玻璃工藝11玻璃的著色和脫色

1、第一篇玻璃基礎(chǔ)理論第一篇玻璃基礎(chǔ)理論第十一章第十一章 玻璃的著色和脫色玻璃的著色和脫色 coluorate & decoluorate一、概述一、概述 物質(zhì)呈色主要為光吸收和光散射，而以吸收更常見(jiàn)。物質(zhì)呈色主要為光吸收和光散射，而以吸收更常見(jiàn)。白光投到透明的物體，顏色是其吸收光部分譜色的補(bǔ)色。白光投到透明的物體，顏色是其吸收光部分譜色的補(bǔ)色。1. 描述顏色的參數(shù)描述顏色的參數(shù)（1）三原色）三原色目前常用標(biāo)準(zhǔn)基色量系統(tǒng)（目前常用標(biāo)準(zhǔn)基色量系統(tǒng)（XYZ系統(tǒng)）中的系統(tǒng)）中的X-Y顏色圖。顏色圖。 x+y+z=1A：原色理論：原色理論 三原色，就是指這三種色中的任意一色都不能由另外兩三原色，就

2、是指這三種色中的任意一色都不能由另外兩種原色混合產(chǎn)生，而其他色可由這三色按照一定的比例混合出種原色混合產(chǎn)生，而其他色可由這三色按照一定的比例混合出來(lái)，色彩學(xué)上將這三個(gè)獨(dú)立的色稱(chēng)為三原色。來(lái)，色彩學(xué)上將這三個(gè)獨(dú)立的色稱(chēng)為三原色。牛頓用三棱鏡將白色陽(yáng)光分解得到紅、橙、黃、綠、青、牛頓用三棱鏡將白色陽(yáng)光分解得到紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫七種色光，這七種色光的混合又得白光，因此他認(rèn)定這藍(lán)、紫七種色光，這七種色光的混合又得白光，因此他認(rèn)定這七種色光為原色。后來(lái)物理學(xué)家大衛(wèi)七種色光為原色。后來(lái)物理學(xué)家大衛(wèi)魯伯特進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)染料原魯伯特進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)染料原色只是紅、黃、藍(lán)三色，其他顏色都可以由這三種顏色混合而色只

3、是紅、黃、藍(lán)三色，其他顏色都可以由這三種顏色混合而成的。他的這種理論被法國(guó)染料學(xué)家席弗通過(guò)各種染料配合試成的。他的這種理論被法國(guó)染料學(xué)家席弗通過(guò)各種染料配合試驗(yàn)所證實(shí)。從此，這種三原色理論被人們所公認(rèn)。驗(yàn)所證實(shí)。從此，這種三原色理論被人們所公認(rèn)。1802年生理學(xué)家湯麥斯年生理學(xué)家湯麥斯楊根據(jù)人眼的視覺(jué)生理特征提出了楊根據(jù)人眼的視覺(jué)生理特征提出了新的三原色理論。他認(rèn)為色光的三原色并非紅、黃、藍(lán)，而是新的三原色理論。他認(rèn)為色光的三原色并非紅、黃、藍(lán)，而是紅、綠、紫。這種理論又被物理學(xué)家馬克思韋爾證實(shí)。他通過(guò)紅、綠、紫。這種理論又被物理學(xué)家馬克思韋爾證實(shí)。他通過(guò)物理試驗(yàn)，將紅光和綠光混合，這時(shí)出現(xiàn)黃

4、光，然后摻入一定物理試驗(yàn)，將紅光和綠光混合，這時(shí)出現(xiàn)黃光，然后摻入一定比例的紫光，結(jié)果出現(xiàn)了白光。此后，人們才開(kāi)始認(rèn)識(shí)到色光比例的紫光，結(jié)果出現(xiàn)了白光。此后，人們才開(kāi)始認(rèn)識(shí)到色光和顏料的原色及其混合規(guī)律是有區(qū)別的。和顏料的原色及其混合規(guī)律是有區(qū)別的。 B：混色理論：混色理論加法混合加法混合 加法混合是指加法混合是指色光色光的混合，兩種以上的光混合在一起，的混合，兩種以上的光混合在一起，光亮度會(huì)提高，混合色的光的總亮度等于相混各色光亮度之光亮度會(huì)提高，混合色的光的總亮度等于相混各色光亮度之和。合色愈多，則光度愈強(qiáng)，愈近于白。和。合色愈多，則光度愈強(qiáng)，愈近于白。色光混合中，三原色光混合中，三原色是

