光致变色玻璃
变色玻璃原理
变色玻璃原理
变色玻璃是一种特殊的材料，它能够在不同的光照条件下改变颜色。
这种性质是由于玻璃内部存在着特殊的化学物质存在，并且这种物质的组成可以对光的穿透性进行调节。
变色玻璃的原理主要涉及到两个方面：一是通过光的吸收和透射来控制颜色的变化，二是通过光的折射和散射来改变颜色的亮度和饱和度。
首先，变色玻璃中的化学物质能够吸收特定波长的光线。
当光线透过玻璃时，这些化学物质会吸收其中的一部分光线，而只让特定波长的光线透射出去。
这就导致了玻璃看起来呈现出特定的颜色。
而当光照条件改变时，这些化学物质会重新排列，重新吸收和透射不同波长的光线，进而改变玻璃的颜色。
其次，变色玻璃的颜色还与光的折射和散射有关。
光线透过玻璃时会发生折射，也就是改变光线的传播方向。
而变色玻璃内的化学物质分布是不均匀的，导致光线在不同部位受到不同程度的散射。
这会影响到光线的强度和散射的方向，进而改变玻璃的颜色的亮度和饱和度。
总的来说，变色玻璃的原理是通过化学物质吸收和透射特定波长的光线，以及光的折射和散射来调控玻璃的颜色。
这种特殊的材料可以应用于许多领域，例如建筑物的窗户、太阳能装置和光学仪器等。
光致变色玻璃注意事项
光致变色玻璃注意事项《光致变色玻璃注意事项，你不得不知的那些事儿》嘿，大家好呀！今天咱来聊聊光致变色玻璃那些不得不注意的事儿，可别小瞧了这些，不然一不留神就可能给自己整出点小麻烦哟！首先呐，这光致变色玻璃可不是随便就能安装的哦！你得想想你的使用场景是不是真的适合。
要是你把它安在一个整天都照不到啥阳光的地方，那它可能就没啥变色的机会，还不如普通玻璃来得实在呢，这不就浪费钱啦！就好像给一个不爱运动的人买了一双超级贵的跑鞋，根本就没机会发挥作用嘛。
还有哦，安装的时候可千万别找个不靠谱的师傅。
要是那师傅技术不行，给你安装得歪七扭八的，那不光是影响美观，说不定还会影响它的变色效果呢！到时候你看着那变了色却奇奇怪怪的玻璃，心里得多堵得慌呀！用了光致变色玻璃后，也别得意忘形啦！虽说它能变色，但也不是万能的呀。
大夏天的时候，可别想着就靠这玻璃就能完全挡住热浪侵袭，该开空调还是得开空调，不然热得你汗流浃背，可别指望玻璃能给你降温哦！它只是变色，可不是变空调呀！另外呢，光致变色玻璃也需要爱护的哟！别拿着什么尖锐的东西在上面乱划，万一给划出个道子来，那多难看呀。
就好像人的脸蛋儿，要是被划了一道，那得多心疼呀。
平时也注意清洁，别让灰尘啥的给它弄脏了，不然变色效果也会变差的哟！还有一点很重要哦，当你觉得这玻璃好像变色不太对劲的时候，可别自己瞎捣鼓。
这东西毕竟还是有点高科技含量的，万一你自己不小心给弄坏了，那就得不偿失啦！赶紧找专业人士来看看，让他们来解决问题。
其实呀，光致变色玻璃是个好东西，能给我们的生活带来不少便利和乐趣。
但咱们也要清楚知道怎么去用它、爱护它，这样它才能更好地为我们服务呀！可别因为一些小细节没注意，就让这么好的东西发挥不出它应有的作用。
希望大家都能好好享受光致变色玻璃带来的奇妙体验，让我们的生活变得更加多姿多彩哟！哈哈！。
《光致变色玻璃》课件
本课件介绍了光致变色玻璃的定义、历史和应用，以及光致变色机制和制备 方法。还详细探讨了光致变色玻璃在建筑和科技领域的应用，以及其优缺点 和未来发展。
简介
定义
光致变色玻璃是一种具有颜色变化能力的特殊玻璃，能够在不同光照条件下改变颜色。
历史
光致变色玻璃的历史可以追溯到古代罗马时期，不断发展和改进，如今已成为一门重要的科 学研究领域。
光致变色玻璃的优缺点
优点
• 提供独特的视觉效果 • 增加建筑节能性能 • 创造个性化的装饰效果
缺点
• 成本较高 • 颜色变化受限制 • 耐久性和稳定性有待改进
改进措施
• 研发更经济高效的制备方法 • 改善材料的耐久性和稳定性 • 扩大可变色范围和颜色选项
结论
广泛应用前景
光致变色玻璃在建筑、科技和装饰等领域有着广阔的应用前景，可以提供独特的功能和创新 的设计。
应用
光致变色玻璃在建筑、科技、装饰等领域广泛应用，为人们提供独特的视觉体验本原理
光致变色玻璃的变色机制是通过控制材料内部结构的变化来实现的，包括电子转 移和电子激发等过程。
2
特点
光致变色材料具有响应速度快、色彩鲜艳、可靠性高等特点，适用于各种应用场 景。
3
制备方法
制备光致变色玻璃的方法包括溶液法、物理蒸发法和离子交换法等，不同方法有 其特定的优势和适用范围。
光致变色玻璃的应用
建筑领域
光致变色玻璃可以用于建筑外墙、窗户和天花板等，提供节能、隐私保护和装饰效果。
科技领域
光致变色玻璃在光学器件、传感器和智能电子产品中应用广泛，为技术创新和产品功能提升 提供支持。
未来发展
光致变色玻璃的未来发展方向包括提高可见光透过率、改善耐久性和降低成本等，以满足不 同领域的需求。
光致变色玻璃的研究进展
