玻璃工艺学实验报告汇总

玻璃透光率和光谱的测定

班级：无机13-2班

组员：曹洋张明硕

蒋晨方世然

一、前言

1、玻璃基础知识：玻璃是由二氧化硅和其他化学物质熔融在一起形成的（主要生产原料为：纯碱、石灰石、石英）。在熔融时形成连续网络结构，冷却过程中粘度逐渐增大并硬化致使其结晶的硅酸盐类非金属材料。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。有时把一些透明的塑料（如聚甲基丙烯酸甲酯）也称作有机玻璃。

2、原料作用: 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、Fe2O

3、SB2S3、烧成黄色；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，使极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。

3.熔制过程简介：在玻璃生产过程中，配和料经过加热形成玻璃的过程称为玻璃的熔制过程。玻璃的熔制是玻璃生产过程中的重要阶段，熔制的质量和速度决定着产品的质量和产量。玻璃的熔制过程大体分为以下五个阶段：硅酸盐的形成阶段、玻璃的澄清阶段、玻璃的均化阶段、玻璃液的冷却阶段。

二、实验过程

2.1实验原理

光线射入玻璃时，一部分光线通过玻璃，一部分则被玻璃吸收和反射，不同性质的玻璃对光线的反应是不相同的，无色玻璃（如平板玻璃）能大量通过可见光，有色玻璃则只让一种波长的光线透过，而其他波长的光线则被吸收掉。

物质对光的吸收符合朗伯－比尔定律：物质对单色平行光的吸收量与物质的特性、光通过的路径、着色剂的浓度成正比。玻璃的透光性能用透光率或光密度来表示。

透光率是通过玻璃的光流强度和投射在玻璃的光流强度的比值来表示（以百分比表示）即

T＝I/I0×100% 或A＝–lgT

式中：T ——透光率％；A－光密度。

I ——通过玻璃的光流强度；

I0 ——投射在玻璃上的光流强度。

玻璃透光率与玻璃的厚度d有关，还与着色剂的浓度c及该着色剂的吸收系数K 有关，它们之间的关系可用下式表示。

A＝Kcd

式中 d ——光通过的路径；

K——吸收系数；

C——着色剂的浓度。

上式仅适用单色光，即一定波长的光线。

若用光密度为纵坐标，以波长为横坐标，作出玻璃的光谱曲线，就可以大致确定该玻璃的光学特性。

本实验利用721型分光光度计，测定不同厚度平板玻璃透光率的变化和颜色玻璃的光谱曲线。

2.2仪器装置

本实验用721数字式分光光度计，原理如图：

721分光光度计原理示意图

2.3实验步骤

（1）接通电源时，预热20分钟。

（2）手持平板玻璃试样边缘，并放入比色器座内靠单色器一侧的第二格内；有色玻璃放入比色器座内靠单色器一侧的第三格内用定位夹固定弹性夹，使其紧靠比色器座壁。

（3）用调节旋纽选择测量波长。

（4）打开比色器暗盒盖，调节透光率“0”。

（5）使比色器座处于空气空白校正位置，轻轻地将比色器暗箱盖合上，这时暗箱盖将光门挡板打开，光电管受光，调节透光率“100%”。

（6）按4、5步骤连续几次调“0”和“100”后无变动，即可以进行测定。（7）将待测试样推入光路，显示器示值即为某波长光下的透过率T，或光密度A，

其中A=–1g T。

（8）对平板玻璃测定其在波长为560nm处的透光率T

（9）在单色光的波长为360～1000nm范围内，每隔20 nm测定颜色玻璃试样光

密度A。

2.4实验记录与要求

1、原始数据

石英: 33.33g

碳酸钠: 7.7089g

硼酸: 10.764g

硝酸钾: 10.7769g

氧化铝: 1.50g

二氧化钛：0.5g

2、绘制颜色玻璃的光谱曲线。

数据：

无色玻璃厚度：2.30mm

有色玻璃厚度：1.00mm

560mm 80.0

三、分析

试验中遇到的问题

①测量光谱时，要求切成薄片，由于玻璃有少量裂纹，存在碎裂的危险，故只是进行了打磨和抛光，厚度没有考虑，表面的抛光程度和研磨程度可能达不到实验要求，存在误差。

②真密度的测定，要求为水浴排气，由于没有进行水浴条件，而在小电炉上手动加热排气，对水的排气亦是如此，过筛过程中可能会漏掉一些样品或者掺入新的杂质，对样品的纯度和含量有影响，对实验结果造成误差