5、朱紅、翠綠、藍(lán)紫色是朱紅、翠綠、藍(lán)紫 朱紅光翠綠光黃色光朱紅光翠綠光黃色光 翠綠光藍(lán)紫光藍(lán)色光翠綠光藍(lán)紫光藍(lán)色光 藍(lán)紫光朱紅光紫紅色光藍(lán)紫光朱紅光紫紅色光 黃色光、藍(lán)色光、紫色光為間色光。黃色光、藍(lán)色光、紫色光為間色光。 如果只通過(guò)兩種色光混合就能產(chǎn)生白色光，那么這兩種如果只通過(guò)兩種色光混合就能產(chǎn)生白色光，那么這兩種光就是光就是互為補(bǔ)色互為補(bǔ)色。例如：朱紅色光與藍(lán)色光；翠綠色光與紫。例如：朱紅色光與藍(lán)色光；翠綠色光與紫色光；藍(lán)紫色光與黃色光。色光；藍(lán)紫色光與黃色光。 彩色電視機(jī)、彩色顯示器、彩色液晶顯示器，三基色日彩色電視機(jī)、彩色顯示器、彩色液晶顯示器，三基色日光燈管就是應(yīng)用該原理而設(shè)計(jì)制作的

6、。光燈管就是應(yīng)用該原理而設(shè)計(jì)制作的。 減法混合減法混合 減法混合主要是指的減法混合主要是指的色料色料的混合。的混合。 兩色混合后，光度低于兩色各自原來(lái)的光度，合色愈多，兩色混合后，光度低于兩色各自原來(lái)的光度，合色愈多，被吸收的光線(xiàn)愈多，就愈近于黑。所以，調(diào)配次數(shù)越多，純被吸收的光線(xiàn)愈多，就愈近于黑。所以，調(diào)配次數(shù)越多，純度越差，越是失去它的單純性和鮮明性。減法混合的三原色度越差，越是失去它的單純性和鮮明性。減法混合的三原色是加法混合的三原色的補(bǔ)色，即：翠綠的補(bǔ)色紅（是加法混合的三原色的補(bǔ)色，即：翠綠的補(bǔ)色紅（品紅品紅）、）、藍(lán)紫的補(bǔ)色黃（藍(lán)紫的補(bǔ)色黃（檸檬黃檸檬黃）、朱紅的補(bǔ)色藍(lán)（）、朱紅的補(bǔ)

7、色藍(lán)（湖藍(lán)湖藍(lán)）。）。 紅色藍(lán)色紫色紅色藍(lán)色紫色 黃色紅色橙色黃色紅色橙色 黃色藍(lán)色綠色黃色藍(lán)色綠色 三種原色顏料的混合，在理論上應(yīng)該為黑色，實(shí)際上是三種原色顏料的混合，在理論上應(yīng)該為黑色，實(shí)際上是一種純度極差的黑濁色，也可以認(rèn)為是光度極低的深灰色。一種純度極差的黑濁色，也可以認(rèn)為是光度極低的深灰色。 如果兩種顏色能產(chǎn)生灰色或黑色，這兩種色就是互補(bǔ)色。如果兩種顏色能產(chǎn)生灰色或黑色，這兩種色就是互補(bǔ)色。中性混合中性混合 中性混合是基于人的視覺(jué)生理特征所產(chǎn)生的視覺(jué)色彩中性混合是基于人的視覺(jué)生理特征所產(chǎn)生的視覺(jué)色彩混合，而并不變化色光或發(fā)光材料本身，混色效果的亮度既混合，而并不變化色光或發(fā)光材料本身

8、，混色效果的亮度既不增加也不減低，所以稱(chēng)為中性混合。不增加也不減低，所以稱(chēng)為中性混合。有兩種視覺(jué)混合方式：有兩種視覺(jué)混合方式：A:顏色旋轉(zhuǎn)混合：顏色旋轉(zhuǎn)混合： 把兩種或多種色并置于一個(gè)圓盤(pán)上，通過(guò)動(dòng)力令其快速把兩種或多種色并置于一個(gè)圓盤(pán)上，通過(guò)動(dòng)力令其快速旋轉(zhuǎn)，而看到的新的色彩。顏色旋轉(zhuǎn)混合效果在色相方面與旋轉(zhuǎn)，而看到的新的色彩。顏色旋轉(zhuǎn)混合效果在色相方面與加法混合的規(guī)律相似，但在明度上卻是相混各色的平均值。加法混合的規(guī)律相似，但在明度上卻是相混各色的平均值。B:空間混合：空間混合： 將不同的顏色并置在一起，當(dāng)它們?cè)谝暰W(wǎng)膜上的投影小將不同的顏色并置在一起，當(dāng)它們?cè)谝暰W(wǎng)膜上的投影小到一定程度時(shí)，