中， 卤化 银 光 致变 色 玻璃 具 有 优 良的 可 逆 变 在 困难 ， 效 的方 法 是 将 其 制 成 薄 膜 或 涂 有 色 性 能 和 抗 疲 劳 性 能 ， 验 证 明 ， 以进 行 层 用 于 建 筑 玻 璃 上 ， 采 用 溶 胶 一凝 胶 法 实 可 如 制 备 涂 层 光 致 变 色 玻 璃 是 近 年 来 主要 的研 ２． 有 机光 致 变色玻 璃 的变 色机 理及 性 能 究 方 向 。 随 着 新 的 光 致 变 色 体 系 的 出现 ， ２ 有 机 光 致 变 色 玻 璃 的 变 色 机 理 是 由所 光 致 变 色玻 璃 的 制 备 方 法 在 不 断地 改 善 。 掺杂 的光致变 色材料 的种类所决 定的 ， 常 ３． 有 机光 致 变色玻 璃的 制备 方法 ２ 见 光 致 变 色 材 料 的 变 色 机 理 可 分 为 键 的 异 有 机 光 致 变 色 玻 璃 的 制 备 包 括 有 机 光 裂 和 均 裂 、质 子 转 移 互 变 异 构 、顺 反 异 构 致 变 色 材 料 的 合 成 和 光 致 变 色 玻 璃 的 制 反 应 、氧 化 还 原 反 应 、周 环 反 应 等 。如 螺 备 。有 机 光 致 变 色材 料 的 合成 技 术 还 未 成 嗯 嗪 光 致 变 色 玻 璃 受 紫 外 光 激 发 变 为 蓝 熟 到 可 以 工 业 化 。 不 同 种 类 光 致 变 色材 料 色 ， 变 色 机 理 取 决 于 螺 嗯 嗪 光 致 变 色 化 的 合 成 方 法 不 同 ， 嗯 嗪 化 合 物 最 常 见 的 其 螺 合物 。如 图 ｌ 示 ， 紫 外 光或 夏 季 强 烈 的 合 成 方 法 是 在 极 性 溶 剂 如 甲醇 或 乙 醇 中 ， 所 在 太 阳 光 照 射 下 ， 致 变 色 玻 璃 中 的 螺 嚼 嗪 用 烷 亚 甲基 杂 环 （ 吲哚 啉 ） 邻 亚 硝 基 芳 光 如 与 ｓ ｉ０ ｘ ｚｎ （０） 子 中螺 ｃ Ｏ键 发 生异 香醇 （ １ Ｄ ｒｏ ａ ｉｅＳ 分 — 如 一亚 硝基 － －萘 酚） 行缩 合 反应 ２ 进 裂 ， 起 分 子 的结 构 以 及 电 子 组 态 发 生 异 制 备 的 。 然 后 ， 用 已 经 合 成 的 光 致 变 色 引 利 构 化 和 重 排 ， 过 螺 ｃ原 子 连 接 的 两 个 环 化 合物 制备 光 致 变 色 玻璃 。 一 种 方 法是 选 通 系 由正 交 变 为 共 平 面 ， 成 一 个 大 的 共 轭 择 合 适 的 光 致 变 色材 料 品种 ， 光 致 变 色 形 将 体 系 ｐ ｏｏ ｒｃ ａ ｉｅＰ ）在 可 见光 区 ｈ ｔｍｅｏ ｙ ｎｎ （ＭＣ ， 材 料 与 某种 高 聚物 溶 液 混 合制 成光 致 变 色
一种具有光致变色效应玻璃的制备方法与应用[发明专利]
![一种具有光致变色效应玻璃的制备方法与应用[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/09e3a706cdbff121dd36a32d7375a417866fc136.png)
专利名称：一种具有光致变色效应玻璃的制备方法与应用专利类型：发明专利
发明人：杨正文,赵和平,肖代文,白雪,字映竹,付丽香,杨钊烁,何彦妮,宋友艳,寸阳珂,邱建备,宋志国,杨勇,周大成申请号：CN202210382144.2
申请日：20220412
公开号：CN114656146A
公开日：
20220624
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种具有光致变色效应玻璃的制备方法及应用，其中方法主要为：按摩尔百分比35％～40％GeO2、30％～40％B2O3、8％～10％SiO2、5％～10％Al2O3、5％～
10％SrCO3、0％～0.2％Cu2O、2％～5％AgCl、0％～1％Dy2O3，在玛瑙研钵中研磨混合均匀，在1350℃的烧结30min；将烧结熔化的原料倒入预先设定温度的加热台，再将冷却后的玻璃分别在500℃和600℃保温2小时，得到光具有光致变色效应的玻璃；此时的玻璃具有高的透明性以及机械性能，而当通过405nm波段的光源以及阳光进行辐照后，玻璃展现出明显的光致变色特性，对405nm 波段光源具有较快的光响应速度，因此，在智能窗、光学存储等领域有着较大的应用潜力，并且，本发明提出的制备方法简单，工艺稳定，生产效率高，有利于实现产业化。
申请人：昆明理工大学
地址：650093 云南省昆明市五华区一二—大街文昌巷68号
国籍：CN
代理机构：昆明合盛知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：王丹丹
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有机光致变色夹胶玻璃
被广 泛应用 在特 种油 漆等领 域 ，至今 没发现 被应 用 在光致 变色玻璃 上 的文献 报道 。
本 文将 螺 旋 吡喃化 合物 掺杂 ￣ Ｊ Ｉ Ｐ Ｖ Ｂ 胶片中， 在
不 改变 现行夹 胶玻璃 工 艺的条 件下 ，制备 了有 机光
碎 片 将 被 牢 固地 黏 附 在Ｐ ＶＢ 胶 片 上 ，不 会 脱 落 伤
