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玻璃材料內部著色的方法 普通玻璃的主要生產原料

來源:中玻網 作者:xzq 2019/9/26 11:53:26

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        玻璃擁有良好的透過、透光性能,化學穩定性較高,并且可以根據不同加工方法來獲得較強的機械強度與保溫隔熱效果,甚至能夠使玻璃自主變色,隔絕過強的光線,因此常用于各行各業,滿足不同的需求。接下來請看玻璃材料內部著色的方法,以及普通玻璃的主要生產原料,增進了解。

一、玻璃材料內部著色的方法


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        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,使之呈現不同顏色的工藝,按照著色機理可分四種類型。

        ①離子著色。是向玻璃料中添加鈷(Co)、錳(Mn)、鎳(Ni)、鐵(Fe)、銅(Cu)等過渡元素的化合物,以離子狀態存在于玻璃中,由于它們的價電子在不同能級(基態和激發態)之間躍遷,引起對可見光的選擇吸收而著色,如鈷藍、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行兩次熱處理,形成CdS、CdSe并生長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的氧化物(如金、銀、銅等氧化物),先以離子態溶解于玻璃中,經熱處理轉變成原子態并聚集、長大成膠體粒子,因光散射引起對可見光的吸收而著色,如金紅、銅紅、銀黃等顏色玻璃等。

        ④半導體著色。是向玻璃料中添加CdS、CdSe、CdTe等著色劑,在可見光區不出現吸收峰而呈連續的吸收區,透光區和吸收區間是一條坡度很陡的分界線。與前述幾種著色機理不同,其顏色隨CdS/CdSe的比例而變化,如CdS多時接近橙色,CdSe多時呈紅色,而CdTe多時則是黑色,即它們依O2-、S2-、Se2-、Te2-的次序向長波方向移動。根據半導體能帶理論,這些陰離子的親電勢依次變小,可依次用較低的能量(可見光附近)的光,就可以將它們的價電子激發至導帶(激發態),使其截短波較限進入可見光區而導致玻璃著色。

二、普通玻璃的主要生產原料


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        普通平板玻璃是用石英砂巖粉、硅砂、鉀化石、純堿、芒硝等原料,按一定比例配制,經熔窯高溫熔融,通過垂直引上法或平拉法、壓延法生產出來的透明無色的平板玻璃。

        浮法玻璃是用海沙、石英砂巖粉、純堿、白云石等原料,按一定比例配制,經熔窯高溫熔融,玻璃液從池窯連續流至并浮在金屬液面上,攤成厚度均勻平整、經火拋光的玻璃帶,冷卻硬化后脫離金屬液,再經退火切割而成的透明無色平板玻璃。


相關概念

玻璃

        玻璃是非晶無機非金屬材料,一般是用多種無機礦物(如石英砂、硼砂、硼酸、重晶石、碳酸鋇、石灰石、長石、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。普通玻璃的化學組成是Na2SiO3、CaSiO3、SiO2或Na2O·CaO·6SiO2等,主要成分是硅酸鹽復鹽,是一種無規則結構的非晶態固體。廣泛應用于建筑物,用來隔風透光,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出顏色的有色玻璃,和通過物理或者化學的方法制得的鋼化玻璃等。

平板玻璃

        平板玻璃也稱白片玻璃或凈片玻璃。其化學成分一般屬于鈉鈣硅酸鹽玻璃,組成范圍是:SiO270~73%(重量,下同);Al2O30~3%;CaO6~12%;MgO0~4%;Na2O+K2O12~16%。它具有透光、透明、保溫、隔聲,耐磨、耐氣候變化等性能。平板玻璃主要物理性能指標:折射率約1.52;透光度85%以上(厚2毫米的玻璃,有色和帶涂層者除外);軟化溫度650~700°C;熱導率0.81~0.93瓦/(米·開);膨脹系數9~10×10-6/開;比重約2.5;抗彎強度16~60兆帕。

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