.2 结构 原理：由于含有光辐照所致可逆的亚稳态色心。 一定波长激活辐射，玻璃生成色心即产生着色，激活辐射去除，色心破坏即褪色，激活-破坏(变暗-复明)往复循环而不疲劳。 * 光色玻璃的分类 光色玻璃变色的特性是由其含有的亚稳态色心而产生的。在一定波长的激活辐射作用下，玻璃生成色心即产生着色；当激活辐射去除后，色心破坏又使玻璃褪色，主要包括同相（均相）型光色玻璃和异相型光色玻璃。 异相型光色玻璃：色心是与基质玻璃不同的光敏晶相物质，其中最适宜的光敏材料是卤化银、卤化铜、卤化镉晶体，其中卤化银光色玻璃的光致变色效果最好。 同相（均相）型光色玻璃：色心与基质玻璃是同相的。主要是掺加可变价的Ce、Eu等元素，这些元素在紫外光照射下产生4f～5d的电子跃迁，形成能吸收蓝紫色光波的亚稳态色心，在强光照射下，玻璃由浅黄色变深黄褐色，在弱光照射时，Ce3＋、Eu3＋色心恢复到原来的电子态，玻璃恢复到高透明状态。 * 4.4.3 变色原理 光色玻璃的光色特性是许多可变量的函数，这些可变量包括玻璃的基础组分、光敏相的种类和聚焦状态、分相热处理条件以及其他许多因素。 光色玻璃是受到照相化学原理的启示研制的。 　在照相中，入射光子将胶卷上的银离子分解成为银原子和卤素，通过显影的化学反应，把卤素从原来的位置扩散出去，这一过程是不可逆的。 * 无光照时，卤化银光色玻璃中的亚微观晶相对光的散射极小，玻璃呈现高度透明状态。 在光照下，卤化银产生光化学反应而析出游离态银原子和卤素原子，生成的银原子聚集在一起，生成胶体银(Ag)n，在可见光区引起透过率减少（暗化或着色），反应可表示为： 照射停止后，银原子与其附近的卤素原子发生可逆化合反应，又形成透明的亚微观晶相卤化银，玻璃恢复透明状态，这种光致变色的过程是可逆的。 * * CIE 1931 XYZ系统色品图 * 玻璃基础组成： 碱金属离子半径增加，吸收带峰值向长波区域漂移。 卤化银种类：卤素原子序数增加，光吸收峰向长波区域移动。 敏化剂：氧化亚铜（Cu2+,Cu1+） 4.4.4 影响光色互变性（变暗和复明速率）的因素： * 梯度变色玻璃镜片：透射光随镜片位置不同而发生衰减。 方法：将“未成核”玻璃放入温度梯度场，产生有效的卤化银晶粒分布。（从下到上晶粒逐渐增大—2~50nm，变暗程度越来越深）。 * 4.4.5 光致变色玻璃制作工艺 基础玻璃(变色组成、敏化剂)设计→配合料→一定气氛高温熔炼→毛坯成形→退火→显色处理(银粒长大) →按产品要求进行精加工 控制：末处理的光色玻璃(其中银颗粒＜5μm)没有光色效应，热处理后(银颗粒在10-20 μm)才有光色效应。 热处理温度在转变点与软化点间(Tg--Tf)，高于退火温度20-100℃需几分钟，较低温度处理需1-1.5小时，然后惯性降温，过高温度会变形或乳浊。 * 光色玻璃的制备 基础玻璃：硼酸盐玻璃、硼硅酸盐玻璃和铝磷酸盐玻璃。 配合料 敏化剂 变色剂 混合料 气氛 高温 玻璃液 成型 均化 样品 退火 光色玻璃 热处理 变色性能 光致变色玻璃的制备工艺 *