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1、会计学1玻璃玻璃(b l)的光学性质的光学性质第一页，共45页。8.1 玻璃玻璃(b l)的折射率的折射率n n折射率电磁波在玻璃(bl)中传播速度的降低消耗消耗(xioho)能量能量第1页/共44页第二页，共45页。8.1.1 玻璃玻璃(b l)折射折射率与组成的关系率与组成的关系n n取决于玻璃内部离子的极化率和密度取决于玻璃内部离子的极化率和密度(md)(md)n n分子体积分子体积结构的紧密程度结构的紧密程度阳离子半径增加，分子体积增加，阳离子半径增加，分子体积增加，折射率下降折射率下降n n 折射度折射度离子的被极化能力离子的被极化能力阳离子半径越大，极化率越大；阳离子半径越大，极化
2、率越大；而且与氧离子之间键强减小，使氧离子极化率提高而且与氧离子之间键强减小，使氧离子极化率提高使折射率增加使折射率增加n n可根据加和法则进行计算可根据加和法则进行计算由于由于(yuy)极化率较大而利于提高折射率极化率较大而利于提高折射率由于分子体积较小而利于提高折射率由于分子体积较小而利于提高折射率第2页/共44页第三页，共45页。8.1.2 8.1.2 玻璃玻璃玻璃玻璃(b l)(b l)的折射率与入射波长的关系的折射率与入射波长的关系的折射率与入射波长的关系的折射率与入射波长的关系色散色散色散色散n n玻璃的折射率随入射光波长玻璃的折射率随入射光波长玻璃的折射率随入射光波长玻璃的折射率
3、随入射光波长(bchng)(bchng)(bchng)(bchng)不同而不同不同而不同不同而不同不同而不同的现象。的现象。的现象。的现象。n n光波频率与电子本征频率一致光波频率与电子本征频率一致光波频率与电子本征频率一致光波频率与电子本征频率一致共振共振共振共振吸收效吸收效吸收效吸收效应频率的光波能量应频率的光波能量应频率的光波能量应频率的光波能量引起折射率增大引起折射率增大引起折射率增大引起折射率增大n n折射率随波长折射率随波长折射率随波长折射率随波长(bchng)(bchng)(bchng)(bchng)减小而增大，当波长减小而增大，当波长减小而增大，当波长减小而增大，当波长(bch
4、ng)(bchng)(bchng)(bchng)变短时折射率的变化更迅速的色散现象，变短时折射率的变化更迅速的色散现象，变短时折射率的变化更迅速的色散现象，变短时折射率的变化更迅速的色散现象，为正常色散为正常色散为正常色散为正常色散第3页/共44页第四页，共45页。8.1.3 8.1.3 玻璃折射率与温度、热历史玻璃折射率与温度、热历史玻璃折射率与温度、热历史玻璃折射率与温度、热历史(lsh)(lsh)的关系的关系的关系的关系n n温度升高n n1. 玻璃(b l)受热膨胀折射率减小n n2. 阳离子对氧离子作用减小，极化率增加折射率增加n n3. 电子的本征频率随温度升高而减小，吸收能量带朝
5、低频方向移动可见光区的折射率增大n n热历史(lsh)n n1. 冷却速度n n2. 保温温度n n3. 极限冷却和保温温度对趋向平衡折射率达速度的影响第4页/共44页第五页，共45页。8.2 玻璃的光学玻璃的光学(gungxu)常常数数n n主折射率（入射光的折射率）主折射率（入射光的折射率）n n平均色散（主色散）（平均色散（主色散）（nF - nc）n n部分部分(b fen)色散（色散（nd - nD）、）、 （nD - nc）、）、 （nG - ng）、）、 （nF - nc）等）等n n色散系数（阿贝数）色散系数（阿贝数）n n相对部分相对部分(b fen)色散：不同光谱区的色散：
6、不同光谱区的色散与主色散的比值，色散与主色散的比值，n n 例如（例如（ nd - nD ）/（ nF - nc ）等）等第5页/共44页第六页，共45页。8.3 反射反射(fnsh)、散、散射、吸收、透过射、吸收、透过n n直反射(fnsh) & 漫反射(fnsh)n n反射(fnsh)率反射(fnsh)光强与入射高强之比n n入射角n n反射(fnsh)面光洁度n n玻璃的折射率n n镀膜8.3.1 反射(fnsh)第6页/共44页第七页，共45页。8.3.2 散射散射(snsh)n n由于玻璃中存在某些(mu xi)折射率的微小偏差而产生n n服从瑞利散射定律颗粒颗粒(kl)的数量的数量
7、颗粒的体积颗粒的体积观测点的距离（样品厚度）观测点的距离（样品厚度）入射光波长入射光波长颗粒的光密度颗粒的光密度第7页/共44页第八页，共45页。8.3.3 吸收吸收(xshu)和和透过透过n n吸收：n n 1. 随玻璃的厚度增加，吸收增加；n n 2. 若玻璃对不同(b tn)波长的光吸收不相等，则玻璃呈现颜色。n n3. 含着色剂的颜色玻璃的吸收兰别尔定律着色剂的吸收系数着色剂的吸收系数着色剂的浓度着色剂的浓度(nngd)第8页/共44页第九页，共45页。8.4 玻璃玻璃(b l)的红外和紫外的红外和紫外吸收吸收n n不含着色剂的玻璃，在可见光区（不含着色剂的玻璃，在可见光区（不含着色剂
8、的玻璃，在可见光区（不含着色剂的玻璃，在可见光区（390390390390770nm770nm770nm770nm），），），），近红外波段几乎没有吸收近红外波段几乎没有吸收近红外波段几乎没有吸收近红外波段几乎没有吸收n n在在在在2700nm2700nm2700nm2700nm处的吸收处的吸收处的吸收处的吸收OHOHOHOHn n分子分子分子分子(fnz)(fnz)(fnz)(fnz)、离子、原子基团的共振、离子、原子基团的共振、离子、原子基团的共振、离子、原子基团的共振红外吸收红外吸收红外吸收红外吸收n n电子的共振电子的共振电子的共振电子的共振紫外吸收紫外吸收紫外吸收紫外吸收紫外吸收(x
9、shu)极限红外吸收极限2700nm1400nm4250nm193nm5000nm第9页/共44页第十页，共45页。第第9章章 玻璃的着色玻璃的着色(zhu s)和脱色和脱色第10页/共44页第十一页，共45页。9.1 玻璃玻璃(b l)的着色机理的着色机理n n玻璃着色基本原理对光的吸收和散射n n对于可见光区来说：n n玻璃对光的吸收是由于原子中的电子受到光能的激发，从能量较低的基态跃迁到能量较高的激发态。n n离子(lz)着色、硫系化合物着色、金属胶体着色第11页/共44页第十二页，共45页。9.2 离子离子(lz)着色着色n n过渡金属离子的价电子在不同能级间的跃迁，引起对可见光的选择
10、性吸收(xshu)。n n离子价态、配位体的电场强度和对称性。n n按电子层结构与光的吸收(xshu)关系可分为三种：1. 惰性气体惰性气体(duxng q t)型阳离子：电子层结构稳定，不变价型阳离子：电子层结构稳定，不变价 无色、不吸收紫外线，其中无色、不吸收紫外线，其中Ce4+例外。它虽属惰性气体例外。它虽属惰性气体(duxng q t)型阳离子，但在玻璃中变价，强烈地吸收紫外线。型阳离子，但在玻璃中变价，强烈地吸收紫外线。2. 18或或18+2电子壳阳离子：这类离子的电子层结构也相当稳定，但不及电子壳阳离子：这类离子的电子层结构也相当稳定，但不及惰性气体型离子。它们的特点是极化率大惰性
11、气体型离子。它们的特点是极化率大(易被极化易被极化)、变价、吸收紫外线。、变价、吸收紫外线。离子本身无色，但其化合物可能有色离子本身无色，但其化合物可能有色(如硫化物、硒化物等如硫化物、硒化物等)。在玻璃中一般。在玻璃中一般较容易还原为金属状态。较容易还原为金属状态。3. 不不饱饱和和电电子子壳壳阳阳离离子子(属属于于过过渡渡元元素素):这这类类离离子子的的3d或或4f轨轨道道是是部部分分填填充充或或不不饱饱和和的的。电电子子层层结结构构很很不不稳稳定定，突突出出表表现现在在它它们们在在玻玻璃璃中中有有色色、变变价价、吸吸收收紫紫外外线线等等特特征征。但但也也有有例例外外，Co、Ni、Pu、N
12、d虽虽属属变变价价元元素素，但但在在玻玻璃璃中中一一般不变价，常以般不变价，常以Co2+、Ni2+、Pr3+、Nd3+状态存在。状态存在。第12页/共44页第十三页，共45页。n n从上述三种阳离子类型的特点，可以得出如下规律：从上述三种阳离子类型的特点，可以得出如下规律：从上述三种阳离子类型的特点，可以得出如下规律：从上述三种阳离子类型的特点，可以得出如下规律：n n 最外层最外层最外层最外层( (或次外层或次外层或次外层或次外层) )上含有未配对电子或上含有未配对电子或上含有未配对电子或上含有未配对电子或“ “轨道轨道轨道轨道” ”部分填充者，电子容易部分填充者，电子容易部分填充者，电子容
13、易部分填充者，电子容易(rngy)(rngy)在在在在3d3d或或或或4f“4f“轨道轨道轨道轨道” ”中发生跃迁，因此都是有色的。中发生跃迁，因此都是有色的。中发生跃迁，因此都是有色的。中发生跃迁，因此都是有色的。n n 最外层最外层最外层最外层( (或次外层或次外层或次外层或次外层) )上的电子都已配对上的电子都已配对上的电子都已配对上的电子都已配对( (包括全充满、全空包括全充满、全空包括全充满、全空包括全充满、全空) )或半充满者，或半充满者，或半充满者，或半充满者，都是无色的都是无色的都是无色的都是无色的( (或着色很弱或着色很弱或着色很弱或着色很弱) )。n n 在玻璃中凡是变价的
14、阳离子，由于金属阳离子与周围氧离子之间有电荷在玻璃中凡是变价的阳离子，由于金属阳离子与周围氧离子之间有电荷在玻璃中凡是变价的阳离子，由于金属阳离子与周围氧离子之间有电荷在玻璃中凡是变价的阳离子，由于金属阳离子与周围氧离子之间有电荷迁移，产生荷移吸收，因此在紫外或近紫外区有强烈的吸收。迁移，产生荷移吸收，因此在紫外或近紫外区有强烈的吸收。迁移，产生荷移吸收，因此在紫外或近紫外区有强烈的吸收。迁移，产生荷移吸收，因此在紫外或近紫外区有强烈的吸收。第13页/共44页第十四页，共45页。2. 第四周期过渡金属第四周期过渡金属(jnsh)离子着色离子着色n nScSc、TiTi、V V、CrCr、MnM