9、這些不同的顏色刺激就會(huì)同時(shí)作用到視網(wǎng)膜到一定程度時(shí)，這些不同的顏色刺激就會(huì)同時(shí)作用到視網(wǎng)膜上非常鄰近的部位的感光細(xì)胞，以致眼睛很難將它們獨(dú)立地上非常鄰近的部位的感光細(xì)胞，以致眼睛很難將它們獨(dú)立地分辨出來(lái)，就會(huì)在視覺(jué)中產(chǎn)生色彩的混合。分辨出來(lái)，就會(huì)在視覺(jué)中產(chǎn)生色彩的混合。 （3）色調(diào)）色調(diào)hue 色調(diào)主波長(zhǎng)色調(diào)主波長(zhǎng) 指透過(guò)率最大的波長(zhǎng)。指透過(guò)率最大的波長(zhǎng)。（4）色飽和度（純度）色飽和度（純度P）saturation主波長(zhǎng)在主波長(zhǎng)在消色消色混合中所占的比例。混合中所占的比例。（2）（）（3）（）（4）是用于區(qū)別）是用于區(qū)別彩色彩色的。的。2. X-Y顏色圖（自學(xué)）顏色圖（自學(xué)）色品圖中哪個(gè)區(qū)域的

10、顏色飽和度最高？色品圖中哪個(gè)區(qū)域的顏色飽和度最高？3. 著色玻璃的分類(lèi)著色玻璃的分類(lèi)（1）光吸收型著色玻璃）光吸收型著色玻璃離子著色離子著色 高能輻射著色高能輻射著色（2）亮度）亮度brightness 垂直觀(guān)察物的每單位投射面積上的光強(qiáng)。垂直觀(guān)察物的每單位投射面積上的光強(qiáng)。（2）光散射型著色玻璃）光散射型著色玻璃金屬膠體著色金屬膠體著色（3）半導(dǎo)體著色玻璃）半導(dǎo)體著色玻璃硫化物、硒化物著色硫化物、硒化物著色二、離子著色二、離子著色 ionic colourate 是否在可見(jiàn)光內(nèi)發(fā)生是否在可見(jiàn)光內(nèi)發(fā)生 選擇性吸收，取決于價(jià)電子選擇性吸收，取決于價(jià)電子的躍遷的躍遷 。1. 離子按電子層結(jié)構(gòu)分類(lèi)離

11、子按電子層結(jié)構(gòu)分類(lèi)（1）惰性氣體型陽(yáng)離子）惰性氣體型陽(yáng)離子較穩(wěn)定，躍遷需較高能量，通常不產(chǎn)生選擇性吸收，故較穩(wěn)定，躍遷需較高能量，通常不產(chǎn)生選擇性吸收，故無(wú)色、不吸收紫外線(xiàn)。無(wú)色、不吸收紫外線(xiàn)。Li+ 、Na+ 、K+ 、Rb+ 、Cs+ 、Mg2+ 、Ca2+ 、Sr2+ 、Ba2+ Al3+ 、Sc3+ 、Y3+ 、La3+ 、Si4+ 、Ti4+ 、Ce4+（2）18及及18+2電子構(gòu)型電子構(gòu)型 結(jié)構(gòu)不如（結(jié)構(gòu)不如（1）穩(wěn)定，極化率大，易變形，有變價(jià)，）穩(wěn)定，極化率大，易變形，有變價(jià)，吸收紫外線(xiàn)。本身無(wú)色，易被還原為金屬態(tài)。與陰離子吸收紫外線(xiàn)。本身無(wú)色，易被還原為金屬態(tài)。與陰離子結(jié)合可有

