有色玻璃料着色工艺原理 有色玻璃材料染色的原理

        随着浮法玻璃技术的出现，大批量制造平整均匀的优异玻璃成为可能，同时也使深加工玻璃的种类愈加丰富。除了常用的高度度钢化玻璃以外，还有注重隐私保护的磨砂玻璃、调光玻璃，增强防弹安全性能的夹层玻璃、夹丝玻璃等。在本篇文章中，我们将主要介绍有色玻璃，说明其制作方法与上色原理。

一、有色玻璃料着色工艺原理

        向玻璃原料中添加能够形成着色离子、化合物胶体及金属胶体粒子的物质，使之呈现不同颜色的工艺，按照着色机理可分四种类型。

        ①离子着色。是向玻璃料中添加钴（Co）、锰(Mn)、镍(Ni)、铁(Fe)、铜(Cu)等过渡元素的化合物，以离子状态存在于玻璃中，由于它们的价电子在不同能级（基态和激发态）之间跃迁，引起对可见光的选择吸收而着色，如钴蓝、锰紫、镍绿等颜色玻璃。

        ②化合物胶体粒子着色。是向含锌(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，然后在低于退火温度下进行两次热处理，形成CdS、CdSe并生长成非常大的胶体粒子,因光散射而使玻璃着色，如硒红、镉黄等颜色玻璃。

        ③金属胶体粒子着色。是向玻璃原料中添加容易分解成金属状态的氧化物（如金、银、铜等氧化物），先以离子态溶解于玻璃中，经热处理转变成原子态并聚集、长大成胶体粒子，因光散射引起对可见光的吸收而着色，如金红、铜红、银黄等颜色玻璃等。

        ④半导体着色。是向玻璃料中添加CdS、CdSe、CdTe等着色剂，在可见光区不出现吸收峰而呈连续的吸收区，透光区和吸收区间是一条坡度很陡的分界线。与前述几种着色机理不同，其颜色随CdS/CdSe的比例而变化，如CdS多时接近橙色，CdSe多时呈红色,而CdTe多时则是黑色,即它们依O2-、S2-、Se2-、Te2-的次序向长波方向移动。根据半导体能带理论,这些阴离子的亲电势依次变小,可依次用较低的能量（可见光附近）的光，就可以将它们的价电子激发至导带（激发态），使其截短波较限进入可见光区而导致玻璃着色。

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着色剂，如加入MnO2为紫色；CoO、Co2O3烧成紫红色；FeO、K2Cr2O7烧成绿色；CdS、Fe2O3、Sb2S3烧成颜色；AuCl3、Cu2O烧成红色；CuO、MnO2、CoO、Fe3O4的混合物烧成黑色；CaF2、SnO2烧成乳白色。

        着色剂量的多寡、熔制时间和熔制温度都会不同程度的影响烧成颜色的深浅。使用胶体着色剂，如金、银、铜、硒、硫等，使较小颗粒悬浮在玻璃体内，使玻璃着色的。在烧制过程中不管哪种着色剂都加入助熔剂。

        有色玻璃是固溶胶，固溶胶是指将固体作为分散剂所形成的溶胶。

相关概念

玻璃

        玻璃是非晶无机非金属材料，一般是用多种无机矿物(如石英砂、硼砂、硼酸、重晶石、碳酸钡、石灰石、长石、纯碱等)为主要原料，另外加入少量辅助原料制成的。它的主要成分为二氧化硅和其他氧化物。普通玻璃的化学组成是Na2SiO3、CaSiO3、SiO2或Na2O·CaO·6SiO2等，主要成分是硅酸盐复盐，是一种无规则结构的非晶态固体。广泛应用于建筑物，用来隔风透光，属于混合物。另有混入了某些金属的氧化物或者盐类而显现出颜色的有色玻璃，和通过物理或者化学的方法制得的钢化玻璃等。

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