15、n、FeFe、CoCo、NiNi、CuCu在周期表中组成了第一系列在周期表中组成了第一系列在周期表中组成了第一系列在周期表中组成了第一系列( (第四周期第四周期第四周期第四周期) )过渡金属离子，在过渡金属离子，在过渡金属离子，在过渡金属离子，在最大容量为最大容量为最大容量为最大容量为1010个电子的个电子的个电子的个电子的3d3d轨道中，只有轨道中，只有轨道中，只有轨道中，只有1919个电子、因此可以在个电子、因此可以在个电子、因此可以在个电子、因此可以在3d3d轨道中跃迁轨道中跃迁轨道中跃迁轨道中跃迁( (称为称为称为称为d-dd-d跃迁跃迁跃迁跃迁) )，在，在，在，在可见光区产生选择性
16、吸收，从而使玻璃着色。可见光区产生选择性吸收，从而使玻璃着色。可见光区产生选择性吸收，从而使玻璃着色。可见光区产生选择性吸收，从而使玻璃着色。n n这类离子这类离子这类离子这类离子( (除除除除CoCo、NiNi外外外外) )，在玻璃中都是可变价的。不同的价态表现不同的颜色和光谱特性。在玻璃，在玻璃中都是可变价的。不同的价态表现不同的颜色和光谱特性。在玻璃，在玻璃中都是可变价的。不同的价态表现不同的颜色和光谱特性。在玻璃，在玻璃中都是可变价的。不同的价态表现不同的颜色和光谱特性。在玻璃结构结构结构结构(jigu)(jigu)中，着色离子周围氧离子的配位场对光谱特性有重要作用。中，着色离子周围氧
17、离子的配位场对光谱特性有重要作用。中，着色离子周围氧离子的配位场对光谱特性有重要作用。中，着色离子周围氧离子的配位场对光谱特性有重要作用。n n D D态离子：只有一个宽广的吸收带，态离子：只有一个宽广的吸收带，态离子：只有一个宽广的吸收带，态离子：只有一个宽广的吸收带，Ti3+ Ti3+ 与与与与Mn3+ Mn3+ 类似呈紫色，类似呈紫色，类似呈紫色，类似呈紫色，Fe2+ Fe2+ 与与与与Cu2+ Cu2+ 蓝色；蓝色；蓝色；蓝色；n n F F态离子：有两个或两个以上吸收带，态离子：有两个或两个以上吸收带，态离子：有两个或两个以上吸收带，态离子：有两个或两个以上吸收带，V3+ V3+ 与
18、与与与Cr3+ Cr3+ 绿色，绿色，绿色，绿色，Co2+(Co2+(蓝色蓝色蓝色蓝色) ) 与与与与Ni2+(Ni2+(灰紫色灰紫色灰紫色灰紫色) ) 都带紫都带紫都带紫都带紫色色调；色色调；色色调；色色调；n n S S态离子：不出现或出现很弱的吸收带，态离子：不出现或出现很弱的吸收带，态离子：不出现或出现很弱的吸收带，态离子：不出现或出现很弱的吸收带，Ti4+Ti4+、Cu+Cu+的的的的3d3d轨道分别为全空和全满，无轨道分别为全空和全满，无轨道分别为全空和全满，无轨道分别为全空和全满，无d-dd-d轨道跃轨道跃轨道跃轨道跃迁，无色；迁，无色；迁，无色；迁，无色；Mn2+Mn2+、Fe
19、3+Fe3+的的的的3d3d轨道半充满，轨道半充满，轨道半充满，轨道半充满，5 5个个个个3d3d轨道各有轨道各有轨道各有轨道各有1 1个电子，轨道跃迁是自旋禁戒的。产个电子，轨道跃迁是自旋禁戒的。产个电子，轨道跃迁是自旋禁戒的。产个电子，轨道跃迁是自旋禁戒的。产生很弱的吸收，弱呈色。生很弱的吸收，弱呈色。生很弱的吸收，弱呈色。生很弱的吸收，弱呈色。n n 在钠硅酸盐玻璃中，当以在钠硅酸盐玻璃中，当以在钠硅酸盐玻璃中，当以在钠硅酸盐玻璃中，当以Na2ONa2O取代取代取代取代SiO2SiO2，以，以，以，以Li2OLi2O取代取代取代取代Na2ONa2O，或以，或以，或以，或以Na2ONa2O
20、取代取代取代取代K2OK2O时，吸收峰时，吸收峰时，吸收峰时，吸收峰均向短波方向移动。在这方面均向短波方向移动。在这方面均向短波方向移动。在这方面均向短波方向移动。在这方面D D态离子表现得特别明显。态离子表现得特别明显。态离子表现得特别明显。态离子表现得特别明显。第14页/共44页第十五页，共45页。3. 稀土金属离子稀土金属离子(lz)着着色色n n稀土族稀土族稀土族稀土族( (或镧系或镧系或镧系或镧系) )是属于内过渡元素是属于内过渡元素是属于内过渡元素是属于内过渡元素(yun s)(yun s)，它们之间的化学性质，它们之间的化学性质，它们之间的化学性质，它们之间的化学性质非常类似。稀
21、土元素非常类似。稀土元素非常类似。稀土元素非常类似。稀土元素(yun s)(yun s)是颜色玻璃的优良着色剂，它的特点是颜色玻璃的优良着色剂，它的特点是颜色玻璃的优良着色剂，它的特点是颜色玻璃的优良着色剂，它的特点是着色稳定，颜色鲜艳优美。是着色稳定，颜色鲜艳优美。是着色稳定，颜色鲜艳优美。是着色稳定，颜色鲜艳优美。 n n稀土元素稀土元素稀土元素稀土元素(yun s)(yun s)的的的的4f4f轨道的电子是部分填充的，容易产生轨道的电子是部分填充的，容易产生轨道的电子是部分填充的，容易产生轨道的电子是部分填充的，容易产生f-ff-f跃迁跃迁跃迁跃迁而引起光吸收，使玻璃着色。而引起光吸收，
22、使玻璃着色。而引起光吸收，使玻璃着色。而引起光吸收，使玻璃着色。n n但但但但4f4f亚层为亚层为亚层为亚层为(5S2)(5P6)(5S2)(5P6)电子壳所屏蔽，使电子壳所屏蔽，使电子壳所屏蔽，使电子壳所屏蔽，使4f4f亚层受邻近其它原子的亚层受邻近其它原子的亚层受邻近其它原子的亚层受邻近其它原子的势场势场势场势场( (配位场配位场配位场配位场) )影响较小。因此镧系元素影响较小。因此镧系元素影响较小。因此镧系元素影响较小。因此镧系元素(yun s)(yun s)在玻璃中在玻璃中在玻璃中在玻璃中( (或化合或化合或化合或化合物中物中物中物中) )的吸收光谱，基本保持自由离子的线状光谱。的吸收
23、光谱，基本保持自由离子的线状光谱。的吸收光谱，基本保持自由离子的线状光谱。的吸收光谱，基本保持自由离子的线状光谱。n n由于谱线位置的移动，吸收光谱由气态自由离子的线状光谱转变为由于谱线位置的移动，吸收光谱由气态自由离子的线状光谱转变为由于谱线位置的移动，吸收光谱由气态自由离子的线状光谱转变为由于谱线位置的移动，吸收光谱由气态自由离子的线状光谱转变为化合物或溶液化合物或溶液化合物或溶液化合物或溶液( (玻璃玻璃玻璃玻璃) )中的带状光谱。中的带状光谱。中的带状光谱。中的带状光谱。稀土元素的电子能级和谱线比一般元素更多种多样，它们可以吸收或发稀土元素的电子能级和谱线比一般元素更多种多样，它们可以
24、吸收或发射从紫外，可见到红外区的各种波长的电磁辐射。稀士元素也是良好的射从紫外，可见到红外区的各种波长的电磁辐射。稀士元素也是良好的荧光和激光物质。荧光和激光物质。 具有具有(jyu)f0，f14结构的结构的La3+和和Lu3+在在200100nm区城无吸收，区城无吸收，故无色。故无色。 具有具有(jyu)f7、f1、f6、f8的离子吸收峰全部或极大部分在紫外区，的离子吸收峰全部或极大部分在紫外区，具有具有(jyu)f13的离子吸收峰在红外区，所以都无色。的离子吸收峰在红外区，所以都无色。 具有具有(jyu)fx和和f14-x的离子的颜色基本一样。的离子的颜色基本一样。第15页/共44页第十六
25、页，共45页。9.2.4 离子着色离子着色(zhu s)理论理论n n影响离子价态和光谱特性的因素影响离子价态和光谱特性的因素影响离子价态和光谱特性的因素影响离子价态和光谱特性的因素(yns)(yns)(yns)(yns)n n（1 1 1 1）玻璃的基础成分）玻璃的基础成分）玻璃的基础成分）玻璃的基础成分n n（2 2 2 2）不同变价离子间的影响）不同变价离子间的影响）不同变价离子间的影响）不同变价离子间的影响n n（3 3 3 3）熔制工艺因素）熔制工艺因素）熔制工艺因素）熔制工艺因素(yns)(yns)(yns)(yns)的影响的影响的影响的影响n n（4 4 4 4）光照和热处理）光
26、照和热处理）光照和热处理）光照和热处理n n（5 5 5 5）着色离子的浓度）着色离子的浓度）着色离子的浓度）着色离子的浓度 在游离氧较少的酸性玻璃中，离子趋在游离氧较少的酸性玻璃中，离子趋向向(qxing)形成低价位和高配位；而在形成低价位和高配位；而在碱性玻璃中，则趋向碱性玻璃中，则趋向(qxing)形成高价形成高价位，低配位。位，低配位。Cr6+ Mn3+ Ce4+ V5+ Cu2+ As5+ Sb5+ Fe3+ Sn4+ 熔制温度越高、熔制时间越长，越熔制温度越高、熔制时间越长，越有利于高价氧化物的分解，使离子从高有利于高价氧化物的分解，使离子从高价转向低价。价转向低价。 一般着色离子
27、加入量越多，它在玻璃一般着色离子加入量越多，它在玻璃中价态的平衡是朝着高价、低配位的方向中价态的平衡是朝着高价、低配位的方向移动。移动。第16页/共44页第十七页，共45页。9.2.4 离子离子(lz)着色理着色理论论n n离子的配位场理论离子的配位场理论络合物结构络合物结构理论理论n n（1 1）在玻璃的结构中：着色离子）在玻璃的结构中：着色离子以各种配位状态处于氧离子包围之以各种配位状态处于氧离子包围之中，而氧离子电场受到附近其它阳中，而氧离子电场受到附近其它阳离子的影响，从而使着色离子周围离子的影响，从而使着色离子周围电场发生变化，导致着色离子的电电场发生变化，导致着色离子的电子能级发生
28、位移，光谱子能级发生位移，光谱(gungp)(gungp)特性随之发生变化。特性随之发生变化。n n（2 2）根据玻璃的组成推测着色离）根据玻璃的组成推测着色离子在玻璃中的配位状况，从而估计子在玻璃中的配位状况，从而估计离子吸收波长的位置及颜色随成分离子吸收波长的位置及颜色随成分递变的规律递变的规律n n（3 3）配位场理论对过渡金属离子）配位场理论对过渡金属离子着色的解释（简并能级的分裂）着色的解释（简并能级的分裂）第17页/共44页第十八页，共45页。9.2.4 离子着色离子着色(zhu s)理论理论n n影响吸收带波长位置的因素影响吸收带波长位置的因素n n（1 1）同一价态的着色离子的
29、吸收）同一价态的着色离子的吸收带位置，主要取决于氧离子配位带位置，主要取决于氧离子配位(piwi)(piwi)场的强度。配位场的强度。配位(pi(piwi)wi)场强越大，能级分裂越大，吸场强越大，能级分裂越大，吸收带往短波方向移动。收带往短波方向移动。n n（2 2）受阳离子场强、半径的影响）受阳离子场强、半径的影响n n（3 3）受着色离子配位）受着色离子配位(piwi)(piwi)状状态、价态的影响态、价态的影响n n（4 4）受温度的影响）受温度的影响 外来阳离子场强越大，则氧离子被其极化增大外来阳离子场强越大，则氧离子被其极化增大(zn d)，对着色离子的有效电，对着色离子的有效电场