12、色。結(jié)合可有色。Cu+、Zn2+、Ga3+、Ge4+、As5+、 As3+、Ag+、Cd2+、In3+、Sn4+、Sb5+、Au+、Hg2+、Tl3+、Pb4+、 Pb2+、Bi5+、Bi3+（3）不飽和電子殼陽(yáng)離子）不飽和電子殼陽(yáng)離子d和和f亞層有不飽和電子，很不穩(wěn)定。常出現(xiàn)變價(jià)、有色、亞層有不飽和電子，很不穩(wěn)定。常出現(xiàn)變價(jià)、有色、吸收紫外線(xiàn)等。吸收紫外線(xiàn)等。Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Ce、Pr、Nd、Eu2. 離子著色理論分析離子著色理論分析 金屬離子的價(jià)態(tài)、電子層構(gòu)型及周?chē)蹼x子的配位金屬離子的價(jià)態(tài)、電子層構(gòu)型及周?chē)蹼x子的配位狀態(tài)都影響著色，而其又受基玻璃組成、熔制

13、工藝等的狀態(tài)都影響著色，而其又受基玻璃組成、熔制工藝等的影響。影響。* 配位場(chǎng)理論配位場(chǎng)理論（1）配位場(chǎng)）配位場(chǎng) 著色離子處于氧離子包圍中形成配位多面體。其中著色離子處于氧離子包圍中形成配位多面體。其中陽(yáng)離子是陽(yáng)離子是中心離子中心離子，氧氧為為配位體配位體。 配位體施加于金屬陽(yáng)離子的電場(chǎng)叫配位體施加于金屬陽(yáng)離子的電場(chǎng)叫配位場(chǎng)配位場(chǎng)。 在配位場(chǎng)的作用下，著色離子的電子能級(jí)發(fā)生變化，在配位場(chǎng)的作用下，著色離子的電子能級(jí)發(fā)生變化，從而產(chǎn)生一定的顏色。從而產(chǎn)生一定的顏色。（2）基態(tài)）基態(tài) 當(dāng)過(guò)渡金屬離子作為自由離子存在時(shí)，當(dāng)過(guò)渡金屬離子作為自由離子存在時(shí)，5個(gè)個(gè)d軌道能軌道能量相同，稱(chēng)為量相同，稱(chēng)為能

14、級(jí)簡(jiǎn)并能級(jí)簡(jiǎn)并。yxyxxzdxy dx2-y2 dz2+-+-+（3）能級(jí)分裂）能級(jí)分裂 陽(yáng)離子處于配位場(chǎng)作用下時(shí)，原本簡(jiǎn)并的陽(yáng)離子處于配位場(chǎng)作用下時(shí)，原本簡(jiǎn)并的5個(gè)個(gè)d軌軌道會(huì)發(fā)生能級(jí)分裂。道會(huì)發(fā)生能級(jí)分裂。a. 八面體配位（八面體配位（6配位）配位） 當(dāng)當(dāng)6個(gè)配位體沿個(gè)配位體沿x、y、z接近陽(yáng)離子時(shí)，使接近陽(yáng)離子時(shí)，使dx2-y2、dz2軌道能量上升，而另外三軌道能量下降。軌道能量上升，而另外三軌道能量下降。 軌道分成兩組：兩個(gè)高能軌道（軌道分成兩組：兩個(gè)高能軌道（eg或或dT），）， 三個(gè)低能軌道（三個(gè)低能軌道（t2g或或de）兩組軌道能量差：兩組軌道能量差：=egt2g=10Dq為配

15、位場(chǎng)分裂能為配位場(chǎng)分裂能 eg=6Dq t2g= 4Dqb. 四面體配位（四面體配位（4配位）配位）高能軌道高能軌道三三個(gè)個(gè)dxy dxz dyz 低能軌道低能軌道兩兩個(gè)個(gè)dx2-y2 dz2分裂能分裂能 四四=4/9 八八c. 分裂能公式（八面體）分裂能公式（八面體）e-電子電荷電子電荷 r-3d電子離原子核平均距離（離子半徑）電子離原子核平均距離（離子半徑） q-配位體電荷或電矩（氧作用于中心離子的電場(chǎng)）配位體電荷或電矩（氧作用于中心離子的電場(chǎng)）R-O2-與中心離子的距離與中心離子的距離5435Reqr（4）影響）影響的因素的因素著色離子價(jià)態(tài)著色離子價(jià)態(tài) 高價(jià)離子高價(jià)離子 低價(jià)離子低價(jià)離子

