有色玻璃料著色工藝原理 有色玻璃材料染色的原理

        隨著浮法玻璃技術(shù)的出現(xiàn)，大批量制造平整均勻的優(yōu)異玻璃成為可能，同時(shí)也使深加工玻璃的種類愈加豐富。除了常用的高度度鋼化玻璃以外，還有注重隱私保護(hù)的磨砂玻璃、調(diào)光玻璃，增強(qiáng)防彈安全性能的夾層玻璃、夾絲玻璃等。在本篇文章中，我們將主要介紹有色玻璃，說(shuō)明其制作方法與上色原理。

一、有色玻璃料著色工藝原理

        向玻璃原料中添加能夠形成著色離子、化合物膠體及金屬膠體粒子的物質(zhì)，使之呈現(xiàn)不同顏色的工藝，按照著色機(jī)理可分四種類型。

        ①離子著色。是向玻璃料中添加鈷（Co）、錳(Mn)、鎳(Ni)、鐵(Fe)、銅(Cu)等過(guò)渡元素的化合物，以離子狀態(tài)存在于玻璃中，由于它們的價(jià)電子在不同能級(jí)（基態(tài)和激發(fā)態(tài)）之間躍遷，引起對(duì)可見(jiàn)光的選擇吸收而著色，如鈷藍(lán)、錳紫、鎳綠等顏色玻璃。

        ②化合物膠體粒子著色。是向含鋅(ZnO)的玻璃中添加硫或硒的化合物（如CdS、CdSe等）,在玻璃中形成CdO、ZnS、ZnSe等，然后在低于退火溫度下進(jìn)行兩次熱處理，形成CdS、CdSe并生長(zhǎng)成非常大的膠體粒子,因光散射而使玻璃著色，如硒紅、鎘黃等顏色玻璃。

        ③金屬膠體粒子著色。是向玻璃原料中添加容易分解成金屬狀態(tài)的氧化物（如金、銀、銅等氧化物），先以離子態(tài)溶解于玻璃中，經(jīng)熱處理轉(zhuǎn)變成原子態(tài)并聚集、長(zhǎng)大成膠體粒子，因光散射引起對(duì)可見(jiàn)光的吸收而著色，如金紅、銅紅、銀黃等顏色玻璃等。

        ④半導(dǎo)體著色。是向玻璃料中添加CdS、CdSe、CdTe等著色劑，在可見(jiàn)光區(qū)不出現(xiàn)吸收峰而呈連續(xù)的吸收區(qū)，透光區(qū)和吸收區(qū)間是一條坡度很陡的分界線。與前述幾種著色機(jī)理不同，其顏色隨CdS/CdSe的比例而變化，如CdS多時(shí)接近橙色，CdSe多時(shí)呈紅色,而CdTe多時(shí)則是黑色,即它們依O2-、S2-、Se2-、Te2-的次序向長(zhǎng)波方向移動(dòng)。根據(jù)半導(dǎo)體能帶理論,這些陰離子的親電勢(shì)依次變小,可依次用較低的能量（可見(jiàn)光附近）的光，就可以將它們的價(jià)電子激發(fā)至導(dǎo)帶（激發(fā)態(tài)），使其截短波較限進(jìn)入可見(jiàn)光區(qū)而導(dǎo)致玻璃著色。

二、有色玻璃材料染色的原理

        有色玻璃是在普通玻璃中加入著色劑，如加入MnO2為紫色；CoO、Co2O3燒成紫紅色；FeO、K2Cr2O7燒成綠色；CdS、Fe2O3、Sb2S3燒成顏色；AuCl3、Cu2O燒成紅色；CuO、MnO2、CoO、Fe3O4的混合物燒成黑色；CaF2、SnO2燒成乳白色。

        著色劑量的多寡、熔制時(shí)間和熔制溫度都會(huì)不同程度的影響燒成顏色的深淺。使用膠體著色劑，如金、銀、銅、硒、硫等，使較小顆粒懸浮在玻璃體內(nèi)，使玻璃著色的。在燒制過(guò)程中不管哪種著色劑都加入助熔劑。

        有色玻璃是固溶膠，固溶膠是指將固體作為分散劑所形成的溶膠。

相關(guān)概念

玻璃

        玻璃是非晶無(wú)機(jī)非金屬材料，一般是用多種無(wú)機(jī)礦物(如石英砂、硼砂、硼酸、重晶石、碳酸鋇、石灰石、長(zhǎng)石、純堿等)為主要原料，另外加入少量輔助原料制成的。它的主要成分為二氧化硅和其他氧化物。普通玻璃的化學(xué)組成是Na2SiO3、CaSiO3、SiO2或Na2O·CaO·6SiO2等，主要成分是硅酸鹽復(fù)鹽，是一種無(wú)規(guī)則結(jié)構(gòu)的非晶態(tài)固體。廣泛應(yīng)用于建筑物，用來(lái)隔風(fēng)透光，屬于混合物。另有混入了某些金屬的氧化物或者鹽類而顯現(xiàn)出顏色的有色玻璃，和通過(guò)物理或者化學(xué)的方法制得的鋼化玻璃等。

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