30、减弱，能级分裂减小，吸收带往长波方向移动；场减弱，能级分裂减小，吸收带往长波方向移动； 阳离子半径较大时，因氧离子对其屏蔽不完全，使阳离子部分正电场进入着色阳离子半径较大时，因氧离子对其屏蔽不完全，使阳离子部分正电场进入着色离子配位场中，消耗了部分氧离子对着色离子的有效电场，因此，使吸收带向长波离子配位场中，消耗了部分氧离子对着色离子的有效电场，因此，使吸收带向长波方向移动方向移动 四配位：有效电场中心距离配位体较远，因四配位：有效电场中心距离配位体较远，因此能级分裂后能量差较小，吸收带较六配位的往此能级分裂后能量差较小，吸收带较六配位的往长波方向移动。长波方向移动。 同一着色离子，价态增加时
31、，有效电场强度大，所以同一着色离子，价态增加时，有效电场强度大，所以能级分裂后能量差较大，吸收带往短波方向移动。能级分裂后能量差较大，吸收带往短波方向移动。温度升高，着色离子至配位体中心较远，温度升高，着色离子至配位体中心较远，导致有效电场强度下降，吸收带往长波导致有效电场强度下降，吸收带往长波方向移动方向移动第18页/共44页第十九页，共45页。9.2.5 常见常见(chn jin)的离子的离子着色着色n n钛（钛（钛（钛（TiTi）n n钒（钒（钒（钒（V V）n n铬（铬（铬（铬（CrCr）n n锰（锰（锰（锰（MnMn）n n铁（铁（铁（铁（FeFe）n n钴（钴（钴（钴（CoCo）n
32、 n镍（镍（镍（镍（NiNi）n n铜（铜（铜（铜（CuCu）n n铈（铈（铈（铈（CeCe）n n钕（钕（钕（钕（NdNd）第19页/共44页第二十页，共45页。9.2.6 9.2.6 离子离子离子离子(lz)(lz)的混合着色的混合着色的混合着色的混合着色n nCeCe和和和和TiTi的混合色（金黄色）的混合色（金黄色）的混合色（金黄色）的混合色（金黄色）n n（1 1）保持一种着色剂含量不变，增加另一）保持一种着色剂含量不变，增加另一）保持一种着色剂含量不变，增加另一）保持一种着色剂含量不变，增加另一种着色剂含量时，光谱的吸收极限向长波种着色剂含量时，光谱的吸收极限向长波种着色剂含量时，
33、光谱的吸收极限向长波种着色剂含量时，光谱的吸收极限向长波方向移动，使色泽加深。方向移动，使色泽加深。方向移动，使色泽加深。方向移动，使色泽加深。n n（2 2）玻璃基质中碱金属、碱土金属半径增）玻璃基质中碱金属、碱土金属半径增）玻璃基质中碱金属、碱土金属半径增）玻璃基质中碱金属、碱土金属半径增大，着色离子的吸收极限向长波方向移动，大，着色离子的吸收极限向长波方向移动，大，着色离子的吸收极限向长波方向移动，大，着色离子的吸收极限向长波方向移动，着色加深。着色加深。着色加深。着色加深。n n（3 3）还原）还原）还原）还原(hun yun)(hun yun)气氛下熔制，离子气氛下熔制，离子气氛下熔
34、制，离子气氛下熔制，离子趋向形成低价位，有效电场强度降低，吸趋向形成低价位，有效电场强度降低，吸趋向形成低价位，有效电场强度降低，吸趋向形成低价位，有效电场强度降低，吸收带往长波方向移动，着色加深。收带往长波方向移动，着色加深。收带往长波方向移动，着色加深。收带往长波方向移动，着色加深。n n（4 4）注意避免晶化。）注意避免晶化。）注意避免晶化。）注意避免晶化。第20页/共44页第二十一页，共45页。9.2.6 9.2.6 离子离子离子离子(lz)(lz)的混合着色的混合着色的混合着色的混合着色n nMnMn和和和和CoCo的混合色的混合色的混合色的混合色n n（1 1）Mn3+ Mn3+
35、和和和和Co2+ Co2+ 的的的的-曲线有一个共同点，曲线有一个共同点，曲线有一个共同点，曲线有一个共同点，就是两头低中间高。这就决定了就是两头低中间高。这就决定了就是两头低中间高。这就决定了就是两头低中间高。这就决定了MnMn和和和和CoCo的的的的搭配导致紫和蓝之间的种种色调搭配导致紫和蓝之间的种种色调搭配导致紫和蓝之间的种种色调搭配导致紫和蓝之间的种种色调( (红红红红+ +蓝蓝蓝蓝= =紫紫紫紫) )。n n（2 2）Co2+Co2+的的的的 值大，曲线陡峭，峰和谷差距值大，曲线陡峭，峰和谷差距值大，曲线陡峭，峰和谷差距值大，曲线陡峭，峰和谷差距大，就是说大，就是说大，就是说大，就是
36、说Co2+Co2+的着色能力比的着色能力比的着色能力比的着色能力比Mn3+Mn3+强。因强。因强。因强。因此，配合时应当此，配合时应当此，配合时应当此，配合时应当CoCo少而少而少而少而MnMn多。多。多。多。n n（3 3）由于）由于）由于）由于Co2+Co2+不需要氧化不需要氧化不需要氧化不需要氧化( (即无还原作用即无还原作用即无还原作用即无还原作用) )因此对于高价因此对于高价因此对于高价因此对于高价Mn (Mn3+)Mn (Mn3+)的存在的存在的存在的存在(cnzi)(cnzi)影影影影响不大。按照响不大。按照响不大。按照响不大。按照Co2+Co2+的本性，蓝色之中总是带的本性，蓝
37、色之中总是带的本性，蓝色之中总是带的本性，蓝色之中总是带有紫色色调有紫色色调有紫色色调有紫色色调( (从其从其从其从其-曲线可以看出曲线可以看出曲线可以看出曲线可以看出) )。Mn3+Mn3+的加入由于其中一部分会转为的加入由于其中一部分会转为的加入由于其中一部分会转为的加入由于其中一部分会转为Mn2+ (Mn2+ (在受热在受热在受热在受热情况下情况下情况下情况下Mn2O3Mn2O3的分解的分解的分解的分解) )而而而而Mn2+Mn2+的的的的-曲线吸曲线吸曲线吸曲线吸收紫色较多，吸收蓝色少。因此，适量的收紫色较多，吸收蓝色少。因此，适量的收紫色较多，吸收蓝色少。因此，适量的收紫色较多，吸收
38、蓝色少。因此，适量的Mn2+Mn2+能增加能增加能增加能增加Co2+Co2+的蓝色色调。但当的蓝色色调。但当的蓝色色调。但当的蓝色色调。但当Mn3+Mn3+存在存在存在存在(cnzi)(cnzi)量很大时，则反过来，对蓝色量很大时，则反过来，对蓝色量很大时，则反过来，对蓝色量很大时，则反过来，对蓝色的吸收多于紫色和红色。的吸收多于紫色和红色。的吸收多于紫色和红色。的吸收多于紫色和红色。第21页/共44页第二十二页，共45页。Mn2+Mn3+第22页/共44页第二十三页，共45页。9.2.6 9.2.6 离子的混合离子的混合离子的混合离子的混合(hnh)(hnh)着色着色着色着色n nCoCo和
39、和和和CuCu的混合色的混合色的混合色的混合色n n 把把把把Co2+ Co2+ 和和和和Cu2+ Cu2+ 的的的的-曲线进行对比可以看曲线进行对比可以看曲线进行对比可以看曲线进行对比可以看出，出，出，出，CoCo能消除能消除能消除能消除CuCu的绿色成分的绿色成分的绿色成分的绿色成分( (近近近近500nm500nm处处处处) )，而，而，而，而CuCu能消除能消除能消除能消除CoCo的红色成分的红色成分的红色成分的红色成分(650nm(650nm以上以上以上以上) )。结果，两者的。结果，两者的。结果，两者的。结果，两者的配合可得出浅蓝到淡青之间的色调，清新而朴实，配合可得出浅蓝到淡青之
40、间的色调，清新而朴实，配合可得出浅蓝到淡青之间的色调，清新而朴实，配合可得出浅蓝到淡青之间的色调，清新而朴实，特别是特别是特别是特别是CoCo用量不多时收效用量不多时收效用量不多时收效用量不多时收效(shu xio)(shu xio)尤佳。尤佳。尤佳。尤佳。n nCuCu和和和和CrCr的混合色的混合色的混合色的混合色n n 这两种着色离子的共同点是这两种着色离子的共同点是这两种着色离子的共同点是这两种着色离子的共同点是500nm500nm附近的附近的附近的附近的吸收少，因它们的共同强调的是绿色。另一方面，吸收少，因它们的共同强调的是绿色。另一方面，吸收少，因它们的共同强调的是绿色。另一方面，
41、吸收少，因它们的共同强调的是绿色。另一方面，CrCr的吸收曲线在的吸收曲线在的吸收曲线在的吸收曲线在500nm500nm以下突然升高以下突然升高以下突然升高以下突然升高(Cr6+(Cr6+离子更离子更离子更离子更为显著为显著为显著为显著) )，而在黄光部分却透过很大（，而在黄光部分却透过很大（，而在黄光部分却透过很大（，而在黄光部分却透过很大（p159p159图图图图9 92020）。）。）。）。n n 增加增加增加增加CrCr的用量，则混合的绿色向黄色色调发的用量，则混合的绿色向黄色色调发的用量，则混合的绿色向黄色色调发的用量，则混合的绿色向黄色色调发展；反之增加展；反之增加展；反之增加展；
42、反之增加CuCu的用量，则混合色向蓝色色调发的用量，则混合色向蓝色色调发的用量，则混合色向蓝色色调发的用量，则混合色向蓝色色调发展。若以展。若以展。若以展。若以CuOCuO：1 1为中心为中心为中心为中心( (纯绿纯绿纯绿纯绿) )，适当调配，适当调配，适当调配，适当调配CuCu和和和和CrCr的比例，可以得出由黄绿到蓝绿的全部色调。的比例，可以得出由黄绿到蓝绿的全部色调。的比例，可以得出由黄绿到蓝绿的全部色调。的比例，可以得出由黄绿到蓝绿的全部色调。第23页/共44页第二十四页，共45页。Co2+Cu2+第24页/共44页第二十五页，共45页。混合离子着色混合离子着色(zhus)(zhus)
43、规律规律n n两种着色离子的综合效果可以从它们的吸收曲线的两种着色离子的综合效果可以从它们的吸收曲线的两种着色离子的综合效果可以从它们的吸收曲线的两种着色离子的综合效果可以从它们的吸收曲线的迭加迭加迭加迭加( ( ( (包括互相加强和互相抵消包括互相加强和互相抵消包括互相加强和互相抵消包括互相加强和互相抵消) ) ) )中推测得知。这规中推测得知。这规中推测得知。这规中推测得知。这规律也适用于红、橙、黄等各种着色离子，并适用于律也适用于红、橙、黄等各种着色离子，并适用于律也适用于红、橙、黄等各种着色离子，并适用于律也适用于红、橙、黄等各种着色离子，并适用于硫和硒的着色。硫和硒的着色。硫和硒的着
44、色。硫和硒的着色。n n但是但是但是但是CrCrCrCr和和和和MnMnMnMn，FeFeFeFe和和和和MnMnMnMn的混合的情况与此不同。的混合的情况与此不同。的混合的情况与此不同。的混合的情况与此不同。n nCrCrCrCr和和和和MnMnMnMn的混合色的混合色的混合色的混合色n n少量的少量的少量的少量的K2Cr2O7K2Cr2O7K2Cr2O7K2Cr2O7和和和和MnO2MnO2MnO2MnO2混和使用，由混和使用，由混和使用，由混和使用，由于于于于Cr6+Cr6+Cr6+Cr6+保持了保持了保持了保持了Mn3+Mn3+Mn3+Mn3+的高价状态，因此能大大加强玻的高价状态，因