16、 （吸收帶處于波長(zhǎng)較短區(qū)域）（吸收帶處于波長(zhǎng)較短區(qū)域）a. 基玻璃組成基玻璃組成酸性酸性玻璃利于玻璃利于低價(jià)低價(jià)離子存在；離子存在；堿性堿性玻璃利于玻璃利于高價(jià)高價(jià)離子存在離子存在基玻璃中基玻璃中R2O越多堿性越強(qiáng)，且隨半徑增大堿性更強(qiáng)。越多堿性越強(qiáng)，且隨半徑增大堿性更強(qiáng)。b. 不同變價(jià)離子間的影響不同變價(jià)離子間的影響 不同變價(jià)離子間會(huì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)。不同變價(jià)離子間會(huì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)。 在玻璃熔制中反應(yīng)較復(fù)雜，在玻璃熔制中反應(yīng)較復(fù)雜，不完全不完全按按Tress和和Weyl的的氧化還原電對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行。氧化還原電對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行。c. 熔制工藝熔制工藝 Cr6+（黃綠色）（黃綠色）+3e Cr3+（綠色

17、）（綠色） Mn3+（紫色）（紫色）+e Mn2+（無(wú)色）（無(wú)色） V3+（綠色）（綠色）+e V2+（紫色）（紫色）反應(yīng)平衡受到溫度、氣氛、時(shí)間等的影響。反應(yīng)平衡受到溫度、氣氛、時(shí)間等的影響。 溫度升高，利于高價(jià)離子分解溫度升高，利于高價(jià)離子分解 氣氛氣氛 還原氣氛利于高價(jià)離子降價(jià)還原氣氛利于高價(jià)離子降價(jià) 時(shí)間時(shí)間 時(shí)間延長(zhǎng)，利于高價(jià)離子降價(jià)時(shí)間延長(zhǎng)，利于高價(jià)離子降價(jià)d. 光照和熱處理光照和熱處理非著色離子的影響非著色離子的影響a. 陽(yáng)離子場(chǎng)強(qiáng)陽(yáng)離子場(chǎng)強(qiáng) 氧離子的有效電場(chǎng)氧離子的有效電場(chǎng)q是可變的，受陽(yáng)離子場(chǎng)強(qiáng)的作是可變的，受陽(yáng)離子場(chǎng)強(qiáng)的作用改變。高場(chǎng)強(qiáng)陽(yáng)離子對(duì)氧的極化作用強(qiáng)，使用改變。高場(chǎng)

18、強(qiáng)陽(yáng)離子對(duì)氧的極化作用強(qiáng)，使q減小。減小。q，吸收光波長(zhǎng)向長(zhǎng)波方向移動(dòng)。吸收光波長(zhǎng)向長(zhǎng)波方向移動(dòng)。用用Na2O代替代替SiO2，玻璃吸收光波長(zhǎng)發(fā)生什么變化？，玻璃吸收光波長(zhǎng)發(fā)生什么變化？b. 陽(yáng)離子半徑陽(yáng)離子半徑 氧對(duì)半徑大的陽(yáng)離子屏蔽不完全，陽(yáng)離子電場(chǎng)進(jìn)入氧對(duì)半徑大的陽(yáng)離子屏蔽不完全，陽(yáng)離子電場(chǎng)進(jìn)入配位場(chǎng)，使配位場(chǎng)，使q減小，減小，減小，吸收光移向長(zhǎng)波。減小，吸收光移向長(zhǎng)波。如如 R2O場(chǎng)強(qiáng)相差不大，場(chǎng)強(qiáng)相差不大，r占主要地位。占主要地位。配位狀態(tài)配位狀態(tài)四四=4/9 八八 高配位的吸收帶波長(zhǎng)較短高配位的吸收帶波長(zhǎng)較短如如 CoO6 吸收光波長(zhǎng)吸收光波長(zhǎng)550nm CoO4 吸收光波長(zhǎng)吸收光

