第五章玻璃的着色与脱色.pptVIP

玻璃工艺学;第五章玻璃的着色与脱色;;三原色红（x）、蓝（y）、绿（z）

x+y+z=1

色度图是将颜色的色相和饱和度结合在一起的图形。（自学）;其电子层结构与周期表中邻近的惰性气体相似。;结构：这类离子每个轨道上也都有两个电子，相对较稳定，但不及惰性气体型离子。

特点：极化率大，易变形，有变价，吸收紫外线。

本身无色，易被还原为金属态。与阴离子结合可有色。

Cu+、Zn2+、Ga3+、Ge4+、As5+、As3+、Ag+、Cd2+、In3+、Sn4+、Sb5+、Au+、Hg2+、Tl3+、Pb4+、Pb2+、Bi5+、Bi3+;结构：d（过渡金属）和f（镧系元素）亚层有不饱和电子，很不稳定。电子跃迁所需要的能量Eg较小，可见光谱范围内的能量足够，故显色。

特点：有色、变价、吸收紫外线等。

电外层（或次外层）含未配对电子或“轨道”部分填充者：有色

电外层（或次外层）的电子已配对（全充满、全空）或半充满者：无色或色弱

变价阳离子：紫外或近紫外区有强烈吸收;影响离子着色的因素：

①着色离子价态

②配位状态

③基础玻璃成分

④熔制工艺（温度、时间、气氛等）

⑤光照和热处理;钛

?Ti4+：3d轨道全空，稳定，无色。强烈吸收紫外线，吸收带进入可见光区紫蓝光部分使玻璃显棕黄色。

?Ti3+：磷酸盐玻璃，还原条件，为紫色。

?钛可加强过渡元素着色。铅玻璃中显著。

钒

?V3+：绿色，吸收光谱似Cr3+，但着色能力差。

?V5+：3d轨道全空，无色。

?V4+：吸收带1100nm，无色。

?基玻璃氧化性或碱性太强则无色（V5+）

?钠硼酸盐玻璃中，由于钠和熔制条件不同，可呈蓝色、青绿、绿色、棕色或无色。;铬

?Cr3+：绿色，着色能力强，高温较稳定，强还原条件可能全以3价存在

?Cr6+：黄色低温有利于其存在。

?铬在硅酸盐中溶解度较小，可用于制铬金星玻璃。

锰

?Mn2+：3d轨道半空，着色弱，近于无色

?Mn3+：紫色，氧化越强着色越深。

?钠硼酸盐中为棕色，铅硅酸盐中为棕红色。;铁

?Fe2+：蓝绿色

?Fe3+：3d轨道半充满，着色弱，浅黄绿色或黄色

?通常两种价态同时存在，比例不同而显不同颜色。

?在磷酸盐玻璃还原条件可能全为2??，在红外有吸收峰，吸热好，透可见光好，可做吸热玻璃。

?两价态均强烈吸收紫外线，用于太阳镜和电焊片。

钴

?常以Co2+存在，着色稳定。

?[CoO6]偏紫色，低碱硼酸盐、磷酸盐中

?[CoO4]偏蓝色，硅酸盐中较多

?0.01%Co2O3即可使玻璃呈深蓝色。;铜

?Cu0：属金属胶体着色，红色、铜金星玻璃。

?Cu+：3d全充满，无色

?Cu2+天蓝色，与铬共用可制绿色信号玻璃。

?在钠硼玻璃中随钠的增多绿→青绿→蓝

铈

?Ce4+：强烈吸收紫外线，可见光透过率高。

紫外吸收带进入可见光区产生淡黄色。

?铈钛黄：不同基础玻璃、比例可得黄、金黄、棕、蓝等色。;钕

?Nd3+：紫红色，有双色效应

?吸收峰复杂且稳定，可做校正分光光度计的标准玻璃。

?固体激光材料。

可从透光曲线迭加推测混合色

?铈+钛：金黄色，不同基础玻璃、比例可得黄、金黄、棕、蓝等色。

?锰+钴紫到蓝间颜色，锰调节色调。、

?钴+铜钴消除铜绿，铜消除钴红，得浅蓝→淡青

?铜+铬以CuO:Cr2O3=1.5:1为中心（绿）得黄绿→蓝绿，铜多偏蓝，铬多偏黄。;不可从透光曲线迭加推测混合色

?铬+锰：少量K2Cr2O7使紫色增强，再多则变灰色。

可制黑色和黑色透红外玻璃。

?铁+锰：褐紫色和黄棕色，色调无规律。

?铁+钴：灰色，比例不同颜色深度不同。

?钴+镍：比例不同，可得蓝色～紫色系列。

?铁+铬+铜+镍：黑色，几乎将红外、可见、紫外光全吸收，仅少量透过。;（1）着色机理

金属（AuAgCu）以单质形式存在于玻璃中，形成晶体并聚集而成胶粒，对光产生选择性吸收，使玻璃着色。

（2）工艺过程

①金属离子的溶解（前提）

②金属离子的还原

热还原法（预先加入多价元素）

2Au++Sn2+→2Au0+Sn4+

2Ag++Sn2+→2Ag0+Sn4+

2Cu++Sn2+→2Cu0+Sn4+;光还原法（预先加入光还原剂Ce3+）

光：紫外线或X-射线

Au++Ce3+→Au0+Ce4+