45、此能大大加强玻的高价状态，因此能大大加强玻的高价状态，因此能大大加强玻璃的紫色。但是，当进一步增加璃的紫色。但是，当进一步增加璃的紫色。但是，当进一步增加璃的紫色。但是，当进一步增加CrCrCrCr的用量时，则玻的用量时，则玻的用量时，则玻的用量时，则玻璃带有显著的灰色色调。把璃带有显著的灰色色调。把璃带有显著的灰色色调。把璃带有显著的灰色色调。把Cr3+Cr3+Cr3+Cr3+和和和和Mn3+Mn3+Mn3+Mn3+的吸收曲线的吸收曲线的吸收曲线的吸收曲线迭加起来，就几乎把整个可见光范围的光波全部吸迭加起来，就几乎把整个可见光范围的光波全部吸迭加起来，就几乎把整个可见光范围的光波全部吸迭加起
46、来，就几乎把整个可见光范围的光波全部吸收了。在这种情况下，混合失去了意义。然而利用收了。在这种情况下，混合失去了意义。然而利用收了。在这种情况下，混合失去了意义。然而利用收了。在这种情况下，混合失去了意义。然而利用这种原理可以制造黑色和黑色透红外玻璃。这种原理可以制造黑色和黑色透红外玻璃。这种原理可以制造黑色和黑色透红外玻璃。这种原理可以制造黑色和黑色透红外玻璃。n nFeFeFeFe和和和和MnMnMnMn的混合着色的混合着色的混合着色的混合着色n n因为因为因为因为MnMnMnMn和和和和FeFeFeFe都存在多种价态，在不同的混合都存在多种价态，在不同的混合都存在多种价态，在不同的混合都
47、存在多种价态，在不同的混合着色剂比例、熔制温度和气氛下，可以互相氧化还着色剂比例、熔制温度和气氛下，可以互相氧化还着色剂比例、熔制温度和气氛下，可以互相氧化还着色剂比例、熔制温度和气氛下，可以互相氧化还原，产生原，产生原，产生原，产生(chnshng)(chnshng)(chnshng)(chnshng)由褐紫色到黄棕色一系列颜色由褐紫色到黄棕色一系列颜色由褐紫色到黄棕色一系列颜色由褐紫色到黄棕色一系列颜色变化。变化。变化。变化。第25页/共44页第二十六页，共45页。9.3 9.3 硫、硒及其化合物的着色硫、硒及其化合物的着色硫、硒及其化合物的着色硫、硒及其化合物的着色(zhu s)(zhu
48、 s)n nS S和和和和SeSe同是周期表中第六族主族元素，属于典型的非金属元素。它们的最外层电子结构分别为同是周期表中第六族主族元素，属于典型的非金属元素。它们的最外层电子结构分别为同是周期表中第六族主族元素，属于典型的非金属元素。它们的最外层电子结构分别为同是周期表中第六族主族元素，属于典型的非金属元素。它们的最外层电子结构分别为3S23P43S23P4和和和和4S24P44S24P4，因此它们趋向与其它元素原子共有或向其它元素原子获得两个电子，以充满，因此它们趋向与其它元素原子共有或向其它元素原子获得两个电子，以充满，因此它们趋向与其它元素原子共有或向其它元素原子获得两个电子，以充满，
49、因此它们趋向与其它元素原子共有或向其它元素原子获得两个电子，以充满P P轨道而形成轨道而形成轨道而形成轨道而形成-2-2价的化价的化价的化价的化合物。合物。合物。合物。S S、SeSe也可以显正价，最高价为也可以显正价，最高价为也可以显正价，最高价为也可以显正价，最高价为+6+6。它们可能有。它们可能有。它们可能有。它们可能有-2-2、0 0、+4+4、+6+6等四种价态。根据玻璃成分和熔制条等四种价态。根据玻璃成分和熔制条等四种价态。根据玻璃成分和熔制条等四种价态。根据玻璃成分和熔制条件不同，它们在玻璃中可能存在下列几种状态件不同，它们在玻璃中可能存在下列几种状态件不同，它们在玻璃中可能存在
50、下列几种状态件不同，它们在玻璃中可能存在下列几种状态(zhungti)(zhungti)：n n（1 1）S S化物和化物和化物和化物和SeSe化物化物化物化物在还原条件下形成。例如无色的在还原条件下形成。例如无色的在还原条件下形成。例如无色的在还原条件下形成。例如无色的Na2SNa2S、Na2SeNa2Se以及棕色的以及棕色的以及棕色的以及棕色的FeSFeS、FeSeFeSe等。等。等。等。n n（2 2）多）多）多）多S S化物和多化物和多化物和多化物和多SeSe化物化物化物化物在弱还原条件下形成。例如无色的在弱还原条件下形成。例如无色的在弱还原条件下形成。例如无色的在弱还原条件下形成。例
51、如无色的Na2SxNa2Sx和和和和Na2SexNa2Sex等。等。等。等。n n（3 3）S S酸盐和酸盐和酸盐和酸盐和SeSe酸盐酸盐酸盐酸盐在氧化条件下形成。例如无色的在氧化条件下形成。例如无色的在氧化条件下形成。例如无色的在氧化条件下形成。例如无色的Na2SO3Na2SO3和和和和Na2SeO3Na2SeO3等。在还原条件下它们又将进等。在还原条件下它们又将进等。在还原条件下它们又将进等。在还原条件下它们又将进一步分解。一步分解。一步分解。一步分解。S S和和和和SeSe也能与氧直接反应生成气态的也能与氧直接反应生成气态的也能与氧直接反应生成气态的也能与氧直接反应生成气态的SO2SO2
52、和和和和SeO2SeO2。n n（4 4）单质）单质）单质）单质S S和和和和SeSe存在于中性偏氧化条件下。存在于中性偏氧化条件下。存在于中性偏氧化条件下。存在于中性偏氧化条件下。第26页/共44页第二十七页，共45页。1. 单质单质(dnzh)S、Se的着色的着色n n单单单单质质质质(dnzh)S(dnzh)S在在在在硅硅硅硅酸酸酸酸盐盐盐盐玻玻玻玻璃璃璃璃中中中中呈呈呈呈现现现现淡淡淡淡黄黄黄黄色色色色，但但但但不不不不稳稳稳稳定定定定。只只只只是是是是在在在在含含含含硼硼硼硼很很很很高高高高的的的的玻玻玻玻璃璃璃璃中中中中才才才才是是是是稳稳稳稳定定定定的的的的，它它它它使使使使玻玻
53、玻玻璃璃璃璃产产产产生生生生蓝蓝蓝蓝色。这种玻璃缺乏实用意义。色。这种玻璃缺乏实用意义。色。这种玻璃缺乏实用意义。色。这种玻璃缺乏实用意义。n n单单单单质质质质SeSe可可可可以以以以在在在在中中中中性性性性条条条条件件件件下下下下存存存存在在在在于于于于玻玻玻玻璃璃璃璃中中中中，产产产产生生生生淡淡淡淡紫紫紫紫红红红红色色色色。在在在在弱弱弱弱氧氧氧氧化化化化条条条条件件件件下下下下其其其其紫紫紫紫色色色色显显显显得得得得更更更更纯纯纯纯更更更更美美美美，但但但但氧氧氧氧化化化化不不不不能能能能过过过过分分分分，否否否否则则则则将将将将形形形形成成成成SeO2SeO2或无色的或无色的或无色
54、的或无色的SeSe酸盐，使酸盐，使酸盐，使酸盐，使SeSe的着色减弱或失色。的着色减弱或失色。的着色减弱或失色。的着色减弱或失色。n n为了防止产生无色的碱为了防止产生无色的碱为了防止产生无色的碱为了防止产生无色的碱SeSe化物和棕色的硒化铁，必须严防还原作用。化物和棕色的硒化铁，必须严防还原作用。化物和棕色的硒化铁，必须严防还原作用。化物和棕色的硒化铁，必须严防还原作用。n nSeSe紫紫紫紫色色色色玻玻玻玻璃璃璃璃无无无无需需需需经经经经过过过过热热热热处处处处理理理理显显显显色色色色，但但但但经经经经退退退退火火火火后后后后常常常常发发发发生生生生(fshng)(fshng)颜颜颜颜色色
55、色色变变变变深深深深的的的的现现现现象象象象，在在在在用用用用SeSe脱脱脱脱色色色色时时时时，表表表表现现现现特特特特别别别别明明明明显显显显。一一一一般般般般认认认认为为为为是是是是由由由由于于于于在在在在退退退退火火火火过过过过程程程程中中中中，FeFe离离离离子子子子(Fe2+)(Fe2+)与与与与无无无无色色色色的的的的SeSe化化化化物物物物离离离离子子子子(Se2-)(Se2-)反反反反应应应应生生生生成成成成FeSeFeSe，或或或或玻玻玻玻璃璃璃璃中中中中的的的的无无无无色色色色亚亚亚亚硒硒硒硒酸酸酸酸盐盐盐盐在在在在还还还还原原原原气气气气体体体体作作作作用用用用下下下下分
56、分分分解解解解形形形形成成成成紫紫紫紫色色色色单单单单质质质质SeSe所所所所致致致致。因因因因此此此此在在在在硒硒硒硒钴钴钴钴脱脱脱脱色色色色中中中中，必必必必须须须须注注注注意意意意退退退退火火火火对对对对玻玻玻玻璃璃璃璃颜颜颜颜色色色色的的的的改改改改变变变变问题。问题。问题。问题。第27页/共44页第二十八页，共45页。2. 2. 硫硒混合硫硒混合硫硒混合硫硒混合(hnh)(hnh)着色着色着色着色n n琥珀色，较硫碳混合着色的略红琥珀色，较硫碳混合着色的略红琥珀色，较硫碳混合着色的略红琥珀色，较硫碳混合着色的略红n n随着随着随着随着S S S S或或或或SeSeSeSe引入量增加，
57、光谱吸收曲线向长波引入量增加，光谱吸收曲线向长波引入量增加，光谱吸收曲线向长波引入量增加，光谱吸收曲线向长波(chngb)(chngb)(chngb)(chngb)方方方方向移动，透过率降低向移动，透过率降低向移动，透过率降低向移动，透过率降低第28页/共44页第二十九页，共45页。n n硫碳着色玻璃，颜色硫碳着色玻璃，颜色硫碳着色玻璃，颜色硫碳着色玻璃，颜色(yns)(yns)棕棕棕棕而透红，色似琥珀而透红，色似琥珀而透红，色似琥珀而透红，色似琥珀n n在硫碳着色玻璃中，碳仅起还在硫碳着色玻璃中，碳仅起还在硫碳着色玻璃中，碳仅起还在硫碳着色玻璃中，碳仅起还原剂作用，并不参加着色原剂作用，并不
58、参加着色原剂作用，并不参加着色原剂作用，并不参加着色n n“ “硫碳硫碳硫碳硫碳” ”着色玻璃的着色机理着色玻璃的着色机理着色玻璃的着色机理着色玻璃的着色机理n n硫碳着色玻璃的缺陷硫碳着色玻璃的缺陷硫碳着色玻璃的缺陷硫碳着色玻璃的缺陷3. 硫碳着色硫碳着色(zhu s)n n一一一一般般般般认认认认为为为为它它它它的的的的着着着着色色色色是是是是硫硫硫硫化化化化物物物物(S2-)(S2-)和和和和三三三三价价价价FeFe离离离离子子子子(Fe3+)(Fe3+)共共共共存存存存而而而而产产产产生生生生的的的的。琥琥琥琥珀珀珀珀色色色色基基基基团团团团是是是是由由由由于于于于FeFe氧氧氧氧四四