人 ， 因此 特别 适 用 于汽 车前 挡 风 玻 璃 和 高 层 建 筑 玻 璃 。夹胶 玻璃 中的Ｐ Ｖ Ｂ 胶 片还 能吸 收９ ９ ％以 上 的
变色玻璃
变色玻璃1.1概述：在适当波长光的辐照下改变其颜色，而移去光源时则恢复其原来颜色的玻璃。
又称光致变色玻璃或光色玻璃。
变色玻璃是在玻璃原料中加入光色材料制成。
此材料具有两种不同的分子或电子结构状态，在可见光区有两种不同的吸收系数，在光的作用下，可从一种结构转变到另一种结构，导致颜色的可逆变化，常见的含卤化银变色玻璃，是在钠铝硼酸盐玻璃中加入少量卤化银（AgX）作感光剂，再加入微量铜、镉离子作增感剂，熔制成玻璃后，经适当温度热处理，使卤化银聚成微粒状而制得。
当它受紫外线或可见光短波照射时，银离子还原为银原子，若干银原子聚集成胶体而使玻璃显色；光照停止后，在热辐射或长波光（红光或红外）照射下，银原子变成银离子而退色。
卤化银变色玻璃的特点是不容易疲劳，经历30万次以上明暗变化后，依然不失效，是制作变色眼镜常用的材料。
变色玻璃还可用于信息存储与显示、图像转换、光强控制和调节等方面。
1.2基本原理：变色玻璃为什么能变色？变色玻璃是怎样制成的？生产普通玻璃时，在原料中加入大约5％的光敏感物质（如氯化银）加入0.015％的氧化剂（如氧化铜），而后经过1500摄氏度的高温溶化后就制成了变色玻璃，这种薄利为什么会变色呢？由于氯化银和氧化铜的颗粒很小，又均匀地分布在玻璃中，当然不会影响透明度，但当遇到强光照射时，氯化银分解，产生许多银离子，阻止光线通过玻璃，使玻璃由暗变黑；而等到外界的光线变弱，在氧化铜的作用下，氯和银又重新化合成无色的氯化银，玻璃颜色于是由深变浅。
含有溴化银(或氯化银)和微量氧化铜的玻璃是一种变色玻璃.当受到太阳光或紫外线的照射时,其中的溴化银发生分解,产生银原子( AgBr==Ag+Br ).银原子能吸引可见光,当银原子聚集到一定数量时,射在玻璃上的光大部分被吸收,原来无色透明的玻璃这时就会变成灰黑色.当把变色后的玻璃放到暗处时,在氧化铜的催化作用下,银原子和溴原子又会结合成溴化银( Ag+Br==AgBr ),因为银离子不吸收可见光,于是,玻璃又会变成无色透明.这就是变色玻璃变色的基本原理.1.3用途及原理：1.3.1光致变色玻璃用变色玻璃制作窗玻璃,可使烈日下透过的光线变得柔和且有阴凉之感.变色玻璃也可用于制作太阳镜片.在通常条件下，玻璃是透明的。
光致变色玻璃原理
光致变色玻璃原理光致变色玻璃是一种具有特殊性质的玻璃材料，它在不同的光照条件下会呈现出不同的颜色。
这种神奇的变色特性使得光致变色玻璃被广泛应用于建筑、汽车和眼镜等领域。
那么，光致变色玻璃的原理是什么呢？光致变色玻璃的原理可以归结为光热效应和光电效应两个方面。
首先，光热效应是光致变色玻璃的主要原理之一。
当光线照射到光致变色玻璃上时，玻璃内部的特殊材料会吸收光能并转化为热能。
热能的积累会导致材料内部的温度升高，从而改变玻璃的颜色。
具体而言，光致变色玻璃所使用的特殊材料通常是一种“热稳定性”的有机材料，当它吸收到光能后，分子结构会发生变化，从而使得玻璃的颜色发生改变。
这种颜色改变是可逆的，一旦光源移除，玻璃会逐渐恢复初始的颜色。
其次，光电效应也是光致变色玻璃的重要原理之一。
光电效应是指当光线照射到物质表面时，物质中的电子会因为能量的吸收而发生跃迁。
在光致变色玻璃中，特殊的材料会在光照下发生电子的激发和跃迁，从而改变玻璃的电荷状态，进而影响玻璃的颜色。
这种光电效应使得玻璃能够在不同光照条件下呈现出不同的颜色。
与光热效应相比，光电效应更加精确和迅速，能够实现更高级别的变色效果。
总的来说，光致变色玻璃的原理是通过光能的吸收和转化，以及电子的激发和跃迁来改变玻璃的颜色。
这种原理使得光致变色玻璃能够根据不同的光照条件呈现出多种颜色，从而实现对光线的调控和吸收。
在实际应用中，光致变色玻璃能够调节建筑物内部的光线透过程度，从而起到节能和隐私保护的作用；在汽车领域，光致变色玻璃能够调节车窗的透明度，提升驾驶的安全性；在眼镜领域，光致变色玻璃能够根据外界光照条件调整镜片的颜色，提供更好的视觉体验。
总结起来，光致变色玻璃是一种利用光热效应和光电效应实现颜色变化的特殊玻璃材料。
其原理简单但却应用广泛，为建筑、汽车和眼镜等领域带来了许多便利。
随着科技的不断发展，相信光致变色玻璃将有更广阔的应用前景，为我们的生活带来更多的惊喜和便利。
光致变色玻璃
在一定波长的激活辐射(能量)作用下产生着色(生成色心)，而在激活辐射终止后又退色(色心破坏)的玻璃叫做光致变色玻璃‘!具有亚稳态的色心是光致变色玻璃与其它普通类型玻璃的区别所在。
’；，；银，，铜和镐的卤化物以及铕和铈，是用于制造光致变色玻璃最为迈宜静光化学敏感材料。
在其它尚未多加研究的系统中，能够指出6：有含钼酸银，钼险铬和钨酸银。
-钨酸铬的玻璃，哈克马尼特矿物型的璃璃((18Na真O．A“O鲁·2SiQ真》．3NaCl．Na，SO：)及许多其它的玻璃。