19、波長(zhǎng)620nm溫度溫度溫度升高，溫度升高，R增大（增大（ 1/R5） 減小，吸收帶移向長(zhǎng)減小，吸收帶移向長(zhǎng)波波3. 幾種常見(jiàn)離子著色幾種常見(jiàn)離子著色（1）鈦）鈦 Ti3+磷酸鹽玻璃還原條件為磷酸鹽玻璃還原條件為紫色。紫色。 Ti4+3d軌道全空，穩(wěn)定，無(wú)色。強(qiáng)烈吸收紫軌道全空，穩(wěn)定，無(wú)色。強(qiáng)烈吸收紫外線(xiàn)，吸收帶進(jìn)入可見(jiàn)光區(qū)紫藍(lán)光部分使玻璃顯外線(xiàn)，吸收帶進(jìn)入可見(jiàn)光區(qū)紫藍(lán)光部分使玻璃顯棕黃色棕黃色。 鈦可加強(qiáng)過(guò)渡元素著色。鉛玻璃中顯著。鈦可加強(qiáng)過(guò)渡元素著色。鉛玻璃中顯著。 （2）釩）釩 V3+綠色綠色，吸收光譜似，吸收光譜似Cr3+，但著色能力差，但著色能力差 V5+ 3d軌道全空，無(wú)色。軌道全空

20、，無(wú)色。 V4+吸收帶吸收帶1100nm，無(wú)色。，無(wú)色。 基玻璃氧化性或堿性太強(qiáng)則無(wú)色（基玻璃氧化性或堿性太強(qiáng)則無(wú)色（V5+） 鈉硼酸鹽玻璃中，由于鈉和熔制條件不同，可呈鈉硼酸鹽玻璃中，由于鈉和熔制條件不同，可呈 藍(lán)色藍(lán)色、青綠青綠、綠色綠色、棕色棕色或無(wú)色?；驘o(wú)色。（3）鉻）鉻 Cr3+綠色綠色 高溫較穩(wěn)定，強(qiáng)還原條件可能全高溫較穩(wěn)定，強(qiáng)還原條件可能全 以以3價(jià)存在價(jià)存在 Cr6+黃色黃色 低溫有利于其存在。低溫有利于其存在。 鉻在硅酸鹽中溶解度較小，可用于制鉻金星玻璃。鉻在硅酸鹽中溶解度較小，可用于制鉻金星玻璃。 用量用量 0.21%（Cr2O3）（4）錳）錳 Mn2+ 3d軌道半空，著色

21、弱軌道半空，著色弱 Mn3+紫色紫色 ，氧化越強(qiáng)著色越深。，氧化越強(qiáng)著色越深。 鈉硼酸鹽中為鈉硼酸鹽中為棕色棕色，鉛硅酸鹽中為，鉛硅酸鹽中為棕紅色棕紅色。 用量用量 35%（5）鐵）鐵 Fe2+藍(lán)綠藍(lán)綠色色 Fe3+ 3d軌道半充滿(mǎn)，著色軌道半充滿(mǎn)，著色 弱，通常兩種價(jià)態(tài)同時(shí)存在，比例不同弱，通常兩種價(jià)態(tài)同時(shí)存在，比例不同 而顯不同顏色。而顯不同顏色。 在在磷酸鹽磷酸鹽玻璃玻璃還原還原條件可能全為條件可能全為2價(jià)，在紅外價(jià)，在紅外有吸收峰，吸熱好，透可見(jiàn)光好，可做有吸收峰，吸熱好，透可見(jiàn)光好，可做吸熱玻璃吸熱玻璃。兩價(jià)態(tài)均強(qiáng)烈兩價(jià)態(tài)均強(qiáng)烈吸收紫外吸收紫外線(xiàn)，用于太陽(yáng)鏡和電焊片。線(xiàn)，用于太陽(yáng)鏡和

22、電焊片。（）鈷（）鈷 常以常以Co2+存在，不變價(jià)，著色穩(wěn)定。存在，不變價(jià)，著色穩(wěn)定。 CoO6偏偏紫色紫色（吸收峰（吸收峰550nm） 低堿硼酸鹽、磷酸鹽中低堿硼酸鹽、磷酸鹽中 CoO4偏偏藍(lán)色藍(lán)色（620nm）硅酸鹽中較多）硅酸鹽中較多劑量計(jì)玻璃劑量計(jì)玻璃 受高能輻射會(huì)穩(wěn)定變色，且變色程度與劑受高能輻射會(huì)穩(wěn)定變色，且變色程度與劑 量成比例。量成比例。 0.01% Co2O3即可使玻璃呈即可使玻璃呈深藍(lán)色深藍(lán)色。不吸收紫外線(xiàn)，與不吸收紫外線(xiàn)，與NiO共用于磷酸鹽玻璃可制黑色透紫外玻璃。共用于磷酸鹽玻璃可制黑色透紫外玻璃。（）鎳（）鎳常以常以i2+存在，不變價(jià)，著色穩(wěn)定。存在，不變價(jià)，著色穩(wěn)定