59、四四面面面面体体体体中中中中的的的的一一一一个个个个(y (y )氧氧氧氧离离离离子子子子为为为为S S离离离离子子子子取取取取代代代代而而而而形形形形成成成成。玻玻玻玻璃璃璃璃中中中中的的的的Fe2+/Fe3+Fe2+/Fe3+和和和和S2-/SO42-S2-/SO42-的的的的比比比比值值值值，对对对对玻玻玻玻璃璃璃璃的的的的着着着着色色色色情情情情况况况况有有有有重重重重要要要要的的的的作作作作用用用用。般般般般说说说说Fe3+Fe3+离离离离子子子子和和和和S2-S2-离离离离子子子子含含含含量量量量越越越越高高高高，着着着着色色色色愈愈愈愈深深深深，反反反反之之之之着着着着色色色色愈
60、愈愈愈淡淡淡淡，因因因因此此此此Fe3+Fe3+与与与与S2-S2-之之之之积是衡量色心浓度的标志。积是衡量色心浓度的标志。积是衡量色心浓度的标志。积是衡量色心浓度的标志。颜色不纯颜色不纯欲获得良好的琥珀色，必须欲获得良好的琥珀色，必须充分注意原料的纯度。例如石英砂中的充分注意原料的纯度。例如石英砂中的Fe含量要严加控制，原料含量要严加控制，原料Fe含量越多，含量越多，越有利于形成越有利于形成FeS而使玻璃颜色发暗。而使玻璃颜色发暗。产生气泡产生气泡在还原条件下，硫酸盐在还原条件下，硫酸盐(特别特别是亚硫酸盐是亚硫酸盐)就会发生分解，产生氧就会发生分解，产生氧气或二氧化硫，而以气泡形式逸出。气
61、或二氧化硫，而以气泡形式逸出。第29页/共44页第三十页，共45页。4. 硫化镉和硒化镉着色硫化镉和硒化镉着色(zhu s)n n硫化镉和硒化镉着色硫化镉和硒化镉着色硫化镉和硒化镉着色硫化镉和硒化镉着色( (即镉黄、硒红一类玻璃即镉黄、硒红一类玻璃即镉黄、硒红一类玻璃即镉黄、硒红一类玻璃) )是目前黄色、红色玻璃中颜色最鲜明、光谱特性是目前黄色、红色玻璃中颜色最鲜明、光谱特性是目前黄色、红色玻璃中颜色最鲜明、光谱特性是目前黄色、红色玻璃中颜色最鲜明、光谱特性最好的一种玻璃。它具有很好的滤光性最好的一种玻璃。它具有很好的滤光性最好的一种玻璃。它具有很好的滤光性最好的一种玻璃。它具有很好的滤光性n
62、 n这类玻璃的着色物质为胶态的硫化镉这类玻璃的着色物质为胶态的硫化镉这类玻璃的着色物质为胶态的硫化镉这类玻璃的着色物质为胶态的硫化镉(CdS)(CdS)、硫硒化镉、硫硒化镉、硫硒化镉、硫硒化镉(CdS(CdS、CdSe)CdSe)、硫碲化镉、硫碲化镉、硫碲化镉、硫碲化镉(CdS(CdS、CdTe)CdTe)、硫化锑硫化锑硫化锑硫化锑(Sb2S3)(Sb2S3)和硒化锑和硒化锑和硒化锑和硒化锑(Sb2Se3)(Sb2Se3)等，过去有人认为属于胶体着色。但它的着色主要决定于硫等，过去有人认为属于胶体着色。但它的着色主要决定于硫等，过去有人认为属于胶体着色。但它的着色主要决定于硫等，过去有人认为属
63、于胶体着色。但它的着色主要决定于硫化镉与硒化镉的比值化镉与硒化镉的比值化镉与硒化镉的比值化镉与硒化镉的比值(CdS/CdSe)(CdS/CdSe)，而与胶体颗粒的大小类系不大。随着，而与胶体颗粒的大小类系不大。随着，而与胶体颗粒的大小类系不大。随着，而与胶体颗粒的大小类系不大。随着CdS/CdSeCdS/CdSe比值的减小，比值的减小，比值的减小，比值的减小，其截短波其截短波其截短波其截短波(dunb)(dunb)极根逐渐向长波移动。极根逐渐向长波移动。极根逐渐向长波移动。极根逐渐向长波移动。n n硫硒化镉着色的机理硫硒化镉着色的机理硫硒化镉着色的机理硫硒化镉着色的机理n n氧化镉玻璃是无色的
64、，硫化镉玻璃是黄色的，硫硒化镉玻璃随氧化镉玻璃是无色的，硫化镉玻璃是黄色的，硫硒化镉玻璃随氧化镉玻璃是无色的，硫化镉玻璃是黄色的，硫硒化镉玻璃随氧化镉玻璃是无色的，硫化镉玻璃是黄色的，硫硒化镉玻璃随CdS/CdSeCdS/CdSe比值的减小，颜色从比值的减小，颜色从比值的减小，颜色从比值的减小，颜色从橙红到深红，碲化镉玻璃是黑的。它们的截短波橙红到深红，碲化镉玻璃是黑的。它们的截短波橙红到深红，碲化镉玻璃是黑的。它们的截短波橙红到深红，碲化镉玻璃是黑的。它们的截短波(dunb)(dunb)极限值随极限值随极限值随极限值随O2-S2-Se2-Te2-O2-S2-Se2-Te2-的顺序向的顺序向的
65、顺序向的顺序向长波转移，就是说这些阴离子的亲电势越小，截短波长波转移，就是说这些阴离子的亲电势越小，截短波长波转移，就是说这些阴离子的亲电势越小，截短波长波转移，就是说这些阴离子的亲电势越小，截短波(dunb)(dunb)极浪所处的波长越长，颜色越深。极浪所处的波长越长，颜色越深。极浪所处的波长越长，颜色越深。极浪所处的波长越长，颜色越深。n n我我我我国国国国科科科科技技技技界界界界有有有有人人人人认认认认为为为为，硫硫硫硫硒硒硒硒化化化化镉镉镉镉着着着着色色色色与与与与CdSCdS和和和和CdSeCdSe的的的的半半半半导导导导体体体体性性性性有有有有关关关关。CdSCdS和和和和CdSe
66、CdSe单单单单晶晶晶晶都都都都是是是是半半半半导导导导体体体体，它它它它们们们们同同同同属属属属六六六六方方方方晶晶晶晶系系系系，能能能能形形形形成成成成连连连连续续续续的的的的混混混混晶晶晶晶( (固固固固溶溶溶溶体体体体) )。硫硫硫硫硒硒硒硒化化化化镉镉镉镉玻玻玻玻璃璃璃璃的的的的吸吸吸吸收收收收(xshu)(xshu)特特特特性性性性与与与与CdSxCdSe(1-x)CdSxCdSe(1-x)单单单单晶晶晶晶极极极极为为为为类类类类似似似似( (例例例例如如如如含含含含CdSCdS的的的的镉镉镉镉黄黄黄黄玻玻玻玻璃璃璃璃和和和和硫硫硫硫化化化化镉镉镉镉单单单单晶晶晶晶的的的的截截截截
67、短短短短波波波波极极极极限限限限所所所所处处处处的的的的波波波波长长长长都都都都是是是是在在在在480nm480nm附附附附近近近近) )，二二二二者者者者的的的的截截截截短短短短波波波波极极极极限限限限都都都都随随随随CdS/CdSeCdS/CdSe比比比比值值值值的的的的减减减减小小小小向向向向长长长长波波波波方方方方向向向向移移移移动动动动。因因因因此此此此硒硒硒硒红红红红一类玻璃的着色与一类玻璃的着色与一类玻璃的着色与一类玻璃的着色与CdSCdS、CdSeCdSe单晶的半导体性有关。单晶的半导体性有关。单晶的半导体性有关。单晶的半导体性有关。n n根根根根据据据据半半半半导导导导体体体
68、体的的的的能能能能带带带带理理理理论论论论，由由由由于于于于SeSe原原原原子子子子量量量量比比比比S S大大大大，故故故故SeSe的的的的激激激激活活活活能能能能必必必必然然然然小小小小于于于于S S，即即即即SeSe原原原原子子子子中中中中价价价价带带带带的的的的电电电电子子子子比比比比S S原原原原子子子子容容容容易易易易激激激激发发发发到到到到导导导导带带带带。所所所所以以以以在在在在玻玻玻玻璃璃璃璃中中中中形形形形成成成成的的的的CdSxCdSe(1-x)CdSxCdSe(1-x)微微微微晶晶晶晶体体体体的的的的禁禁禁禁带带带带宽宽宽宽度度度度，随随随随CdSeCdSe相相相相对对对
69、对含含含含量量量量的的的的增增增增大大大大而而而而逐逐逐逐渐渐渐渐下下下下降降降降，导导导导致致致致玻玻玻玻璃璃璃璃的的的的吸吸吸吸收收收收(xshu)(xshu)极极极极限限限限逐渐向长波方向移动，颜色由黄到橙、红、深红转变。逐渐向长波方向移动，颜色由黄到橙、红、深红转变。逐渐向长波方向移动，颜色由黄到橙、红、深红转变。逐渐向长波方向移动，颜色由黄到橙、红、深红转变。第30页/共44页第三十一页，共45页。胶态硫硒化镉的形成胶态硫硒化镉的形成(xngchng)(xngchng)n n通通通通常常常常是是是是在在在在含含含含锌锌锌锌的的的的硅硅硅硅酸酸酸酸盐盐盐盐玻玻玻玻璃璃璃璃中中中中加加加
70、加入入入入一一一一定定定定量量量量的的的的硫硫硫硫化化化化镉镉镉镉和和和和SeSeSeSe粉粉粉粉熔熔熔熔制制制制而而而而成成成成。有时还需经二次显色。有时还需经二次显色。有时还需经二次显色。有时还需经二次显色。n n胶胶胶胶态态态态CdSCdSCdSCdS和和和和CdSeCdSeCdSeCdSe的的的的形形形形成成成成主主主主要要要要是是是是由由由由于于于于玻玻玻玻璃璃璃璃熔熔熔熔体体体体自自自自高高高高温温温温冷冷冷冷却却却却过过过过程程程程中中中中发发发发生生生生分分分分相相相相而而而而引引引引起起起起的的的的。这这这这是是是是一一一一种种种种非非非非均均均均匀匀匀匀(jnyn)(jny
71、n)(jnyn)(jnyn)成成成成核核核核过过过过程程程程，由由由由于于于于硫硫硫硫化化化化物物物物在在在在硅硅硅硅酸酸酸酸盐盐盐盐熔熔熔熔体体体体中中中中溶溶溶溶解解解解度度度度小小小小，当当当当熔熔熔熔体体体体从从从从高高高高温温温温冷冷冷冷却却却却( ( ( (特特特特别别别别是是是是经经经经过过过过一一一一定定定定的的的的热热热热处处处处理理理理) ) ) )，硫硫硫硫化化化化物物物物( ( ( (如如如如ZnSZnSZnSZnS、CdSCdSCdSCdS等等等等) ) ) )便便便便从从从从玻玻玻玻璃璃璃璃母母母母体体体体中中中中析析析析出出出出，形形形形成成成成第第第第二二二二个
72、相个相个相个相( ( ( (液相或固相液相或固相液相或固相液相或固相) ) ) )并进一步长大为微晶体。并进一步长大为微晶体。并进一步长大为微晶体。并进一步长大为微晶体。第31页/共44页第三十二页，共45页。5. 硫、硒化合物玻璃硫、硒化合物玻璃(b l)的的显色显色n n这类玻璃需要使这类玻璃需要使这类玻璃需要使这类玻璃需要使CdSCdSCdSCdS，CdSeCdSeCdSeCdSe长大成微晶体长大成微晶体长大成微晶体长大成微晶体( ( ( (胶体胶体胶体胶体) ) ) )来实现着色，在制造中必须进行热来实现着色，在制造中必须进行热来实现着色，在制造中必须进行热来实现着色，在制造中必须进行
73、热处理，即所谓加热显色。处理，即所谓加热显色。处理，即所谓加热显色。处理，即所谓加热显色。n n对光谱特性要求不高的制品，为了简化工序，大多却是一次显色，即制品经成形后对光谱特性要求不高的制品，为了简化工序，大多却是一次显色，即制品经成形后对光谱特性要求不高的制品，为了简化工序，大多却是一次显色，即制品经成形后对光谱特性要求不高的制品，为了简化工序，大多却是一次显色，即制品经成形后即产生颜色。即产生颜色。即产生颜色。即产生颜色。n n二次显色是经过成形加工后，玻璃基本无色、必须是通过严格的显色工艺二次显色是经过成形加工后，玻璃基本无色、必须是通过严格的显色工艺二次显色是经过成形加工后，玻璃基本