从各种性能和实际应用的观点来看，最适宜的是含卤化银的光致变色玻璃。
表7嘲2中示出了王种含卤化银的光致变色玻璃的炉料成分实例。
；；在激活(着色)辐射hh(紫外线或短波可见光)的作用下，该玻璃中能生成亚稳态的色心，而在终止照射之后，在能量ho：(长波可见光或热辐射)的作用下，这些角心；将被破坏。
该情况中所说的色心是按胴下列简化的光化学反应由胶体银Ag。
生成的。
表7—2光致变色玻璃的炉料成分实例三；i3Fo》)96真u／亍千十三砂子硼砂氢氧化铝硝酸钠氟硅酸钠氯化钠硝酸银澳化钠氧化铜硫化银Bcll．氯化银基光致变色玻璃．8．澳化喂摹光致变色玻璃，，S．澳化银与氯化银基光致变色玻璃．；式中，X二C1，Br。
这种反应是在分相的卤化银中完成的。
而分相是在对熔制的玻璃补充热处理时进行的，雏璃冷却之后，卤化银的分相将产生析晶。
卤化银晶体的最佳尺寸(”一50nm)可由热处理的温度和时间来调整。
除了墓质玻璃成分(卤化银在其中进行分相)与Ag，C1和Br的浓度外，分相的尺寸和浓度对色心生成和破坏动力学也有影响，图7—4示出了含A幺C真的光致变色玻璃的色心生成和破坏的典型动力学曲线，该曲线表示在色心生成和破坏过程中光密度的变化与时间的依从关系。
可逆的光化学反应只能在下列条件下产生，即反应产物与周围的介质不但反应，在扩散过仪作底下不离开反应区(卤化银晶体)，而且不形成像伍感光层中生成肢体银(Ag。
会变色的玻璃——卤化银光致变色玻璃
含 有 碱 金 属 氧 化 物 和 卤化 银 。 它是 如何 变 色 的 昵 ？
１ １ 物 体为 什 么会 有颜 色 ．
一
价 带
图 ２ 能带示 意图
（ 点代表 电子 ，圆 圈代表 空穴 ） 黑
定 比 例 混 合 ， 就 会 形 成 白光 ，它 们 称 为 互 补 光 。
要 想 了 解 光 色 玻 璃 的变 色 机 理 ， 首 先 要 知 道 物 体 为 什 么在 阳 光 的照 射 下 会 显 出颜 色 。 人 们 平 常 见 到 的
在 可 见 光 ５ ０ｎ 处 产 生 吸 收 ， 这 就 使 玻 璃 的 颜 色 变 ０ ｍ
为灰色 ，光线 的透 过率 降低 。前面提 到光敏材料是 卤 化银 ，它里面 只有Ａ ｇ，哪来 的Ａ 原子呢？要搞 清这个 ｇ 问题 ，需要 了解 一下 卤化银 。事实上 ， 卤化银 晶体 是
激光玻璃光致变色玻璃
13
在通讯中应用
激光在通讯中的作用日益重要。 激光在通讯中的作用日益重要。使用掺钕玻璃已成功地 制造出第一台光导纤维激光谐振器 光导纤维激光谐振器， 制造出第一台光导纤维激光谐振器，同样也成功地制成了 含铒光纤放大器，后者用于高密的频谱多路传输。 含铒光纤放大器，后者用于高密的频谱多路传输。
在核聚变领域的应用
2
激光玻璃需满足的要求
（1）激活离子的发光机构中必需有亚稳态，形成三 能级或四能纵机构；并要求亚稳态有较长寿命，使 粒子数易于积累达到反转。 （2）激光玻璃必需有各种适串的光谱性质。 （3）激光基质玻璃必需有良好的透明度，尤其是对 激光波长的吸收应尽可能低。 （4）激光玻璃必需有良好的光学均匀性。 （5）激光玻璃必需有良好的热光稳定件。
10
掺钕玻璃中对波长 对波长1.06 um激光的吸收主要来源于杂质 激光的吸收主要来源于 掺钕玻璃中对波长1.06 um激光的吸收主要来源于杂质 离子、色心和杂质颗粒，这些吸收对激光玻璃十分有害。 离子、色心和杂质颗粒，这些吸收对激光玻璃十分有害。 上面这些吸收中心引起的破坏，统称为杂质破坏 杂质破坏。 上面这些吸收中心引起的破坏，统称为杂质破坏。
激光玻璃需满足的要求 钕离子是典型的四能级结 激活离子的发光机构中必需有亚稳态，形成三能级或四能级机构； 激活离子的发光机构中必需有亚稳态，形成三能级或四能级机构； 构稀土离子。 构稀土离子。根据光谱计 其中Nd 最佳，为四能级机构（如图）； 其中 3+最佳，为四能级机构（如图）； 算，钕离子自上能级4F3/2 激光玻璃必需有各种适当的光谱性质。其中包括吸收光谱性质、 激光玻璃必需有各种适当的光谱性质。其中包括吸收光谱性质、 跃迁到下能级4I11/2的自发 辐射几率最高。 辐射几率最高。在氮灯或 激光基质玻璃必需有良好的透明度， 激光基质玻璃必需有良好的透明度，尤其是对激光波长的吸收应 尽可能低； 半导体激光的泵浦下， 尽可能低； 半导体激光的泵浦下，通 激光玻璃必需有良好的光学均匀性； 激光玻璃必需有良好的光学均匀性； 过离子在上述2能级间的 过离子在上述 能级间的 迁移， 迁移， 激光玻璃必需有良好的热光稳定件； 激光玻璃必需有良好的热光稳定件； 产生发光波长为 1064nm左右的激光振荡 激光玻璃必需有良好的物理化学性能。 左右的激光振荡。 激光玻璃必需有良好的物理化学性能。 左右的激光振荡。
新型玻璃的资料
新型玻璃的资料1减反射玻璃在普通玻璃表面镀制增透膜，降低玻璃表面的反射率，称之为减反射玻璃。
玻璃的镜面反射率取决于玻璃的折射率和入射角，当入射角不大于30度时，玻璃的反射率变化不大。
普通玻璃的反射率一般在8%左右，存在着眩光刺眼和透射影像的清晰度低等问题，甚至造成环境的不协调。