23、。 i色灰黃，存在于鈉硼酸鹽玻璃色灰黃，存在于鈉硼酸鹽玻璃i呈灰紫色，存在于鉀硅酸鹽玻璃呈灰紫色，存在于鉀硅酸鹽玻璃（）銅（）銅 Cu0 紅色紅色、金星金星。 Cu+ 3d全充滿(mǎn)，無(wú)全充滿(mǎn)，無(wú) 色。色。Cu2+天藍(lán)色天藍(lán)色，與鉻共用可制，與鉻共用可制綠色綠色 信號(hào)玻璃。信號(hào)玻璃。 在鈉硼玻璃中隨鈉的增多在鈉硼玻璃中隨鈉的增多 綠綠青綠青綠藍(lán)藍(lán) 稀土金屬稀土金屬 主要為主要為f-f 躍遷，著色穩(wěn)定。躍遷，著色穩(wěn)定。（）鈰（）鈰 Ce4+ 強(qiáng)烈吸收紫外線(xiàn)，可見(jiàn)光透過(guò)率高。強(qiáng)烈吸收紫外線(xiàn)，可見(jiàn)光透過(guò)率高。 紫外吸收帶進(jìn)入可見(jiàn)光區(qū)產(chǎn)生紫外吸收帶進(jìn)入可見(jiàn)光區(qū)產(chǎn)生淡黃淡黃色。色。鈰鈦黃鈰鈦黃 不同基玻璃、

24、比例可得黃、金黃、棕、藍(lán)等不同基玻璃、比例可得黃、金黃、棕、藍(lán)等色。色。（）釹（）釹 Nd3+紫紅色紫紅色，有雙色效應(yīng)（在不同的，有雙色效應(yīng)（在不同的光源下顯示不同的顏色，綠在光下呈玫瑰紅；黃光光源下顯示不同的顏色，綠在光下呈玫瑰紅；黃光下呈紫蘭）吸收峰復(fù)雜且穩(wěn)定，可做校正分光光度下呈紫蘭）吸收峰復(fù)雜且穩(wěn)定，可做校正分光光度計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)玻璃。其電子能級(jí)有長(zhǎng)壽命的激發(fā)態(tài)，含計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)玻璃。其電子能級(jí)有長(zhǎng)壽命的激發(fā)態(tài)，含釹玻璃是著名的固體激光材料。釹玻璃是著名的固體激光材料。4. 混合著色混合著色可從透光曲線(xiàn)迭加推測(cè)混合色可從透光曲線(xiàn)迭加推測(cè)混合色（1）錳）錳+鈷鈷 紫到藍(lán)間顏色，錳調(diào)節(jié)色調(diào)。紫到藍(lán)間顏

25、色，錳調(diào)節(jié)色調(diào)。（2）鈷）鈷+銅銅 鈷消除銅綠，銅消除鈷紅，得淺藍(lán)鈷消除銅綠，銅消除鈷紅，得淺藍(lán)淡青淡青（3）銅）銅+鉻鉻 以以CuO:Cr2O3=1.5:1為中心（為中心（綠信號(hào)燈綠信號(hào)燈）得）得 黃綠黃綠藍(lán)綠藍(lán)綠 銅多偏藍(lán)，鉻多偏黃。銅多偏藍(lán)，鉻多偏黃。不可推測(cè)的混合色不可推測(cè)的混合色（4）鉻）鉻+錳錳 少量少量K2Cr2O7使紫色增強(qiáng)，再多則變灰色。使紫色增強(qiáng)，再多則變灰色。 可制黑色和黑色透紅外玻璃可制黑色和黑色透紅外玻璃（5）鐵）鐵+錳錳 褐紫色和黃棕色，色調(diào)無(wú)規(guī)律。褐紫色和黃棕色，色調(diào)無(wú)規(guī)律。三、金屬膠體著色三、金屬膠體著色1. 著色機(jī)理著色機(jī)理 金屬（金屬（Au Ag Cu）以單