74、无色、必须是通过严格的显色工艺二次显色是经过成形加工后，玻璃基本无色、必须是通过严格的显色工艺( ( ( (包括确定包括确定包括确定包括确定的加热温度和保温时间的加热温度和保温时间的加热温度和保温时间的加热温度和保温时间) ) ) )，进行再次热处理，进行再次热处理，进行再次热处理，进行再次热处理( ( ( (即显色即显色即显色即显色) ) ) )方能产生一定的颜色或得到一定方能产生一定的颜色或得到一定方能产生一定的颜色或得到一定方能产生一定的颜色或得到一定的光谱特性。二次显色的温度一般略高于玻璃的退火温度。的光谱特性。二次显色的温度一般略高于玻璃的退火温度。的光谱特性。二次显色的温度一般略高
75、于玻璃的退火温度。的光谱特性。二次显色的温度一般略高于玻璃的退火温度。n n提高显色温度有利于提高显色温度有利于提高显色温度有利于提高显色温度有利于Se2-Se2-Se2-Se2-扩散进入到扩散进入到扩散进入到扩散进入到CdSCdSCdSCdS晶格中，便硫硒化镉混晶中的晶格中，便硫硒化镉混晶中的晶格中，便硫硒化镉混晶中的晶格中，便硫硒化镉混晶中的CdSeCdSeCdSeCdSe比例增比例增比例增比例增大。因此大。因此大。因此大。因此(ync)(ync)(ync)(ync)在一定色剂含量的前提下，这一类玻璃吸收极限随显色温度增高逐在一定色剂含量的前提下，这一类玻璃吸收极限随显色温度增高逐在一定色
76、剂含量的前提下，这一类玻璃吸收极限随显色温度增高逐在一定色剂含量的前提下，这一类玻璃吸收极限随显色温度增高逐步向长波移动，即玻璃的颜色随温度的提高而逐步加深。但当温度超过一定值后，步向长波移动，即玻璃的颜色随温度的提高而逐步加深。但当温度超过一定值后，步向长波移动，即玻璃的颜色随温度的提高而逐步加深。但当温度超过一定值后，步向长波移动，即玻璃的颜色随温度的提高而逐步加深。但当温度超过一定值后，颜色加深即停止，因为这时玻璃中颜色加深即停止，因为这时玻璃中颜色加深即停止，因为这时玻璃中颜色加深即停止，因为这时玻璃中CdSeCdSeCdSeCdSe的形成已达到饱和。的形成已达到饱和。的形成已达到饱和
77、。的形成已达到饱和。第32页/共44页第三十三页，共45页。9.4 金属金属(jnsh)胶体着色胶体着色n n玻璃可以通过细分散状态的金属玻璃可以通过细分散状态的金属玻璃可以通过细分散状态的金属玻璃可以通过细分散状态的金属(jnsh)(jnsh)对光的选择性吸收而着色。一般认为，对光的选择性吸收而着色。一般认为，对光的选择性吸收而着色。一般认为，对光的选择性吸收而着色。一般认为，选择性吸收是由于胶态金属选择性吸收是由于胶态金属选择性吸收是由于胶态金属选择性吸收是由于胶态金属(jnsh)(jnsh)颗粒的光散射而引起的。铜红、金红、银颗粒的光散射而引起的。铜红、金红、银颗粒的光散射而引起的。铜红
78、、金红、银颗粒的光散射而引起的。铜红、金红、银黄玻璃即属于这一类。黄玻璃即属于这一类。黄玻璃即属于这一类。黄玻璃即属于这一类。n nCuCu、AgAg、AuAu等贵金属等贵金属等贵金属等贵金属(jnsh)(jnsh)的氧化物都易于分解为金属的氧化物都易于分解为金属的氧化物都易于分解为金属的氧化物都易于分解为金属(jnsh)(jnsh)状态，它状态，它状态，它状态，它们先是以离子状态溶解于玻璃熔体中，然后通过还原剂或热处理，使之还原为们先是以离子状态溶解于玻璃熔体中，然后通过还原剂或热处理，使之还原为们先是以离子状态溶解于玻璃熔体中，然后通过还原剂或热处理，使之还原为们先是以离子状态溶解于玻璃熔
79、体中，然后通过还原剂或热处理，使之还原为原子状态，并进一步使金属原子状态，并进一步使金属原子状态，并进一步使金属原子状态，并进一步使金属(jnsh)(jnsh)原子聚集长大成胶体态，使玻璃着色。原子聚集长大成胶体态，使玻璃着色。原子聚集长大成胶体态，使玻璃着色。原子聚集长大成胶体态，使玻璃着色。n n玻璃的颜色很大程度上取决于金属玻璃的颜色很大程度上取决于金属玻璃的颜色很大程度上取决于金属玻璃的颜色很大程度上取决于金属(jnsh)(jnsh)粒子的大小。例如金红玻璃、金粒粒子的大小。例如金红玻璃、金粒粒子的大小。例如金红玻璃、金粒粒子的大小。例如金红玻璃、金粒子子子子20nm150nm150n
80、m将发生金粒沉析。将发生金粒沉析。将发生金粒沉析。将发生金粒沉析。第33页/共44页第三十四页，共45页。1.金属金属(jnsh)离子的溶解离子的溶解金属金属金属金属(jnsh)(jnsh)离子离子离子离子( (如如如如Cu +Cu +、Ag +Ag +、Au +)Au +)充充充充分溶解于玻璃熔体之中是金属分溶解于玻璃熔体之中是金属分溶解于玻璃熔体之中是金属分溶解于玻璃熔体之中是金属(jnsh)(jnsh)胶胶胶胶体着色的前提。体着色的前提。体着色的前提。体着色的前提。CuCu最容易氧化，最容易氧化，最容易氧化，最容易氧化，AgAg次之，次之，次之，次之，AuAu最不易氧化。最不易氧化。最不
81、易氧化。最不易氧化。故铜红玻璃必须在还原条件下融制使之成故铜红玻璃必须在还原条件下融制使之成故铜红玻璃必须在还原条件下融制使之成故铜红玻璃必须在还原条件下融制使之成Cu +Cu +状态，防此状态，防此状态，防此状态，防此CuCu氧化为蓝色的氧化为蓝色的氧化为蓝色的氧化为蓝色的Cu2+Cu2+。金红玻璃则必须在氧化条件下熔制，使金红玻璃则必须在氧化条件下熔制，使金红玻璃则必须在氧化条件下熔制，使金红玻璃则必须在氧化条件下熔制，使AuAu成成成成Au+Au+状态、以防止还原过甚，引起金颗状态、以防止还原过甚，引起金颗状态、以防止还原过甚，引起金颗状态、以防止还原过甚，引起金颗粒成长太大，使玻璃发生
82、乳浊。粒成长太大，使玻璃发生乳浊。粒成长太大，使玻璃发生乳浊。粒成长太大，使玻璃发生乳浊。第34页/共44页第三十五页，共45页。2. 2. 金属离子金属离子金属离子金属离子(lz)(lz)的还原的还原的还原的还原2.光化学还原法光化学还原法将加有光化学还原剂将加有光化学还原剂(即增感剂即增感剂)Ce3+的的玻璃，经紫外线或玻璃，经紫外线或X射线照射，使金属射线照射，使金属离子还原为原子状离子还原为原子状态，如下式所示：态，如下式所示： Au+Ce3+Au0+Ce4+在紫外线照射下，在紫外线照射下，Ce3+离子中的离子中的4f电电子被激发出来子被激发出来(ch li)与与Ag+(或或Cu+、A
83、u+)结合，形成银结合，形成银原子原子Ag0(或或Cu0 、Au0) 在高温下在高温下Cu、Ag、Au大多都以离子状态存在于玻璃中大多都以离子状态存在于玻璃中(当然也不排除有原子状态，特别是金当然也不排除有原子状态，特别是金)。玻璃自高温降温，由于。玻璃自高温降温，由于(yuy)冷却速度较大，这些离子冻结而保留在玻璃中，因此随后必须把金属离子还原为金属原子。还原一般通过下列两种方法来实现。冷却速度较大，这些离子冻结而保留在玻璃中，因此随后必须把金属离子还原为金属原子。还原一般通过下列两种方法来实现。1. 热还原法热还原法n n玻璃中预先加入锡、锑等多原子价玻璃中预先加入锡、锑等多原子价玻璃中预
84、先加入锡、锑等多原子价玻璃中预先加入锡、锑等多原子价元素，在元素，在元素，在元素，在T Tg g以上的适当温度进行热处以上的适当温度进行热处以上的适当温度进行热处以上的适当温度进行热处理。多原子价的离子会使上述金属离子理。多原子价的离子会使上述金属离子理。多原子价的离子会使上述金属离子理。多原子价的离子会使上述金属离子还原，如下式表示还原，如下式表示还原，如下式表示还原，如下式表示2Au2Au+ +Sn+Sn2+2+2Au2Au0 0+Sn+Sn4+4+2Ag2Ag+ +Sn+Sn2+2+2Ag2Ag0 0+Sn+Sn4+4+2Cu2Cu+ +Sn+Sn2 2+ +2Cu2Cu0 0+Sn+S
85、n4 4+ +第35页/共44页第三十六页，共45页。3. 3. 金属金属金属金属(jnsh)(jnsh)原子的成核和长大原子的成核和长大原子的成核和长大原子的成核和长大n n金属离子还原成为原子状态后，必须进行适当的热处理金属离子还原成为原子状态后，必须进行适当的热处理金属离子还原成为原子状态后，必须进行适当的热处理金属离子还原成为原子状态后，必须进行适当的热处理( ( ( (显色显色显色显色) ) ) )使分散于玻璃使分散于玻璃使分散于玻璃使分散于玻璃中的金属原子聚集、成核并长大为胶体。中的金属原子聚集、成核并长大为胶体。中的金属原子聚集、成核并长大为胶体。中的金属原子聚集、成核并长大为胶
86、体。n n如何防止在热处理如何防止在热处理如何防止在热处理如何防止在热处理( ( ( (显色显色显色显色) ) ) )过程中，金属颗粒成长过大而使玻璃发生乳浊过程中，金属颗粒成长过大而使玻璃发生乳浊过程中，金属颗粒成长过大而使玻璃发生乳浊过程中，金属颗粒成长过大而使玻璃发生乳浊( ( ( (肝肝肝肝色色色色) ) ) )现象：现象：现象：现象：n n1111）适当控制显色工艺制度）适当控制显色工艺制度）适当控制显色工艺制度）适当控制显色工艺制度(zhd)(zhd)(zhd)(zhd)（温度、时间）（温度、时间）（温度、时间）（温度、时间）n n2222）在玻璃中加入适量的氧化亚锡）在玻璃中加入
87、适量的氧化亚锡）在玻璃中加入适量的氧化亚锡）在玻璃中加入适量的氧化亚锡( ( ( (铜红常用锡粉铜红常用锡粉铜红常用锡粉铜红常用锡粉) ) ) )。主要是利用锡离子。主要是利用锡离子。主要是利用锡离子。主要是利用锡离子的的的的“金属桥金属桥金属桥金属桥”(1/2Sn)”(1/2Sn)”(1/2Sn)”(1/2Sn)特性，使金属原子在玻璃熔制过程中特性，使金属原子在玻璃熔制过程中特性，使金属原子在玻璃熔制过程中特性，使金属原子在玻璃熔制过程中( ( ( (或显色过程中或显色过程中或显色过程中或显色过程中) ) ) )与锡的与锡的与锡的与锡的“金属桥金属桥金属桥金属桥”形成合金，防止金属原子进一步