玻璃的折射率是1.52，在其表面镀以折射率小于1.52、光程差为1/4波长的透明膜层，使经膜层上下两面反射光的干涉，增加玻璃的透过率，达到减反射的目的。
因为可见光是多色光，波长有一个范围，所以将反射率降低到零是非常困难的，一般将玻璃的反射率降低到2~3%即可满足使用要求。
减反射玻璃的装饰特性是透射影像清晰，玻璃好似已在眼前消失，最大限度地表现了玻璃的透明性。
一般用在临街店面的橱窗玻璃、博物馆的画框玻璃、展柜玻璃、商店柜面玻璃等场合，下图显示了减反射玻璃的应用效果，左图使用了减反射玻璃的画框，右图未使用减反射玻璃的反光情况。
2．光致变色玻璃在通常条件下，玻璃是透明的。
对于有些玻璃，在紫外或者可见光的照射，可产生可见光区域的光吸收使，玻璃发生透光度降低或者产生颜色变化，并且在光照停止后又能自动恢复到原来的透明状态，称之为光致变色玻璃。
一般说来是在普通的玻璃成分中引入光敏剂生产光致变色玻璃。
常用的普通玻璃有铝硼硅酸盐玻璃、硼硅酸盐玻璃、硼酸盐玻璃、磷酸盐玻璃等，常用的光敏剂包括卤化银、卤化铜等等。
通常光敏剂以微晶状态均匀地分散在玻璃中，在日光照射下分解，降低玻璃的光透光度。
当玻璃在暗处时，光敏剂再度化合，恢复透明度。
玻璃的着色和退色是可逆的、永久的。
光致变色玻璃的装饰特性是玻璃的颜色和透光度随日照强度自动变化。
日照强度高，玻璃的颜色深，透广度低。
反之，日照强度低，玻璃的颜色浅，透光度高。
用光致变色玻璃装饰建筑，既使得室内光线柔和、色彩多变，又使得建筑色彩斑斓、变幻莫测，与建筑的日照环境协调一致。
一般用于建筑物门窗、幕墙等。
3．电致变色玻璃在两层玻璃之间夹有液晶材料，在电场的控制下，发生液晶的排列方向变化，达到玻璃的透明与不透明的光调节目的，称之为电致变色玻璃。
光致变色玻璃及其制备方法
光致变色玻璃及其制备方法
光致变色玻璃是一种可以通过外界光照使其颜色发生改变的特殊玻璃材料。
它具有普通玻璃的透明性，在无光照的情况下呈现透明状态，而在受到光照后，会发生光致反应，颜色会发生变化。
制备光致变色玻璃的主要方法有以下几种：
1. 化学法：将适量的金属离子（如银、金、铜等）溶解在玻璃基质中，形成浓度较低的金属离子溶液。
然后，在光照条件下，金属离子会发生光致反应，导致玻璃材料的颜色发生变化。
2. 离子交换法：先用钠离子或钾离子部分置换掉玻璃中的钙和镁离子，形成一定浓度的钠或钾离子浸入层。
在该浸入层上覆盖透明电极，当施加电场时，电极上沉积的金属离子与电极之间的间隙的填充物中的离子发生交换，从而导致光致变色。
3. 淬火法：制备表面有金属离子沉积的薄膜材料，通过淬火处理，使薄膜结构变得非晶化，从而形成光致变色玻璃。
4. 溅射法：使用物理气相沉积技术，将金属目标（如银、钴等）放置在真空腔室中，通过溅射在玻璃基质上沉积金属薄膜，形成光致变色的玻璃。
以上是一些常见的制备光致变色玻璃的方法，每种方法都有其适用的具体情况和特点。
在实际生产中，可以根据需求选择合适的制备方法。
变色玻璃原理
变色玻璃原理
变色玻璃是一种能够根据光线强度自动调节颜色的玻璃。
它的原理是基于电致变色效应和光致变色效应。
电致变色效应是指在电场作用下，材料的光学性质发生变化。
变色玻璃中的电致变色效应是通过在玻璃中加入一定浓度的金属离子实现的。
这些金属离子可以在电场作用下发生氧化还原反应，从而改变其电荷状态，进而改变材料的光学性质。
在电场作用下，玻璃呈现出深浅不一的颜色。
光致变色效应是指在光照作用下，材料的光学性质发生变化。
变色玻璃中的光致变色效应是通过在玻璃中加入一定浓度的银离子实现的。
这些银离子可以在光照作用下发生氧化还原反应，从而改变其电荷状态，进而改变材料的光学性质。
在光照作用下，玻璃呈现出深浅不一的颜色。
变色玻璃的颜色变化是由电场和光照共同作用的结果。
在光照作用下，银离子发生氧化还原反应，使玻璃呈现出一定的颜色。
当电场作用于玻璃时，金属离子发生氧化还原反应，从而改变玻璃的光学性质，使其颜色发生变化。
通过调节电场和光照的强度和时间，可以控制变色玻璃的颜色变化。
变色玻璃的应用非常广泛，例如建筑、汽车、航空航天等领域。
在建筑领域，变色玻璃可以根据太阳光的强度自动调节颜色，从而降低室内温度，提高能源利用
效率。
在汽车领域，变色玻璃可以根据驾驶员的需求自动调节颜色，提高行车安全性。
在航空航天领域，变色玻璃可以根据飞行高度和太阳辐射强度自动调节颜色，保护机组人员的视力。
2023年光致变色材料行业市场前景分析
2023年光致变色材料行业市场前景分析光致变色（photochromic）材料是指受到紫外光、紫外线和可见光照射后，可产生光学变色效应的材料。
该材料具有快速响应、色彩变化迅速、稳定性高等特点，因此在多个领域应用十分广泛。
本文将就光致变色材料的市场前景进行分析。
一、光致变色材料的应用领域1. 面板玻璃领域光致变色玻璃面板应用非常广泛，如汽车行业的车窗、天窗，建筑行业的智能建筑玻璃、智能卫生间镜子，商超行业的展示柜等。