26、質(zhì)形式存在于玻璃中，形成）以單質(zhì)形式存在于玻璃中，形成晶體并聚集而成膠粒，對(duì)光產(chǎn)生選擇性吸收，使玻璃著晶體并聚集而成膠粒，對(duì)光產(chǎn)生選擇性吸收，使玻璃著色。色。2. 工藝過(guò)程工藝過(guò)程（1）金屬離子的溶解（前提）金屬離子的溶解（前提）（2）金屬離子的還原）金屬離子的還原熱還原法（預(yù)先加入多價(jià)元素）熱還原法（預(yù)先加入多價(jià)元素） 2Au+ + Sn2+ 2Au0 + Sn4+ 2Cu+ + Sn2+ 2Cu0 + Sn4+光還原法（預(yù)先加入光還原劑光還原法（預(yù)先加入光還原劑Ce3+） 光：紫外線(xiàn)或光：紫外線(xiàn)或X-射線(xiàn)射線(xiàn) Au+ + Ce3+ Au0 + Ce4+ Ag+ + Ce3+ Ag0 + C

27、e4+（3）金屬原子的成核和長(zhǎng)大（顯色）金屬原子的成核和長(zhǎng)大（顯色） 常與還原過(guò)程同時(shí)進(jìn)行。膠體顆粒不可過(guò)大，可常與還原過(guò)程同時(shí)進(jìn)行。膠體顆粒不可過(guò)大，可用氧化亞錫（金屬橋）防止。用氧化亞錫（金屬橋）防止。玻璃玻璃-O2-1/2Sn4+-1/2Sn0-Au0-1/2Sn0-1/2Sn4+-O2-玻璃玻璃3. 影響膠體著色顏色的因素影響膠體著色顏色的因素（1）膠粒大?。┠z粒大小太小對(duì)光不散射，太大發(fā)生乳濁。太小對(duì)光不散射，太大發(fā)生乳濁。金膠粒大小金膠粒大小(nm) S2-Se2-Te2-)而向長(zhǎng)波方向移動(dòng)。而向長(zhǎng)波方向移動(dòng)。（3）膠態(tài)硫硒化鎘的形成）膠態(tài)硫硒化鎘的形成主要由于熔體冷卻時(shí)發(fā)生分相。

28、主要由于熔體冷卻時(shí)發(fā)生分相。 首先析出硫化鋅，進(jìn)一步降溫反應(yīng)移向硫化鎘并首先析出硫化鋅，進(jìn)一步降溫反應(yīng)移向硫化鎘并長(zhǎng)大產(chǎn)生黃色長(zhǎng)大產(chǎn)生黃色鎘黃玻璃（鎘黃玻璃（黃信號(hào)燈黃信號(hào)燈） ZnS+CdOZnO+CdS 熱處理時(shí)硒離子進(jìn)入熱處理時(shí)硒離子進(jìn)入CdS晶格，形成晶格，形成CdS-CdSe混晶而成紅色混晶而成紅色硒紅玻璃（硒紅玻璃（紅信號(hào)燈紅信號(hào)燈）（4）顯色）顯色一次顯色一次顯色（無(wú)須熱處理）（無(wú)須熱處理） 工序簡(jiǎn)單，光譜特性不高工序簡(jiǎn)單，光譜特性不高二次顯色二次顯色 提高顯色溫度利于混晶中提高顯色溫度利于混晶中CdSe比例增大比例增大 溫度升高溫度升高10 C吸收限向長(zhǎng)波移動(dòng)吸收限向長(zhǎng)波移動(dòng)5nm 保溫時(shí)間延長(zhǎng)顏色加深。保溫時(shí)間延長(zhǎng)顏色加深。五、輻射著色五、輻射著色1. 曝光著色曝光著色 在太陽(yáng)光的在太陽(yáng)光的紫外線(xiàn)紫外線(xiàn)照射下，玻璃結(jié)構(gòu)中或變價(jià)照射下，玻璃結(jié)構(gòu)中或變價(jià)離子中的離子中的電子電子被擊出引起。被擊出引起。 被擊電子被玻璃結(jié)構(gòu)中某處捕獲，形成新的電被擊電子被玻璃結(jié)構(gòu)中某處捕獲，形成新的電子結(jié)構(gòu)，即色心。子結(jié)構(gòu)，即色心。 白砒加速曝光著色。最常見(jiàn)的雜質(zhì)鐵易產(chǎn)生曝白砒加速曝光著色。最常見(jiàn)的雜質(zhì)鐵易產(chǎn)生曝光著色。光著色。2. 高能輻射著色高能輻射著色 在高能射線(xiàn)（在高能射線(xiàn)（-射線(xiàn)、中子、射線(xiàn)、中子、和和粒子射線(xiàn)）的粒子射線(xiàn)