88、长大而发生乳浊。形成合金，防止金属原子进一步长大而发生乳浊。形成合金，防止金属原子进一步长大而发生乳浊。形成合金，防止金属原子进一步长大而发生乳浊。第36页/共44页第三十七页，共45页。1.曝光着色曝光着色 曝光着色一般认为是玻璃在太阳光中的紫曝光着色一般认为是玻璃在太阳光中的紫外线照射下，从玻璃结构中或变价离子中击外线照射下，从玻璃结构中或变价离子中击出电子而引起的。这些电子在玻璃中游动，出电子而引起的。这些电子在玻璃中游动，直到在结构中某处被捕获为止。负离子空穴、直到在结构中某处被捕获为止。负离子空穴、缺位空穴、结构缺陷或变价离子等都是捕获缺位空穴、结构缺陷或变价离子等都是捕获电子者，由
89、此而形成的新的电子结构，通常电子者，由此而形成的新的电子结构，通常称之为色心，它将在可见光区产生特定波长称之为色心，它将在可见光区产生特定波长的光吸收。另外在紫外线照射下产生的正电的光吸收。另外在紫外线照射下产生的正电荷空穴，被结构缺陷或变价离子所捕获，也荷空穴，被结构缺陷或变价离子所捕获，也可能产生色心。可能产生色心。 含有含有Mn和和Fe的玻璃在太阳光照射下，从的玻璃在太阳光照射下，从二份锰离子击出二个电子，为三价二份锰离子击出二个电子，为三价Fe离子离子所捕获，产生光化学反应：所捕获，产生光化学反应： Fe3+Mn2+Fe2+Mn3+ 使玻璃从原来使玻璃从原来(yunli)的淡黄绿色转变
90、为的淡黄绿色转变为浅紫红色。玻璃经退火后，这种变化又会复浅紫红色。玻璃经退火后，这种变化又会复原。由于普通玻璃都含有原。由于普通玻璃都含有Fe等有害杂质，等有害杂质，因此曝光着色是一种普遍现象。因此曝光着色是一种普遍现象。2.辐射着色辐射着色 玻璃在高能射线玻璃在高能射线(如如-射线、中子和射线、中子和和和粒粒子射线等子射线等)辐照下，发生变色和结构破坏的辐照下，发生变色和结构破坏的作用。着色的特性和深度与玻璃的组成和辐作用。着色的特性和深度与玻璃的组成和辐射剂量有关。射剂量有关。和和粒子因带有电荷，在玻璃中穿透粒子因带有电荷，在玻璃中穿透(chun tu)深度很小，仅在玻璃表面薄层深度很小，
91、仅在玻璃表面薄层引起着色。引起着色。-射线和中子则能穿透射线和中子则能穿透(chun tu)很厚的很厚的玻璃，并使其全程着色。就玻璃，并使其全程着色。就-射线来说，它射线来说，它与玻璃的作用方式随与玻璃的作用方式随光子能量不同而异。光子能量不同而异。辐射着色过程的可逆性辐射着色过程的可逆性9.5 玻璃的其它着色玻璃的其它着色(zhu s)方法方法一、玻璃的辐射着色一、玻璃的辐射着色 在太阳光、紫外线、在太阳光、紫外线、x射线、射线、射线以及激光照射下，玻璃将发生着色、变色、发光、结构改变和结构破坏等现象，射线以及激光照射下，玻璃将发生着色、变色、发光、结构改变和结构破坏等现象，玻璃的辐射着色包
92、括曝光着色和高能辐射着色两种类型。玻璃的辐射着色包括曝光着色和高能辐射着色两种类型。第37页/共44页第三十八页，共45页。9.5 玻璃的其它玻璃的其它(qt)着色着色方法方法二、热喷涂着色二、热喷涂着色二、热喷涂着色二、热喷涂着色用压缩空气用压缩空气用压缩空气用压缩空气(ysukngq)(ysukngq)(ysukngq)(ysukngq)流将金属无机盐溶液雾流将金属无机盐溶液雾流将金属无机盐溶液雾流将金属无机盐溶液雾化成其凝胶，喷涂于新生态的热玻璃制品表面，使玻璃表化成其凝胶，喷涂于新生态的热玻璃制品表面，使玻璃表化成其凝胶，喷涂于新生态的热玻璃制品表面，使玻璃表化成其凝胶，喷涂于新生态的
93、热玻璃制品表面，使玻璃表面着色。面着色。面着色。面着色。三、感光着色三、感光着色三、感光着色三、感光着色玻璃中的感光着色剂在紫外光的照射和高温处理条玻璃中的感光着色剂在紫外光的照射和高温处理条玻璃中的感光着色剂在紫外光的照射和高温处理条玻璃中的感光着色剂在紫外光的照射和高温处理条件下，与光敏剂发生氧化还原反应而显色（金属胶体着色）件下，与光敏剂发生氧化还原反应而显色（金属胶体着色）件下，与光敏剂发生氧化还原反应而显色（金属胶体着色）件下，与光敏剂发生氧化还原反应而显色（金属胶体着色）四、光致变色四、光致变色四、光致变色四、光致变色经长波紫外线或短波可见光照射后在可见光区经长波紫外线或短波可见光
94、照射后在可见光区经长波紫外线或短波可见光照射后在可见光区经长波紫外线或短波可见光照射后在可见光区产生吸收而自动变色，光照停止后可以恢复无色状态。产生吸收而自动变色，光照停止后可以恢复无色状态。产生吸收而自动变色，光照停止后可以恢复无色状态。产生吸收而自动变色，光照停止后可以恢复无色状态。五、扩散着色五、扩散着色五、扩散着色五、扩散着色将着色剂与某些粘合剂、填充物制成糨糊状涂将着色剂与某些粘合剂、填充物制成糨糊状涂将着色剂与某些粘合剂、填充物制成糨糊状涂将着色剂与某些粘合剂、填充物制成糨糊状涂覆于玻璃表面，经过适当的热处理，使着色剂与玻璃表面覆于玻璃表面，经过适当的热处理，使着色剂与玻璃表面覆于
95、玻璃表面，经过适当的热处理，使着色剂与玻璃表面覆于玻璃表面，经过适当的热处理，使着色剂与玻璃表面进行离子交换，从而使玻璃着色。进行离子交换，从而使玻璃着色。进行离子交换，从而使玻璃着色。进行离子交换，从而使玻璃着色。第38页/共44页第三十九页，共45页。9.6 颜色的表示颜色的表示(biosh)方法方法n n人眼对各种不同波长的色光具有不同的敏感性，人眼对绿色光的灵敏度最高，红光和紫光最低。人眼对各种不同波长的色光具有不同的敏感性，人眼对绿色光的灵敏度最高，红光和紫光最低。人眼对各种不同波长的色光具有不同的敏感性，人眼对绿色光的灵敏度最高，红光和紫光最低。人眼对各种不同波长的色光具有不同的敏
96、感性，人眼对绿色光的灵敏度最高，红光和紫光最低。n n将不同比例的红、绿、蓝三基色将不同比例的红、绿、蓝三基色将不同比例的红、绿、蓝三基色将不同比例的红、绿、蓝三基色 ( (或三原色或三原色或三原色或三原色) )进行混合，可以得到任何种类的颜色。人通过其眼睛网膜中的红锥、进行混合，可以得到任何种类的颜色。人通过其眼睛网膜中的红锥、进行混合，可以得到任何种类的颜色。人通过其眼睛网膜中的红锥、进行混合，可以得到任何种类的颜色。人通过其眼睛网膜中的红锥、绿锥、蓝锥三种感受细胞，对三基色刺激的不同来识别各种颜色。绿锥、蓝锥三种感受细胞，对三基色刺激的不同来识别各种颜色。绿锥、蓝锥三种感受细胞，对三基色
97、刺激的不同来识别各种颜色。绿锥、蓝锥三种感受细胞，对三基色刺激的不同来识别各种颜色。n nCIECIE系统系统系统系统(xtng)(xtng)为了科学地表征颜色的特性，保证商品玻璃为了科学地表征颜色的特性，保证商品玻璃为了科学地表征颜色的特性，保证商品玻璃为了科学地表征颜色的特性，保证商品玻璃( (如有色信号玻璃、包装瓶玻璃和电视显示屏如有色信号玻璃、包装瓶玻璃和电视显示屏如有色信号玻璃、包装瓶玻璃和电视显示屏如有色信号玻璃、包装瓶玻璃和电视显示屏玻璃等玻璃等玻璃等玻璃等) )的颜色一致性，国际照明委员会的颜色一致性，国际照明委员会的颜色一致性，国际照明委员会的颜色一致性，国际照明委员会(CI
98、E(CIE一一一一International Commission on Illumination)International Commission on Illumination)创立了创立了创立了创立了CIECIE系统系统系统系统(xtng)(xtng)；以便表征玻璃的颜色。最先采用的是；以便表征玻璃的颜色。最先采用的是；以便表征玻璃的颜色。最先采用的是；以便表征玻璃的颜色。最先采用的是R R、GG、B B三色系统三色系统三色系统三色系统(xtng)(xtng)，由于在计算上有困难，后又采用，由于在计算上有困难，后又采用，由于在计算上有困难，后又采用，由于在计算上有困难，后又采用标准基色量
99、系统标准基色量系统标准基色量系统标准基色量系统(xtng)(xtng)。目前国内外常用的是标准基色量系统。目前国内外常用的是标准基色量系统。目前国内外常用的是标准基色量系统。目前国内外常用的是标准基色量系统(xtng)(XYZ(xtng)(XYZ系统系统系统系统(xtng)(xtng)中的中的中的中的xyxy颜色图，颜色图，颜色图，颜色图，它主要是通过大量的颜色辨认试验和一系列的色度计算而制定的。它主要是通过大量的颜色辨认试验和一系列的色度计算而制定的。它主要是通过大量的颜色辨认试验和一系列的色度计算而制定的。它主要是通过大量的颜色辨认试验和一系列的色度计算而制定的。n n颜色一般分为消色颜色
100、一般分为消色颜色一般分为消色颜色一般分为消色( (或非彩色或非彩色或非彩色或非彩色) )和彩色两大类，前者是指白、黑以及从最亮到最暗的各种和彩色两大类，前者是指白、黑以及从最亮到最暗的各种和彩色两大类，前者是指白、黑以及从最亮到最暗的各种和彩色两大类，前者是指白、黑以及从最亮到最暗的各种灰色，后者是指除白黑和灰色之外的一切颜色，红、橙、黄、绿、青、蓝、紫却属于这灰色，后者是指除白黑和灰色之外的一切颜色，红、橙、黄、绿、青、蓝、紫却属于这灰色，后者是指除白黑和灰色之外的一切颜色，红、橙、黄、绿、青、蓝、紫却属于这灰色，后者是指除白黑和灰色之外的一切颜色，红、橙、黄、绿、青、蓝、紫却属于这一类。一
101、类。一类。一类。n n彩色是按照亮度，色调和纯度来加以区别的。彩色是按照亮度，色调和纯度来加以区别的。彩色是按照亮度，色调和纯度来加以区别的。彩色是按照亮度，色调和纯度来加以区别的。n n亮度亮度亮度亮度垂直观察物的每单位投射面积垂直观察物的每单位投射面积垂直观察物的每单位投射面积垂直观察物的每单位投射面积(min j)(min j)上的光强，在信号玻璃中通常用总透过上的光强，在信号玻璃中通常用总透过上的光强，在信号玻璃中通常用总透过上的光强，在信号玻璃中通常用总透过率来表示。率来表示。率来表示。率来表示。n n色调色调色调色调透过颜色玻璃的色光中最显著的波长，有时也称色调主波长。透过颜色玻璃
102、的色光中最显著的波长，有时也称色调主波长。透过颜色玻璃的色光中最显著的波长，有时也称色调主波长。透过颜色玻璃的色光中最显著的波长，有时也称色调主波长。n n色饱和度色饱和度色饱和度色饱和度( (或纯度或纯度或纯度或纯度)最显著波长的色光在与消色混合中所占的百分数。最显著波长的色光在与消色混合中所占的百分数。最显著波长的色光在与消色混合中所占的百分数。最显著波长的色光在与消色混合中所占的百分数。第39页/共44页第四十页，共45页。x-y颜色颜色(yns)图的分析图的分析x-yx-y标准颜色图标准颜色图标准颜色图标准颜色图( (见图见图见图见图9 940 )40 )是与标准光源是与标准光源是与标