2. 光学领域光致变色材料可以用于光学器件中，例如太阳镜、眼镜、镜头等。
其变色可以适应不同环境的亮度和色彩，保证使用者的视觉效果。
3. 家用窗帘领域光致变色材料可以用于家庭室内窗帘中，结合光线传感器，实现自动调节室内光线的功能。
这不仅可以节约能源，还可以保护家居用品不被阳光损坏。
4. 印刷领域光致变色材料在印刷中应用可以使印品呈现视觉效果上的变化。
例如，安全证券的印制中可以使用光致变色材料使证券的一些信息保密性更强，因为只有在特定的照射条件下才可以看到藏在证券内部的信息。
二、光致变色材料市场份额随着人们对智能化、自动化等技术的需求增加，光致变色材料在各个领域应用越来越广泛，在市场上不断扩大其份额。
根据MarketsandMarkets的研究报告，全球光致变色材料市场规模在2018年达到16.19亿美元，到2023年有望增加至21.33亿美元，每年以3.8%的复合年增长率增长。
其中，面板玻璃领域占据最大的市场份额，这是由于随着汽车、建筑、商超等领域应用增加，对面板玻璃的需求也随之增加，这就推动了光致变色玻璃面板的市场增长。
光学和印刷领域在市场中也占据一定份额，未来也有望得到更广泛的应用。
三、光致变色材料的发展趋势1. 研发新型材料光致变色材料的主要成分有透明载体、阴离子染色剂、阳离子染色剂等，现阶段主流的光致变色材料为硅酸钠银和多元醇铜，应用广泛。
未来将推出新型材料，如靛蓝染料、低温合成等，以提高光致变色材料的光响应速度、可见光透过率和色彩变换能力等特点。
致变色镜片标准解析
致变色镜片标准解析首先，光致变色镜片要符合眼镜片的质量检测，如：标准GB10810-2005规定的测试条件为(23±5)℃(主要适用于各光学参数的测量)，该标准规定了毛边眼镜镜片的光学、表面质量及几何特性的要求，在执行96版的标准时，需对标准中的术语有较透彻的理解。
此外，因光致变色镜片有其特殊的光学性质，所以，在检测的过程中，要注意以下方面：1.变色速度与褪色速度变色速度和褪色速度是衡量变色眼镜质量优劣的主要指标。
在检测一副变色镜片的时候，首先要检查眼镜片的变色速度，二，方法是在紫外线(阳光)照射后，观察多少时间后可以完全变色;离开紫外线的照射后，在正常温度下，多长时间可以褪色并达到半透明程度，即观察一下移到弱光环境镜片变淡色的时间，一般2 min即可恢复到原状，并且在镜片f.完全褪色后，检查下镜片表面是;否无色透明，不留下任何色彩。
一般情况下，把镜片置于太阳光下照射1 min以上，镜片的透光率就可以降到大值的80%以上;当把镜片从阳光处放到室内2 min，镜片的透光率则又回复到609《以上，则说明这个光致变色镜片的技术相对比较成熟，变色速度极快，镜片的变色速度快于眼睛对光线的适应速度，但是并不是镜片变色速度快就说明该镜片是好镜片，速度过快甚至可能带来危险，开车用的镜片如果是即可变色的，则不是很理想，因为人眼需要几秒钟的时间去适应光照条件的变化，如果光致变色镜片变深的时间与眼睛适应光照变化的时间特别相近，则是非常理想的配比。
光致变色镜片的变色能力与它本身的变色因子有关，在光照下，变色因子分解为有颜色的银和其他的元素，在没有光照的情况下，分解以后的银和其他的元素重新组合成没有颜色的变色因子，这也是光致变色镜片变色和回色能力快与慢的关键所在。
另外，光致变色镜片的变色过程是在镜片本身内部发生的，是分子和原子的转化过程。
2.变色后的色调均匀度变色后的颜色是否均匀对称，变色的深浅与镜片热处理的温度以及使用时温度有关，因此，一定要在阳光下检查变色后色调是否均匀—，致，有无不感光条纹的出现，即镜片变色后，镜面上出现一，一条不变色的白条纹，使镜面色调不均匀，遇到这种情况则说明，光致变色镜片有质量问题，需要及时更换镜片。
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Mn、W、Mo等的氧化物，制成的玻璃经过热处理或用
紫外线辐照后，玻璃就会具有光色性能。
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因为热处理(或紫外线辐照)后，在玻璃中形成了着色中
心。 着色中心在77K温度下均为稳定的，而在＞60℃时则全部 是非稳定的。 着色中心形成之后，使得玻璃在可见光波段的光敏性增 加，产生了附加吸收。 例如，用一价铜离子作为添加剂加入玻璃配合料中，得 到卤化铜光色玻璃。 这种玻璃未经热处理时，在紫外、可见光波段均为透明的； 热处理后，透明度显著下降，并出现乳光，且吸收限向长
激活辐射去除，色心破坏即褪色，激活-破坏(变暗-复 明)往复循环而不疲劳。
3
光色玻璃的分类
光色玻璃变色的特性是由其含有的亚稳态色心而产生的。在一定 波长的激活辐射作用下，玻璃生成色心即产生着色；当激活辐射 去除后，色心破坏又使玻璃褪色，主要包括同相（均相）型光色 玻璃和异相型光色玻璃。 同相（均相）型光色玻璃：色心与基质玻璃是同相的。主要是掺 加可变价的Ce、Eu等元素，这些元素在紫外光照射下产生4f～5d 的电子跃迁，形成能吸收蓝紫色光波的亚稳态色心，在强光照射 下，玻璃由浅黄色变深黄褐色，在弱光照射时，Ce3＋、Eu3＋色心 恢复到原来的电子态，玻璃恢复到高透明状态。 异相型光色玻璃：色心是与基质玻璃不同的光敏晶相物质，其中 最适宜的光敏材料是卤化银、卤化铜、卤化镉晶体，其中卤化银 光色玻璃的光致变色效果最好。