103、准光源是与标准光源E(E(色温为色温为色温为色温为6480K)6480K)对比的颜色图。它对比的颜色图。它对比的颜色图。它对比的颜色图。它是通过一定的计算，得出一切可见光波长颜色的是通过一定的计算，得出一切可见光波长颜色的是通过一定的计算，得出一切可见光波长颜色的是通过一定的计算，得出一切可见光波长颜色的x x、y y坐标值，由此作坐标值，由此作坐标值，由此作坐标值，由此作出波长出波长出波长出波长380770nm380770nm可见光的纯光谱曲线轨迹，即一条舌形曲线。可见光的纯光谱曲线轨迹，即一条舌形曲线。可见光的纯光谱曲线轨迹，即一条舌形曲线。可见光的纯光谱曲线轨迹，即一条舌形曲线。颜色图上
104、的横坐标颜色图上的横坐标颜色图上的横坐标颜色图上的横坐标x x值是对应于红色刺激量，纵坐标值是对应于红色刺激量，纵坐标值是对应于红色刺激量，纵坐标值是对应于红色刺激量，纵坐标y y是对应于绿色刺激量，是对应于绿色刺激量，是对应于绿色刺激量，是对应于绿色刺激量，另一个与另一个与另一个与另一个与x x和和和和y y相垂直的坐标系是对应于蓝色刺激量相垂直的坐标系是对应于蓝色刺激量相垂直的坐标系是对应于蓝色刺激量相垂直的坐标系是对应于蓝色刺激量( (图中未表示图中未表示图中未表示图中未表示(biosh)(biosh)出出出出) )。因为。因为。因为。因为x+y+z=1x+y+z=1，只要确定了，只要确
105、定了，只要确定了，只要确定了x x、y y两个数值，就可以指出两个数值，就可以指出两个数值，就可以指出两个数值，就可以指出直角坐标的光谱色。直角坐标的光谱色。直角坐标的光谱色。直角坐标的光谱色。第40页/共44页第四十一页，共45页。有色玻璃的色度有色玻璃的色度(sd)(sd)计计算算 用分光光度计测出玻璃的透过曲线用分光光度计测出玻璃的透过曲线用分光光度计测出玻璃的透过曲线用分光光度计测出玻璃的透过曲线( (或列出不同波长的透过率或列出不同波长的透过率或列出不同波长的透过率或列出不同波长的透过率) )。 根据不同的光源，在一定的色度数表中查出各波长根据不同的光源，在一定的色度数表中查出各波长
106、根据不同的光源，在一定的色度数表中查出各波长根据不同的光源，在一定的色度数表中查出各波长( (通常每隔通常每隔通常每隔通常每隔5 5或或或或10nm10nm定一个波长定一个波长定一个波长定一个波长) )对应的三对应的三对应的三对应的三色标准光谱系数色标准光谱系数色标准光谱系数色标准光谱系数(xsh)(xsh)(或三色混合系数或三色混合系数或三色混合系数或三色混合系数(xsh)(xsh)和光源的相对辐射能量和光源的相对辐射能量和光源的相对辐射能量和光源的相对辐射能量(H)(H)，即可得，即可得，即可得，即可得到三色神经中心的敏感量和总敏感量。到三色神经中心的敏感量和总敏感量。到三色神经中心的敏感
107、量和总敏感量。到三色神经中心的敏感量和总敏感量。 通过一定的公式进行色度计算，求出其对应于一定色温光源的总透过率和色度坐标值通过一定的公式进行色度计算，求出其对应于一定色温光源的总透过率和色度坐标值通过一定的公式进行色度计算，求出其对应于一定色温光源的总透过率和色度坐标值通过一定的公式进行色度计算，求出其对应于一定色温光源的总透过率和色度坐标值(x(x、y)y)。 从从从从x-yx-y颜色图求出色调主波长和色饱和度。颜色图求出色调主波长和色饱和度。颜色图求出色调主波长和色饱和度。颜色图求出色调主波长和色饱和度。第41页/共44页第四十二页，共45页。9.7 玻璃玻璃(b l)的脱色的脱色1.
108、1. 化学脱色化学脱色化学脱色化学脱色化化化化学学学学脱脱脱脱色色色色一一一一般般般般是是是是在在在在配配配配合合合合料料料料中中中中加加加加入入入入氧氧氧氧化化化化剂剂剂剂；使使使使着着着着色色色色较较较较强强强强的的的的Fe2+Fe2+转转转转变变变变为为为为着着着着色色色色弱弱弱弱的的的的Fe3+Fe3+。另另另另外外外外氟氟氟氟化化化化物物物物能能能能与与与与FeFe形形形形成成成成 无无无无 色色色色 的的的的(FeF6)-3(FeF6)-3络络络络 离离离离子子子子，也也也也属属属属于于于于化化化化学脱色的范畴。学脱色的范畴。学脱色的范畴。学脱色的范畴。常常常常用用用用的的的的化化
109、化化学学学学脱脱脱脱色色色色剂剂剂剂有有有有白白白白砒砒砒砒( (与与与与硝硝硝硝酸酸酸酸盐盐盐盐共共共共 用用用用 ) )、 CeO2CeO2和氟化物等。和氟化物等。和氟化物等。和氟化物等。化化化化学学学学脱脱脱脱色色色色只只只只是是是是在在在在一一一一定定定定程程程程度度度度减减减减弱弱弱弱FeFe的的的的着着着着色色色色，不不不不能能能能完完完完全全全全 (wnqun)(wnqun)消消消消除除除除玻玻玻玻璃璃璃璃的的的的颜颜颜颜色。色。色。色。2. 2. 物理物理物理物理(wl)(wl)脱色脱色脱色脱色物理物理物理物理(wl)(wl)脱色是通过颜色互补来消除脱色是通过颜色互补来消除脱色
110、是通过颜色互补来消除脱色是通过颜色互补来消除玻璃的颜色。玻璃的颜色。玻璃的颜色。玻璃的颜色。三原色三原色三原色三原色( (红、绿、蓝红、绿、蓝红、绿、蓝红、绿、蓝) )中任一种原色与其中任一种原色与其中任一种原色与其中任一种原色与其余二种混合色光都互为补色。一般余二种混合色光都互为补色。一般余二种混合色光都互为补色。一般余二种混合色光都互为补色。一般说符合于下列关系即为互补色：说符合于下列关系即为互补色：说符合于下列关系即为互补色：说符合于下列关系即为互补色： 根据互补关系，即可选择脱色剂。例如根据互补关系，即可选择脱色剂。例如根据互补关系，即可选择脱色剂。例如根据互补关系，即可选择脱色剂。例
111、如FeFe主要产生黄和黄绿色，与此互补主要产生黄和黄绿色，与此互补主要产生黄和黄绿色，与此互补主要产生黄和黄绿色，与此互补的颜色为蓝和紫色。因此产生紫、的颜色为蓝和紫色。因此产生紫、的颜色为蓝和紫色。因此产生紫、的颜色为蓝和紫色。因此产生紫、蓝色的着色物质，如蓝色的着色物质，如蓝色的着色物质，如蓝色的着色物质，如SeSe、CoCo、NiNi、MnMn、TiTi等都是物理等都是物理等都是物理等都是物理(wl)(wl)脱色剂。脱色剂。脱色剂。脱色剂。第42页/共44页第四十三页，共45页。9.7.2 Se-Co脱色脱色(tu s)中的问题中的问题SeSe是易挥发物质。为了减少是易挥发物质。为了减少
112、是易挥发物质。为了减少是易挥发物质。为了减少SeSe的挥发，在配料中应尽量使用无水或含水少的原料，或使用的挥发，在配料中应尽量使用无水或含水少的原料，或使用的挥发，在配料中应尽量使用无水或含水少的原料，或使用的挥发，在配料中应尽量使用无水或含水少的原料，或使用 SeSe的化合物以代替的化合物以代替的化合物以代替的化合物以代替SeSe粉有利于减少粉有利于减少粉有利于减少粉有利于减少SeSe的挥发。的挥发。的挥发。的挥发。白砒白砒白砒白砒( (与硝酸盐共用时与硝酸盐共用时与硝酸盐共用时与硝酸盐共用时) )是氧化剂，它能使紫色的单质是氧化剂，它能使紫色的单质是氧化剂，它能使紫色的单质是氧化剂，它能使
113、紫色的单质SeSe转变为无色的亚硒酸盐，因而导致转变为无色的亚硒酸盐，因而导致转变为无色的亚硒酸盐，因而导致转变为无色的亚硒酸盐，因而导致 SeSe的用量相应增大；此外白砒还有促进的用量相应增大；此外白砒还有促进的用量相应增大；此外白砒还有促进的用量相应增大；此外白砒还有促进 Se-CoSe-Co脱色玻璃在退火和曝晒过程中的变色现象，这些脱色玻璃在退火和曝晒过程中的变色现象，这些脱色玻璃在退火和曝晒过程中的变色现象，这些脱色玻璃在退火和曝晒过程中的变色现象，这些 (zhxi)(zhxi)都是白砒的不利因素。但白砒有稳定都是白砒的不利因素。但白砒有稳定都是白砒的不利因素。但白砒有稳定都是白砒的不
114、利因素。但白砒有稳定 Se-CoSe-Co脱色的作用，氧化锑也有类似的作用。脱色的作用，氧化锑也有类似的作用。脱色的作用，氧化锑也有类似的作用。脱色的作用，氧化锑也有类似的作用。Se-CoSe-Co脱色玻璃在退火过程中，由于退火时炉内还原性气体扩散进入玻璃内部，使无色的亚硒酸盐分解形成紫色单质硒，常发生颜色变深的现象。由于扩散是由表及里的过程，因此在退火过程中脱色玻璃常常是表面层色深，内层色浅，形成颜色梯度现象。脱色玻璃在退火过程中，由于退火时炉内还原性气体扩散进入玻璃内部，使无色的亚硒酸盐分解形成紫色单质硒，常发生颜色变深的现象。由于扩散是由表及里的过程，因此在退火过程中脱色玻璃常常是表面层
115、色深，内层色浅，形成颜色梯度现象。脱色玻璃在退火过程中，由于退火时炉内还原性气体扩散进入玻璃内部，使无色的亚硒酸盐分解形成紫色单质硒，常发生颜色变深的现象。由于扩散是由表及里的过程，因此在退火过程中脱色玻璃常常是表面层色深，内层色浅，形成颜色梯度现象。脱色玻璃在退火过程中，由于退火时炉内还原性气体扩散进入玻璃内部，使无色的亚硒酸盐分解形成紫色单质硒，常发生颜色变深的现象。由于扩散是由表及里的过程，因此在退火过程中脱色玻璃常常是表面层色深，内层色浅，形成颜色梯度现象。硫酸钠硫酸钠硫酸钠硫酸钠 有抑制有抑制有抑制有抑制SeSe脱色的作用。脱色的作用。脱色的作用。脱色的作用。铅玻璃不能用铅玻璃不能用
116、铅玻璃不能用铅玻璃不能用Se-CoSe-Co脱色，因为会形成硒化铅、使玻璃产生棕色。铅玻璃一般用氧化镍脱色。脱色，因为会形成硒化铅、使玻璃产生棕色。铅玻璃一般用氧化镍脱色。脱色，因为会形成硒化铅、使玻璃产生棕色。铅玻璃一般用氧化镍脱色。脱色，因为会形成硒化铅、使玻璃产生棕色。铅玻璃一般用氧化镍脱色。第43页/共44页第四十四页，共45页。内容(nirng)总结会计学。主折射率（入射光的折射率）。相对部分色散：不同光谱区的色散与主色散的比值，。离子着色、硫系化合物着色、金属胶体着色。Cu、Ag、Au等贵金属的氧化物都易于分解为金属状态，它们先是(xin.shi)以离子状态溶解于玻璃熔体中，然后通过还原剂或热处理，使之还原为原子状态，并进一步使金属原子聚集长大成胶体态，使玻璃着色。玻璃自高温降温，由于冷却速度较大，这些离子冻结而保留在玻璃中，因此随后必须把金属离子还原为金属原子第四十五页，共45页。