透过率/%
57℃ 48℃ 38℃ 30℃ 22℃ 褪色过程
暗化在光照后微秒间就开 始，随着照射光亮的增加
而变深。
褪色反应与扩散有关，温
0 5 10 15 0
度越高褪色越快。
5 10 15 20 25 30 时间/min
光色玻璃的暗化褪色过程
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① 在Agx晶体中以Ag+的形式存在，对玻 璃的吸收和散射作用可以忽略； 影响光致变色的因素 ② 形成稳定Ag0胶体颗粒，对入射光产生 一定吸收和散射，对光色性无影响； 组成因素 ③ 介于上述两者之间，呈亚稳态存在， 是使玻璃产生光色可逆变化的直接载 1. 热处理析出的AgX晶体的尺寸； 体，即色心；
2.3 光致变色玻璃
概念
光致变色：光照射时产生吸收而变暗，照射停止后褪色复 明的现象。 光致变色材料：出现可逆的或不可逆的显色、消色现象的
物质。
光致变色玻璃（光色玻璃）：受蓝紫、紫外等短波长光或 日光照射后，玻璃能够在可见光区产生光吸收而自动着色，
着色深度会随光照的强弱而改变；光照一旦停止又可逆地
自动恢复到初始的透明状态。
到易暗化玻璃；
晶体中固熔体成分的变化，暗化特性 也会发生变化。
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2. 热处理工艺；
无银的光色玻璃 虽然卤化银光色玻璃有许多优点，但在许多应用场合 由于用量大，如高级建筑物的玻璃窗、汽车的挡风玻璃 等，需要耗费大量的银，从而经济上不能承受，因此必
须大力开发无银的光色玻璃。
在无银的玻璃加入一些变价的金属氧化物如Ce、Eu、
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除了使用熔融法制造光色破璃外， 还可用离子交换法将含有卤素的Na2O-
-Al2O3--B2O3--SiO2玻璃浸入AgNO3 熔盐，使Na+与Ag+交换，Ag+进入玻
璃表面层，再经热处理使银与卤素聚
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光色玻璃的暗化-褪色过程
100 90 80 70 60 50 40 30 20 10
变暗过程 22℃
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WO3 + xA+ + xe- = AxWO3 (0<x<1)
A为正离子（H，Li），产物为金属钨 青铜，颜色来自不同晶格位置上的钨电子 跃迁。
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4.5.2 特点及应用
在热致变色、光致变色以及电致变色三种激励方式对
制冷和照明所需能量来看，电致变色器件节能效果最佳。
特点：响应慢，但寿命、记忆效应和循环次数上存在较大
2. AgX晶体中Ag的分布状态； 3. 基质玻璃中碱种类及含量。种类越多，暗化和褪色速度
越大；碱比例越大，暗化程度增加，褪色时间延长； ① AgX晶粒在冷却时，在其凝固态温度
4. 敏化剂作用，当Cu+浓度低时，温度对暗化影响较小； 附近（320～400℃）冷却速度越大，
玻璃越易暗化。 工艺制度 2+晶体进行再加热，随 1. 气氛影响，在弱还原气氛下 Cu+/ Cu 的比例增大，可得 ② 在低温下对 AgX
照射停止后，银原子与其附近的卤素原子发生可逆化合反应，又形成 透明的亚微观晶相卤化银，玻璃恢复透明状态，这种光致变色的过程
是可逆的。
6
7
CIE 1931 XYZ系统色品图
8
4.4.4 影响光色互变性（变暗和复明速率）的因素：
玻璃基础组成：
碱金属离子半径增加，吸收带峰值向长
波区域漂移。
卤化银种类：卤素原子序数增加，光
5
无光照时，卤化银光色玻璃中的亚微观晶相对光的散射极小，玻璃呈 现高度透明状态。
在光照下，卤化银产生光化学反应而析出游离态银原子和卤素原子，
生成的银原子聚集在一起，生成胶体银(Ag)n，在可见光区引起透过 率减少（暗化或着色），反应可表示为：
nAgX nAg nX
nAg ( A g ) 暗化状态) n(
间后自然能消失，则可以不用粉笔，不擦黑板；
当光色互变性足够快时，可用于光阀、相机镜头、紫 外线剂量计等； 在热带地区，光色玻璃作为汽车保护玻璃及建筑物 的自动调光窗玻璃； 光色玻璃制成光学纤维面板也可以用于计算技术和显
示技术。
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光致变色玻璃的应用
保护身体
机器装置
太阳镜玻璃 激光防护玻璃 输送设备的窗玻璃 闪光时保护玻璃 储存情报 显示装置 光开关 图像记录 航天器窗口材料
(银粒长大) →按产品要求进行精加工
控制：末处理的光色玻璃(其中银颗粒＜5μm)没有光色效
应，热处理后(银颗粒在10-20 μm)才有光色效应。
热处理温度在转变点与软化点间(Tg--Tf)，高于退火温度20100℃需几分钟，较低温度处理需1-1.5小时，然后惯性降温， 过高温度会变形或乳浊。
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光色玻璃的制备
璃的光化学特性非常稳定，在1250次变暗--褪色循环后， 其光色性仍然完好。
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4.4.6 应用
• 自动调光玻璃（太阳镜；汽车、飞机建筑物等窗 玻璃） • 激光器窗口玻璃
• 航天器窗口玻璃
• 图像记录、全息记录、光信息存储等 • 黑板-光调谐笔 • 紫外线计量计 • ……
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光致变色玻璃的应用
光色玻璃因为具有变暗复明的光色性，在科学技术和人
民生活中有着广泛的用途。 光色玻璃除已广泛用作制造“太阳眼镜”外，在其他各 个领域中也不断地进行开发。 作为图像记录、全息照相材料的应用，光色玻璃是合适 的材料； 作为情报贮存、光记忆在显示装置的元件中的应用，光色 玻璃的光色性是十分有价值的；
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光致变色玻璃的应用 若黑板上的书写用光调谐笔，所写的东西在一定时
吸收峰向长波区域移动。
敏化剂：氧化亚铜（Cu2+,Cu1+）
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梯度变色玻璃镜片：透射光随镜片位置
不同而发生衰减。
方法：将“未成核”玻璃放入温度梯度
场，产生有效的卤化银晶粒分布。
（从下到上晶粒逐渐增大—2~50nm，
变暗程度越来越深）。
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4.4.5 光致变色玻璃制作工艺
基础玻璃(变色组成、敏化剂)设计→配合料 →一定气氛高温熔炼→毛坯成形→退火→显色处理
4
4.4.3 变色原理
光色玻璃的光色特性是许多可变量的函数，这些可变量包括玻
璃的基础组分、光敏相的种类和聚焦状态、分相热处理条件以及 其他许多因素。
光色玻璃是受到照相化学原理的启示研制的。
在照相中，入射光子将胶卷上的银离子分解成为银原子和卤 素，通过显影的化学反应，把卤素从原来的位置扩散出去，这一 过程是不可逆的。
基础玻璃：硼酸盐玻璃、硼硅酸盐玻璃和铝磷酸盐玻璃。
配合料
变色剂 敏化剂
混合料
气氛 高温
玻璃液
均 化
光色玻璃
热处理 变色性能
样品
退火
成型
光致变色玻璃的制备工艺
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光色玻璃的制备
热处理是主要工序，未经热处理的玻璃，其变色组成颗粒较小，
不具有光色效应；经热处理后，就会析出细小的AgX粒子，颗
粒长大到一定尺寸范围（10～20μm）时才有光色效应。 热处理的温度和时间主要由玻璃的温度和粘度关系决定，热处 理的温度一般选择在转变点和软化点之间，即高于退火温度 20～100℃，时间一般高温时几分钟，低温时几个小时。
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4.5 电致变色玻璃
4.5.1 定义： 电致变色玻璃(Smart Glass)，在电场作用下
引起颜色变化的玻璃，这种变化是可逆的、连
续可调的。
颜色的连续变化意味着透过率、吸收率、反射率三
者可调，最具实用性的是电化学变色玻璃，即玻璃在电 化学反应条件下对可见光吸收有重大的改变，其机理至 今尚末解释清楚。
波方向移动。
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可是，卤化铜光色玻璃即使在加工时，也会发现吸收 与乳光增强现象，这对实际应用是不利的。 但是，卤化铜光色玻璃的优点是具有比较快的变暗速 度和褪色速度，而且变暗幅度也大。
在无银的、添加变价金属氧化物制成的各种光色玻
璃中，以添加Ce3+、Eu2+离子的光色玻璃的光敏性最低。
பைடு நூலகம்
有人还研究了以镉硼硅酸盐为基的光色玻璃，这种玻
优势。
可以用于：汽车玻璃——调节光强； 建筑窗玻璃——节能； 军用飞行器——隐身；
等等。
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1
许多有机物、无机物有光致变色性能，但是光色玻 璃优于其他光色材料。 例如，光色玻璃可以长时间反复变色而无疲劳(老化)现 象，而且机械强度好，化学稳定性好，制备简单，可获得 稳定的、形状复杂的制品。